核心素養(yǎng)視域下的高中生物深度學(xué)習(xí)探究

在當(dāng)今知識飛速更新、科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，培養(yǎng)具備核心素養(yǎng)的人才成為教育的重要使命。高中生物作為一門緊密聯(lián)系生活實(shí)際、蘊(yùn)含科學(xué)思維的學(xué)科，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、理性思維等素養(yǎng)方面意義重大。深度學(xué)習(xí)能讓學(xué)生超越表面知識，深入理解生物學(xué)科的本質(zhì)，形成系統(tǒng)認(rèn)知。因此，探究核心素養(yǎng)視域下高中生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)，成為提升教育質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的關(guān)鍵課題。

一、相關(guān)概述

（一）高中生物核心素養(yǎng)

高中生物核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物課程學(xué)習(xí)過程中逐步形成的、適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力，它涵蓋了生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度。生命觀念讓學(xué)生理解生命的本質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能、進(jìn)化等基本規(guī)律，形成對生命現(xiàn)象的整體認(rèn)知；科學(xué)思維促使學(xué)生運(yùn)用邏輯推理、批判性思考等方法分析生物學(xué)問題，提升理性判斷能力；科學(xué)探究則通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，培養(yǎng)其動手實(shí)踐與創(chuàng)新探索精神；社會責(zé)任要求學(xué)生將生物知識應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，關(guān)注健康、環(huán)境、倫理等議題，樹立可持續(xù)發(fā)展的價(jià)值觀，成為有擔(dān)當(dāng)?shù)墓瘛＿@四個方面相互關(guān)聯(lián)，共同助力學(xué)生形成完整的生物素養(yǎng)體系。

（二）核心素養(yǎng)視域下高中生物深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

1．內(nèi)涵

高中生物深度學(xué)習(xí)是以高階思維驅(qū)動、知識體系整合與問題解決為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)模式，其內(nèi)涵在于學(xué)生超越對生物概念、現(xiàn)象的淺層記憶與機(jī)械復(fù)述，通過主動剖析知識間的邏輯關(guān)聯(lián)，構(gòu)建多層次知識網(wǎng)絡(luò)；同時(shí)以科學(xué)探究為載體，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、模型建構(gòu)等實(shí)踐活動中培養(yǎng)批判性思維，運(yùn)用類比遷移、歸納演繹等方法突破認(rèn)知局限；最終將生物學(xué)原理與現(xiàn)實(shí)議題深度聯(lián)結(jié)，才能剖析基因編輯技術(shù)的倫理邊界、闡釋生物多樣性保護(hù)的生態(tài)學(xué)意義，實(shí)現(xiàn)從知識符號到科學(xué)思維、從理論框架到實(shí)踐智慧的躍升。

2.特點(diǎn)

（1）思維層級突破性

深度學(xué)習(xí)以高階思維為核心驅(qū)動，超越淺層記憶與機(jī)械模仿，聚焦邏輯推演、批判反思與創(chuàng)造生成。學(xué)生需對生物學(xué)概念進(jìn)行解構(gòu)重組，辨析不同理論模型的適用邊界，在復(fù)雜問題中提煉核心矛盾，通過歸納演繹、假設(shè)驗(yàn)證等思維工具突破認(rèn)知局限，形成獨(dú)立且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S范式。

(2）知識體系立體化

強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的縱深貫通與橫向交織，打破模塊化割裂狀態(tài)。學(xué)生需構(gòu)建多維度知識網(wǎng)絡(luò)，將微觀機(jī)制與宏觀規(guī)律關(guān)聯(lián)整合，融合數(shù)學(xué)建模、信息技術(shù)等跨學(xué)科方法，形成具有動態(tài)生長性的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)從“知識碎片”到“知識生態(tài)”的躍遷。

(3）探究過程實(shí)證性

以科學(xué)探究為思維錘煉載體，學(xué)生需全程主導(dǎo)問題發(fā)現(xiàn)、方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與結(jié)論推導(dǎo)的完整流程。在不斷地探究中理解科學(xué)本質(zhì)的復(fù)雜性，掌握實(shí)驗(yàn)變量控制、誤差分析、證據(jù)鏈構(gòu)建等研究方法，形成基于實(shí)證的理性判斷能力，避免主觀臆斷與片面結(jié)論。

(4）價(jià)值認(rèn)知貫通性

注重將生物學(xué)原理與社會現(xiàn)實(shí)深度聯(lián)結(jié)，學(xué)生需理解科技發(fā)展的雙重性，分析政策制定的科學(xué)依據(jù)，探討倫理困境的解決路徑，形成兼顧科學(xué)理性與人文關(guān)懷的價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)知識學(xué)習(xí)與責(zé)任意識的雙向賦能。

二、核心素養(yǎng)視域下高中生物深度學(xué)習(xí)原則

（一）素養(yǎng)導(dǎo)向性原則

以生物學(xué)科核心素養(yǎng)為教學(xué)設(shè)計(jì)的根本依據(jù)，確保知識傳授、能力培養(yǎng)與價(jià)值觀塑造的協(xié)同推進(jìn)。深度學(xué)習(xí)時(shí)需緊扣核心素養(yǎng)框架，將學(xué)科大概念轉(zhuǎn)

化為可操作的學(xué)習(xí)目標(biāo)，避免脫離素養(yǎng)目標(biāo)的碎片化知識灌輸，使學(xué)生學(xué)習(xí)始終指向?qū)ι举|(zhì)的深度理解與科學(xué)素養(yǎng)的系統(tǒng)建構(gòu)。

（二）思維進(jìn)階性原則

遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，設(shè)計(jì)具有梯度性、挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)鏈。從基礎(chǔ)概念的辨析到復(fù)雜問題的多維度分析，從單一方法的模仿到跨學(xué)科策略的整合，逐步提升學(xué)生思維的抽象性、批判性與創(chuàng)造性。通過階梯式問題情境和遞進(jìn)式探究活動，引導(dǎo)思維由低階向高階躍遷。

（三）實(shí)踐貫通性原則

強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境中的知識應(yīng)用與問題解決，將科學(xué)探究作為深度學(xué)習(xí)的核心載體。教學(xué)需突破“黑板實(shí)驗(yàn)”的局限，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科實(shí)踐等方式，讓學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中，經(jīng)歷“觀察現(xiàn)象→提出假設(shè) $$ 設(shè)計(jì)驗(yàn)證→修正結(jié)論”的完整科學(xué)實(shí)踐鏈，形成基于證據(jù)的決策能力與解決復(fù)雜問題的系統(tǒng)性思維。

（四）價(jià)值滲透性原則

將科學(xué)倫理、社會責(zé)任等價(jià)值維度融入深度學(xué)習(xí)的全流程，避免“唯知識論”傾向。深度學(xué)習(xí)需引導(dǎo)學(xué)生辯證看待生物技術(shù)的利弊，理解科學(xué)決策的社會成本，培養(yǎng)其在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)平衡技術(shù)進(jìn)步與社會福祉的責(zé)任感。通過議題討論、決策模擬等活動，實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)與人文精神的有機(jī)統(tǒng)一。

三、核心素養(yǎng)視域下高中生物深度學(xué)習(xí)策略

（一）解析生命現(xiàn)象，滲透生命觀念

在高中生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)中，解析生命現(xiàn)象是滲透生命觀念的重要途徑。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生全面深入剖析生命活動的本質(zhì)與規(guī)律。使學(xué)生認(rèn)識到生命是一個復(fù)雜而有序的系統(tǒng)，各層次生命活動相互關(guān)聯(lián)、相互影響。讓學(xué)生在解析生命現(xiàn)象的過程中，逐步樹立結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀等生命觀念，為理解生物學(xué)科的核心概念和原理奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，以更好地認(rèn)識生命、尊重生命、珍愛生命[]。

解析生命現(xiàn)象是助力學(xué)生構(gòu)建生命觀念體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以人教版必修1中的“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”為例，教師可引導(dǎo)學(xué)生從微觀結(jié)構(gòu)入手展開剖析：細(xì)胞膜主要由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)構(gòu)成，磷脂分子的親水頭部朝向膜兩側(cè)的水環(huán)境，疏水尾部則相互聚集在膜內(nèi)部，這種排列方式形成了細(xì)胞膜的基本骨架，賦予了細(xì)胞膜一定的流動性；而鑲嵌、貫穿或覆蓋在磷脂雙分子層上的蛋白質(zhì)，種類和功能豐富多樣，有的作為載體蛋白協(xié)助物質(zhì)跨膜運(yùn)輸，有的作為通道蛋白形成親水性通道讓特定物質(zhì)快速通過，還有的承擔(dān)著細(xì)胞識別、免疫反應(yīng)等重要職責(zé)。從功能表現(xiàn)來看，細(xì)胞膜既像一道“嚴(yán)密的關(guān)卡”，嚴(yán)格篩選進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，又像一座“繁忙的橋梁”，通過主動運(yùn)輸、被動運(yùn)輸?shù)榷喾N方式，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與外界環(huán)境之間的物質(zhì)交換和信息傳遞，保障細(xì)胞各項(xiàng)生命活動的正常進(jìn)行。通過深入解析細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，學(xué)生能直觀感受到“結(jié)構(gòu)決定功能，功能反映結(jié)構(gòu)”這一結(jié)構(gòu)與功能觀的深刻內(nèi)涵，理解細(xì)胞這一微觀層次的生命活動是如何在特定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上有序開展的。同時(shí)，這也讓學(xué)生認(rèn)識到生命系統(tǒng)各層次間緊密的關(guān)聯(lián)性一—細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，為細(xì)胞后續(xù)參與組織、器官等更高層次生命活動奠定了基礎(chǔ)，為后續(xù)深入理解生物學(xué)科的核心概念和原理、樹立尊重和珍愛生命的意識埋下科學(xué)認(rèn)知的種子。

（二）引導(dǎo)邏輯推理，培養(yǎng)科學(xué)思維

邏輯推理是科學(xué)思維的關(guān)鍵要素，在高中生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理能有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。因此，教師需創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理等方法，分析問題、解決問題。同時(shí)，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，對已有觀點(diǎn)和結(jié)論進(jìn)行批判性思考，提出合理假設(shè)并進(jìn)行推理驗(yàn)證。在推理過程中，學(xué)生學(xué)會運(yùn)用科學(xué)的方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待生物學(xué)問題，逐步形成邏輯思維習(xí)慣，提升分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)科學(xué)思維品質(zhì)，為深入學(xué)習(xí)生物學(xué)知識提供思維保障[2]。

在人教版必修1“細(xì)胞的衰老和死亡”的教學(xué)中，邏輯推理是錘煉學(xué)生科學(xué)思維的有力工具。教師可先創(chuàng)設(shè)生活化問題情境，如提問學(xué)生“為何老年人臉上皺紋增多、頭發(fā)變白，身體機(jī)能也大不如以前”，引發(fā)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)思考細(xì)胞衰老與個體衰老的關(guān)聯(lián)。接著，教師可引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)教材中呈現(xiàn)的細(xì)胞衰老特征這一生物學(xué)事實(shí)，如細(xì)胞內(nèi)水分減少、多種酶活性降低、色素逐漸積累等，運(yùn)用歸納與概括的方法，總結(jié)出細(xì)胞衰老時(shí)在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上呈現(xiàn)出的一系列共性變化。之后，教師鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑，例如提出“細(xì)胞衰老是否必然導(dǎo)致個體衰老”這類問題，對既有認(rèn)知進(jìn)行批判性思考。在此基礎(chǔ)上，教師可引導(dǎo)學(xué)生提出合理假設(shè)，如“多細(xì)胞生物中，個體衰老可能是細(xì)胞普遍衰老的綜合結(jié)果”。為驗(yàn)證假設(shè)，教師可帶領(lǐng)學(xué)生從細(xì)胞衰老與個體衰老的實(shí)例出發(fā)，演繹推理：若細(xì)胞普遍衰老，細(xì)胞代謝速率減慢，那身體各器官功能也會隨之下降，如老年人消化功能減弱、免疫力降低等，這與個體衰老表現(xiàn)相符，初步驗(yàn)證假設(shè)。在推理過程中，學(xué)生學(xué)會運(yùn)用科學(xué)方法，嚴(yán)謹(jǐn)對待細(xì)胞衰老這一生物學(xué)現(xiàn)象，逐步養(yǎng)成從現(xiàn)象到本質(zhì)、從個別到一般的邏輯思維習(xí)慣，提升分析細(xì)胞衰老機(jī)制、解決相關(guān)生物學(xué)問題的能力，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)細(xì)胞生命歷程等知識筑牢思維根基。

（三）設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，提升科學(xué)探究能力

設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)是提升學(xué)生科學(xué)探究能力的有效方式，基于此，在高中生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)中教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的認(rèn)知水平，精心設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性和探究性的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生自主提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師應(yīng)給予學(xué)生充分的自主空間，讓他們在實(shí)踐中體驗(yàn)科學(xué)探究的流程和方法。學(xué)生通過自主探究，學(xué)會運(yùn)用科學(xué)儀器和技術(shù)手段收集證據(jù)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出合理結(jié)論。這一過程不僅能加深學(xué)生對生物學(xué)知識的理解，更能培養(yǎng)他們的觀察能力、動手能力和創(chuàng)新能力，全面提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)[3]。

例如，在人教版必修1“光合作用實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)中，設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)是提升學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵舉措。在具體的教學(xué)活動中，教師應(yīng)立足教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)生初涉光合作用復(fù)雜原理的認(rèn)知水平，精心打造兼具啟發(fā)與探究特性的實(shí)驗(yàn)活動。實(shí)驗(yàn)伊始，教師以“植物在陽光下為何能生長得如此茂盛，它們所需的物質(zhì)和能量從何而來”這類貼近生活又具啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主提出“光合作用是否需要光”“光合作用的產(chǎn)物是什么”等探究性問題。隨后，教師鼓勵學(xué)生依據(jù)已有知識經(jīng)驗(yàn)，如知道植物能利用二氧化碳和水，大膽做出假設(shè)，像“光合作用在光照下才能進(jìn)行，產(chǎn)物有淀粉和氧氣”。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案環(huán)節(jié)，教師給予充分引導(dǎo)但不越俎代庖。比如在探究“光合作用是否需要光”時(shí)，教師提示學(xué)生可利用天竺葵等植物，通過部分遮光處理設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考如何控制光照這一變量，以及如何利用碘液檢測淀粉生成。在探究“光合作用產(chǎn)生氧氣”時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想氧氣能助燃的特性，思考如何用金魚藻等水生植物收集氣體，并用帶火星的木條檢驗(yàn)。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段，學(xué)生擁有充分自主空間，親自動手操作。他們小心地給天竺葵葉片部分遮光，再將植株置于黑暗處一晝夜以消耗原有淀粉；在金魚藻實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生認(rèn)真搭建收集氣體的裝置，耐心等待氣泡產(chǎn)生。在收集數(shù)據(jù)與證據(jù)時(shí)，學(xué)生學(xué)會運(yùn)用科學(xué)儀器，如量筒準(zhǔn)確測量氣體體積，用鑷子、酒精燈等工具規(guī)范處理葉片。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)統(tǒng)計(jì)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。看到遮光部分遇碘不變藍(lán)、見光部分變藍(lán)，以及帶火星木條在收集氣體中復(fù)燃等現(xiàn)象，他們結(jié)合實(shí)驗(yàn)假設(shè)，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)推理得出合理結(jié)論：光合作用需要光，產(chǎn)物有淀粉和氧氣。這一系列自主探究過程，不僅讓學(xué)生深刻理解光合作用這一核心概念，更在實(shí)踐鍛煉中，極大地培養(yǎng)了細(xì)致入微的觀察能力、熟練精準(zhǔn)的動手能力，以及突破常規(guī)的創(chuàng)新能力，使學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中全面提升了科學(xué)探究素養(yǎng)。

（四）聯(lián)系社會議題，強(qiáng)化社會責(zé)任

聯(lián)系社會議題是強(qiáng)化學(xué)生社會責(zé)任的重要策略。生物學(xué)科與社會生活緊密相連，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在高中生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)中關(guān)注生物技術(shù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、人類健康等社會熱點(diǎn)議題。教師通過組織學(xué)生討論相關(guān)議題，分析其中涉及的生物學(xué)原理和倫理道德問題，使學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)知識對社會發(fā)展的重要作用。教師可鼓勵學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識，為解決社會問題提出合理建議和方案，以培養(yǎng)他們的社會參與意識和擔(dān)當(dāng)精神。教師讓學(xué)生在關(guān)注社會、服務(wù)社會的過程中，深刻理解個人行為與社會發(fā)展的關(guān)系，強(qiáng)化社會責(zé)任意識，成為有社會責(zé)任感的新時(shí)代公民。

以人教版選擇性必修3中的“動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物”深度學(xué)習(xí)為例，動物體細(xì)胞核移植技術(shù)堪稱現(xiàn)代生物技術(shù)的重大里程碑。其操作原理是將動物體細(xì)胞的細(xì)胞核提取出來，然后將其植入去核卵母細(xì)胞中，并借助先進(jìn)技術(shù)使重組細(xì)胞發(fā)育為新個體，實(shí)現(xiàn)動物克隆。這項(xiàng)技術(shù)在生物學(xué)研究上意義非凡，為生命奧秘的探索開辟了新道路。在社會應(yīng)用層面，它潛力巨大。在瀕危動物保護(hù)領(lǐng)域，有望成為物種延續(xù)的“救命稻草”；于畜牧業(yè)而言，可助力優(yōu)良品種高效繁育。然而，硬幣總有另一面，它也引發(fā)了諸多倫理道德爭議，克隆動物的身份如何界定，是否會沖擊生物多樣性等。教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注此類議題，能讓學(xué)生清晰認(rèn)識到生物學(xué)知識并非“象牙塔”內(nèi)的孤立存在，而是與社會發(fā)展緊密相連。學(xué)生在探討分析中，既能深化對知識的理解，又能培養(yǎng)關(guān)注社會、思考社會問題的意識，強(qiáng)化社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)，成長為有擔(dān)當(dāng)?shù)男聲r(shí)代公民。

結(jié)束語

總之，核心素養(yǎng)視域下的高中生物學(xué)科的深度學(xué)習(xí)，是連接知識傳授與素養(yǎng)培養(yǎng)的重要橋梁。通過合理的教學(xué)設(shè)計(jì)與引導(dǎo)，學(xué)生能在深度學(xué)習(xí)中掌握知識精髓，鍛煉思維能力，培養(yǎng)科學(xué)精神。這不僅能提升其當(dāng)下的生物學(xué)習(xí)效果，更能為未來應(yīng)對復(fù)雜挑戰(zhàn)、解決實(shí)際問題積蓄力量。未來，作為生物學(xué)科的教師應(yīng)持續(xù)深耕，推動深度學(xué)習(xí)不斷完善，讓核心素養(yǎng)真正落地生根。

參考文獻(xiàn)

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