張 偉

(江蘇省如東高級(jí)中學(xué) 如東 226400)

1 “深度學(xué)習(xí)”是高中生物學(xué)課堂教學(xué)的必然選擇

“深度學(xué)習(xí)”(deep learning)的概念最初于1976年由美國學(xué)者羅杰·薩爾喬(Roger Saljo)和倫斯·馬頓(Ference Marton)提出[1]?！吧疃葘W(xué)習(xí)”不是指學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和難度，而是關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和狀態(tài)，追求知識(shí)的主動(dòng)加工、深度理解和不斷地自我反思，關(guān)注學(xué)生應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等高階思維的發(fā)展，是一種合理運(yùn)用合作、探究、展示和追問等教學(xué)手段使學(xué)生全身心地投入，經(jīng)歷高階思維過程，并獲得深度體驗(yàn)的學(xué)習(xí)。

1.1 淺層學(xué)習(xí)與“深度學(xué)習(xí)”的區(qū)別 高中生物學(xué)具有概念多、理解難，理論多、實(shí)踐難的學(xué)科困境。筆者曾在高中生物學(xué)教學(xué)課堂中進(jìn)行問卷調(diào)查，分析發(fā)現(xiàn)淺層學(xué)習(xí)在教學(xué)中還有一定的市場(chǎng)。較多的教師和學(xué)生將生物學(xué)當(dāng)成文科看待，認(rèn)為生物學(xué)憑記憶就能得高分，背誦默寫成為部分課堂教學(xué)的常態(tài)。課堂上學(xué)生成為速記員和聽眾，被動(dòng)接受知識(shí)，學(xué)習(xí)過程缺少反思，長(zhǎng)此以往，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生思維方式的僵化，學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)就會(huì)低下。

而“深度學(xué)習(xí)”是一種以學(xué)生高階思維發(fā)展為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生知識(shí)獲取方式，強(qiáng)調(diào)在深度理解基礎(chǔ)之上的主動(dòng)建構(gòu)和知識(shí)遷移。要注意“深度學(xué)習(xí)”和淺層學(xué)習(xí)并非完全對(duì)立，“深度學(xué)習(xí)”是在淺層學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上的深化和提高[1]。

1.2 教學(xué)中學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”的價(jià)值 高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)以及“概念多、理解難，理論多、實(shí)踐難”的學(xué)科困境可通過學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”來解決。在課堂教學(xué)中可通過追根溯源，從知識(shí)的本源去分析現(xiàn)象得到本質(zhì)，從而使學(xué)生形成“生命觀念”。生物學(xué)是充滿探究思想和方法的學(xué)科，教材中有近30個(gè)實(shí)驗(yàn)以及10多個(gè)生物學(xué)史。課堂教學(xué)中可以和學(xué)生一起回到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的那個(gè)年代，重溫實(shí)驗(yàn)的探索歷程，并在此過程中領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)的一般方法，從而使科學(xué)探究成為習(xí)慣；生物學(xué)是充滿哲理的學(xué)科，如遺傳中演繹與推理、生物技術(shù)倫理中的批判性思維等，可組織學(xué)生進(jìn)行深入探討使科學(xué)思維得到鍛煉；生物學(xué)是與日常生活聯(lián)系最為緊密的學(xué)科之一，如酒后駕車、焚燒秸稈、溫室效應(yīng)以及人類遺傳病的危害等，教學(xué)中可將知識(shí)在與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，在學(xué)生的思辨中“社會(huì)責(zé)任”得以落實(shí)。

綜上所述，在生物學(xué)課堂教學(xué)中落實(shí)“深度學(xué)習(xí)”具有很高的意義和價(jià)值，學(xué)生在課堂中通過深度理解、聯(lián)系生活和即時(shí)反思等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)有意義的知識(shí)建構(gòu)，高中生物學(xué)學(xué)科困境也就迎刃而解。

2 “研學(xué)課堂”是落實(shí)“深度學(xué)習(xí)”的有效手段

“研學(xué)課堂”是以學(xué)生的學(xué)為基礎(chǔ)，以學(xué)生的研為落腳點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)思維的真正發(fā)生，是指在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用學(xué)得的基礎(chǔ)知識(shí)提出問題，通過生生和師生的討論、質(zhì)疑甚至爭(zhēng)辯形成研究結(jié)論的過程?！把袑W(xué)課堂”重視活動(dòng)和探究，重視學(xué)生的思維發(fā)生和體驗(yàn)。在“研學(xué)課堂”中學(xué)生的應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等高階思維得到充分發(fā)展。“研學(xué)課堂”常見的教學(xué)策略具體如下：

2.1 通過設(shè)問與追問，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)” 問題是激發(fā)學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”的有效手段，學(xué)案以活動(dòng)單的形式設(shè)計(jì)，內(nèi)容以問題串的形式展開。問題要貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，可以是基礎(chǔ)內(nèi)容的深入理解，可以是與日常生活的聯(lián)系，也可以是最新科技成果的應(yīng)用。教學(xué)中首先要讓學(xué)生圍繞問題自主思考，然后在學(xué)習(xí)小組中進(jìn)行討論使問題得到初步解決，在學(xué)生展示中使問題得到完善，在各個(gè)環(huán)節(jié)中允許甚至鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充和追問，也可提出新問題再次討論[2]。

例如，在“種群數(shù)量的變化”一節(jié)的教學(xué)中，在種群增長(zhǎng)的“J”型和“S”型曲線的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)結(jié)束后提出兩個(gè)激發(fā)學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”的問題： ①種群增長(zhǎng)的“J”型曲線和“S”型的增長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)率模型怎樣構(gòu)建？②對(duì)于經(jīng)濟(jì)魚類，怎樣運(yùn)用種群增長(zhǎng)的曲線進(jìn)行捕撈？在學(xué)生自主思考、小組討論和展示的基礎(chǔ)之上解決問題。接著追問兩個(gè)問題： ①如果是瀕危物種和有害生物，又怎樣運(yùn)用種群增長(zhǎng)的曲線呢？②海洋每年設(shè)立禁漁期的原因？通過追問，學(xué)生的理解上升到新的高度的同時(shí)，也培養(yǎng)了“社會(huì)責(zé)任”。又如，在“DNA重組技術(shù)的基本工具”的一節(jié)教學(xué)中，首先提出兩個(gè)問題： ①限制酶、解旋酶、DNA酶、DNA聚合酶以及DNA連接酶作用的部位和作用方式有何不同？②兩種不同的限制酶切割后的黏性末端能否連接？通過以上兩個(gè)問題的“深度學(xué)習(xí)”，學(xué)生對(duì)酶切有了深刻的認(rèn)識(shí)。這時(shí)可進(jìn)一步追問： ①限制酶會(huì)切割細(xì)胞內(nèi)自身的DNA嗎？②同一種限制酶切割會(huì)帶來哪些后果？通過追問，“科學(xué)思維”得到了強(qiáng)化。

教師也可以根據(jù)學(xué)生回答問題的情況進(jìn)行追問，追問的問題可以是學(xué)生以往的典型錯(cuò)誤，可以是問題的進(jìn)一步拓展，也可以是知識(shí)之間的聯(lián)系和運(yùn)用。在不斷的設(shè)問和追問中，師生和生生不斷產(chǎn)生思維碰撞。

2.2 通過理解與思辨，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)” 鼓勵(lì)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)之上進(jìn)行批判性學(xué)習(xí)，建立鼓勵(lì)批判和質(zhì)疑的評(píng)價(jià)機(jī)制，使學(xué)生在思辨中加深對(duì)知識(shí)的理解，通過表象看到問題的本質(zhì)，在師生和生生質(zhì)疑中催生高階思維，學(xué)生在思辨中增加思維的深度和思維的廣度。在思維的發(fā)散過程中能實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的關(guān)聯(lián)及有機(jī)整合，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有意義建構(gòu)。在理解基礎(chǔ)之上的思辨還能實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用，在實(shí)際問題的解決中更能讓能力得到有效的提升[3]。

例如，在“基因工程的基本程序”一節(jié)的教學(xué)中，在學(xué)生掌握了基因工程的基礎(chǔ)知識(shí)以后，提出生物技術(shù)的安全性問題讓學(xué)生進(jìn)行辯論，有位學(xué)生提出轉(zhuǎn)基因生物不安全，也有學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行了反駁。這時(shí)，教師可進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)撥，提出趨利避害不能因噎廢食的觀點(diǎn)，這種觀點(diǎn)得到大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。辯論只是個(gè)形式，關(guān)鍵在此過程中學(xué)生的科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任上升到新的高度。又如，在“微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”一節(jié)的教學(xué)中，在談到細(xì)菌對(duì)人類有益還是有害的內(nèi)容時(shí)，組織學(xué)生對(duì)食品中防腐劑的使用進(jìn)行辯論。有位學(xué)生提出防腐劑的使用會(huì)影響人類的健康、會(huì)破壞人類腸道的菌群。還有位學(xué)生提到，正規(guī)企業(yè)合理使用防腐劑對(duì)人類沒有傷害，提出“防腐劑可怕，沒有防腐劑更可怕”的觀點(diǎn)。這時(shí)，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，提出要合理地使用防腐劑，并帶領(lǐng)學(xué)生一起學(xué)習(xí)“未來防腐劑發(fā)展新趨勢(shì)——生物防腐劑”，使學(xué)生對(duì)微生物的理解上升到新的高度，“社會(huì)責(zé)任”也得到有效的培養(yǎng)。

理解和思辨是激發(fā)學(xué)生“深度學(xué)習(xí)”的有效手段，通過辯論的過程，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解不再局限在知識(shí)本身，而是上升到知識(shí)的運(yùn)用的高度，學(xué)生合理地闡述自己的觀點(diǎn)，分析對(duì)手觀點(diǎn)的同時(shí)，知識(shí)就形成了有意義的建構(gòu)。

2.3 通過探究與拓展，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)” 在小組合作中的探究學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生敞開心扉，像專業(yè)人員一樣主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并積極地解決問題，在課堂教學(xué)中讓學(xué)生沿著科學(xué)家探索的足跡，回到那個(gè)年代，模擬科學(xué)家的思維進(jìn)行過程探究，不知不覺中學(xué)生走向了“深度學(xué)習(xí)”。

例如，在“細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界”一節(jié)的教學(xué)中，首先打破一個(gè)雞蛋，請(qǐng)學(xué)生感受細(xì)胞膜的存在；接著，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究細(xì)胞膜的功能： 取3個(gè)雞蛋，1號(hào)不做處理。將2號(hào)和3號(hào)蛋清分離，分別浸泡在溶有水溶性黑色素的生理鹽水中和已經(jīng)等濃度溶有中性紅的生理鹽水中，可得出了細(xì)胞膜有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能。轉(zhuǎn)而讓學(xué)生探究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、探究制備細(xì)胞膜的方法并建構(gòu)細(xì)胞膜的模型。最后，有效拓展，讓學(xué)生為細(xì)胞膜的人工合成獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。在探究的過程中，學(xué)生的注意力高度集中。又如，在“基因的自由組合定律”一節(jié)科學(xué)史的教學(xué)中，首先給出兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生從多個(gè)角度設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)與作出假設(shè)，并根據(jù)假設(shè)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；接著，教師提出怎樣驗(yàn)證假設(shè)的成立，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探究；再者總結(jié)出規(guī)律，并得出科學(xué)研究的一般方法： 假說—演繹法；最后，提出如果兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上有會(huì)得出怎樣的結(jié)論，適當(dāng)拓展連鎖互換定律，使學(xué)生知識(shí)得以完善。

學(xué)生通過探究獲取知識(shí)并在此基礎(chǔ)之上的進(jìn)一步拓展或再次探究，使學(xué)生始終處于“深度學(xué)習(xí)”當(dāng)中，并緊跟科學(xué)家的思維，核心素養(yǎng)中學(xué)生“科學(xué)探究”能力的培養(yǎng)也得到有效落實(shí)。

2.4 通過合作與展示，激發(fā)“深度學(xué)習(xí)” 合作學(xué)習(xí)能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，在小組內(nèi)學(xué)生處于平等的關(guān)系，可以暢所欲言，充分表達(dá)自己的想法。在小組合作基礎(chǔ)之上的展示能進(jìn)一步激發(fā)“深度學(xué)習(xí)”，展示的問題可以是學(xué)生合作學(xué)習(xí)討論的問題，可以是未形成共識(shí)的問題。以上問題代表小組最高的思維水平，代表“深度學(xué)習(xí)”的方向，在其他小組的補(bǔ)充下或在教師的引導(dǎo)下進(jìn)一步探究?jī)r(jià)值較高、較有深度的問題。

例如，在“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)“噬菌體侵染細(xì)菌”的教學(xué)中，首先讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和展示32P和35S標(biāo)記噬菌體的方法，了解保溫、攪拌和離心的目的，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在學(xué)生掌握之后，以小組為單位探討保溫時(shí)間的長(zhǎng)短、攪拌的充分與否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，分析上清液或沉淀中仍有少量放射性的原因等。通過兩個(gè)階段的以合作和展示為載體的“深度學(xué)習(xí)”，學(xué)生對(duì)知識(shí)有了深度的理解。又如，在“伴性遺傳”一節(jié)的學(xué)習(xí)中，首先設(shè)置情境，讓學(xué)生在自主和展示中完成X染色體隱性遺傳中的6組合方式(XAXA×XAY、 XAXA×XaY、 XAXa×XAY、 XAXa×XaY、 XaXa×XAY、 XaXa×XaY)的遺傳傳遞規(guī)律的解讀。在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合常染色體的傳遞規(guī)律，請(qǐng)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，合作完成遺傳系譜圖的判定。

在自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上再進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，能使學(xué)生帶著問題進(jìn)入小組討論，使“深度學(xué)習(xí)”真正地發(fā)生，在合作學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上的展示交流，能激發(fā)學(xué)生的靈感，產(chǎn)生新的、具有進(jìn)一步探討的問題，使“深度學(xué)習(xí)”能落到實(shí)處，使學(xué)生始終處于課堂的主導(dǎo)地位，在“深度學(xué)習(xí)”中完成知識(shí)的有意義建構(gòu)。