王丙全

隨著人工智能研究的快速發(fā)展，深度學(xué)習(xí)越來越多地映入人們的視野。深度學(xué)習(xí)于2006年被提出，是機器學(xué)習(xí)研究中的一個全新領(lǐng)域，它模擬人腦的思維機制、記憶機制等，對圖像、聲音、文本等進行解釋和處理，由此引發(fā)了人們對深度學(xué)習(xí)的高度關(guān)注。在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師可以通過對深度學(xué)習(xí)的更多理解，從無監(jiān)督學(xué)習(xí)狀態(tài)中去審視學(xué)生的學(xué)習(xí)心理、學(xué)習(xí)方式及教師的教學(xué)模式等，進而通過創(chuàng)設(shè)真實情境高效培養(yǎng)學(xué)生的高中生物核心素養(yǎng)。

1.創(chuàng)設(shè)真實情境的途徑

生物學(xué)科與現(xiàn)實生活的聯(lián)系非常密切，各版本教材在編著過程中也引入了許多真實情境，但由于時效性、地域性、篇幅等諸多限制，難以充分發(fā)揮真實情境在教學(xué)中的作用，這就要求教師在教學(xué)過程中結(jié)合學(xué)情、教情，因地制宜地挖掘、遴選真實情境素材，以啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率。

1.1關(guān)注與教材知識有緊密聯(lián)系的現(xiàn)實生活現(xiàn)象或社會熱點事件

從現(xiàn)實生活中挖掘情境資源可以讓學(xué)生感覺到學(xué)習(xí)生物學(xué)的意義和重要性。例如，在“體溫調(diào)節(jié)”這部分內(nèi)容的教學(xué)中，筆者創(chuàng)設(shè)了以下幾個真實的問題情境：在冬天，處于嚴寒北方的人們走出屋外常常會打哆嗦，這是為什么呢？身體出現(xiàn)這種應(yīng)激反應(yīng)具有什么生物學(xué)意義呢？上體育課或早上跑步時，臉為什么會變紅？有一個成語叫“饑寒交迫”，為什么會把“饑”與“寒”關(guān)聯(lián)在一起呢？對于這些問題情境，學(xué)生在日常生活或?qū)W習(xí)中經(jīng)歷過有些現(xiàn)象，有些問題沒有特別關(guān)注過，以此引發(fā)學(xué)生強烈的好奇心與求知欲，為深度學(xué)習(xí)奠定良好的心理基礎(chǔ)。

又如，在剛開始學(xué)習(xí)有關(guān)“ATP”的知識時，教師可提前準備一些ATP藥盒，讓學(xué)生在小組內(nèi)就說明書中“ATP的成分組成”“ATP的功效”“ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化”“注意事項”“不良反應(yīng)”等進行閱讀和交流總結(jié)，進而結(jié)合教材內(nèi)容展開該部分的教學(xué)。這一真實情境的創(chuàng)設(shè)，能夠拉近知識與生活的距離，讓學(xué)生感到既新鮮又實用，從而以良好的心態(tài)進入到對新知識的學(xué)習(xí)中。

在教學(xué)中，教師要善于挖掘教材知識與實際生活的聯(lián)系，不宜牽強附會，所選擇的生活情境應(yīng)以學(xué)生的切身體驗為主，這樣才能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的積極性。

1.2注重知識的產(chǎn)生過程

生物學(xué)科學(xué)史在教學(xué)中有十分重要的價值，可以讓學(xué)生了解知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程，也可以讓學(xué)生從中感知到科學(xué)研究的艱辛，以及學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的方法和技能等?！懊浮薄肮夂献饔谩薄懊系聽栠z傳定律”“生長素的發(fā)現(xiàn)”等高中生物學(xué)主干知識都是以史料為主線，讓學(xué)生認識理論和實踐的關(guān)系，以及感悟科學(xué)探索過程中所需的鍥而不舍、不畏艱難、精誠合作等科學(xué)研究品質(zhì)。教師在平時也要多閱讀一些介紹生物科學(xué)發(fā)展史的書籍，以豐富自己的知識儲備，也為課堂教學(xué)錦上添花，從而使教學(xué)過程精彩紛呈、亮點不斷。

1.3善于挖掘科技最新進展信息

生命科學(xué)的最新進展和重大突破是寶貴的生物教學(xué)資源，例如，每年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，有許多與教材知識具有緊密的聯(lián)系。如屠呦呦發(fā)現(xiàn)的利用青蒿素治療瘧疾新療法，可以與教材中的“育種”“生物多樣性價值”等知識聯(lián)系起來，從而創(chuàng)設(shè)一個真實的情境，讓學(xué)生分析其中所蘊含的生物學(xué)原理和概念。

2.基于深度學(xué)習(xí)的高中生物真實情境的創(chuàng)設(shè)

2.1利用真實情境，引領(lǐng)學(xué)生解決實際問題

深度學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生的自主與合作，倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生通過對教材知識的遷移解決實際問題的能力。真實情境正以解決現(xiàn)實問題為先導(dǎo)，旨在充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造能力，使其對教材中的生物學(xué)原理、重要結(jié)論、核心概念等知識獲得深刻理解，進而培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

例如，在進行“細胞呼吸”這部分內(nèi)容的教學(xué)時，教師可以提前一周給學(xué)生布置一個學(xué)習(xí)任務(wù)：準備兩個帶蓋的玻璃瓶，其中一個（甲瓶）裝入剛榨的葡萄汁，另一個（乙瓶）裝入經(jīng)過煮沸的葡萄汁，放置在相同的環(huán)境中，幾天后讓學(xué)生觀察所發(fā)生的現(xiàn)象。在課堂教學(xué)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)甲瓶中產(chǎn)生了大量的氣泡，教師要求學(xué)生自己設(shè)計實驗將甲瓶中的氣體導(dǎo)入到澄清的石灰水中，結(jié)果石灰水變渾濁了，說明甲瓶中產(chǎn)生了CO2。然后教師要求學(xué)生分別打開甲乙兩瓶口，學(xué)生發(fā)現(xiàn)甲瓶中有股酒味，而乙瓶中沒有此現(xiàn)象。然后，教師再要求學(xué)生用顯微鏡對兩份樣本進行觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)甲瓶中有大量的酵母菌，而乙瓶中沒有。此時，教師提出問題：甲瓶中發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)呢？

結(jié)合以上所觀察到的實驗現(xiàn)象，教師進一步引導(dǎo)學(xué)生進行探究：甲瓶在剛密封時還有一部分氧氣，隨后慢慢地變成無氧狀態(tài)，那么，酒精是在有氧條件下還是無氧條件下產(chǎn)生的呢？CO2又是在有氧條件下還是無氧條件下產(chǎn)生的呢？

學(xué)生探究：自主設(shè)計有氧裝置和無氧裝置，探究酵母菌細胞在有氧和無氧條件下的物質(zhì)轉(zhuǎn)化，并對遇到的問題進行討論和改進。

教師演示：利用O2傳感器和溫度傳感器，定量測定酵母菌在有氧環(huán)境和無氧環(huán)境下產(chǎn)生的CO2以及在此過程中的溫度變化情況。經(jīng)過多次演示和測定記錄，從中歸納共性的地方。與學(xué)生一起討論分析，最終得出結(jié)論：酵母菌細胞呼吸會釋放能量。

以上實驗探究設(shè)計，充分培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力和實驗思維方法，讓學(xué)生感悟到了科學(xué)論證的過程和意義，對學(xué)生樹立實事求是的科學(xué)態(tài)度和意識也有十分重要的促進作用。

2.2以科學(xué)史料為情境主線，引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建知識

生命科學(xué)史是真實情境挖掘的重要素材來源，教師要充分挖掘、運用科學(xué)史料，并將之作為情境主線，引導(dǎo)學(xué)生主動探尋、體悟知識的形成，并構(gòu)建知識體系。

例如，在進行“一個脫氧核苷酸”模型的構(gòu)建時，教師可以為學(xué)生提供以下幾則史料，讓學(xué)生思考并構(gòu)建：

史料1：1910年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者科塞爾等人證明了“核素”是由糖、磷酸與嘌呤堿、嘧啶堿等成分組成的。后來人們發(fā)現(xiàn)，“核素”具有酸性，因此，更名為“核酸”。

史料2：1909年，美國生物化學(xué)家歐文發(fā)現(xiàn)，核酸中的碳水化合物是由5個碳原子組成的核糖分子。

史料3：1930年，歐文又發(fā)現(xiàn)米歇爾所發(fā)現(xiàn)的“胸腺核酸”中的糖分子比塞勒從酵母菌中發(fā)現(xiàn)的“酵母核酸”中的糖分子少一個氧原子，因此，將這種糖分子稱作“脫氧核糖”；含兩種不同糖分子的核酸分別稱為“脫氧核糖核酸”（DNA）與“核糖核酸”（RNA）。

史料4：1934年，歐文將核酸分解成許多亞單位———核苷酸。

學(xué)生通過對四則史料的閱讀和分析，從思維層面上經(jīng)歷了一次科學(xué)探究的過程，并從真實的情境中感悟到了科學(xué)家探索未知世界的不懈精神和解決問題的方法，并對知識有了更深刻的認識和理解。

2.3基于真實情境，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果

對于學(xué)生學(xué)習(xí)過程及結(jié)果的評價，應(yīng)與真實情境相結(jié)合，讓學(xué)生從中體驗到成功的喜悅，并認識到在能力和知識方面需不斷加強的地方。

例如，在學(xué)生學(xué)習(xí)完“人類遺傳病”之后，教師提出問題：某單基因遺傳病究竟屬于何種遺傳方式？要求學(xué)生自己設(shè)計調(diào)查表，研究調(diào)查對象，確定調(diào)查方案，以此對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行全面評價。

綜上所述，在學(xué)案編寫、教學(xué)設(shè)計、課堂教學(xué)、學(xué)生評價等教學(xué)全過程的各個環(huán)節(jié)上，均可通過創(chuàng)設(shè)真實情境觸發(fā)學(xué)生的思維，讓教學(xué)與學(xué)生的認知同步進行，為學(xué)生的深度學(xué)習(xí)創(chuàng)造有利條件，從而提高教學(xué)效果，并使學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)在潛移默化中得到不斷發(fā)展。

（西藏林芝市第二高級中學(xué)，西藏林芝860000）