李 莉

(沈陽市渾南高級中學,遼寧沈陽,110179)

《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱新課程標準)明確指出,生物學教育旨在使學生了解和掌握生命科學的基本理論、方法和思維方式,具有探索重大生物學問題的能力和創(chuàng)新思維能力,具備全面發(fā)展的素質(zhì)。[1]新課程標準以落實立德樹人教育任務為指導,倡導深入挖掘學科教學的育人價值,以促進學生的全面發(fā)展。在此基礎上,生物單元整體教學以單元主題為核心,對資源進行整合,尊重學生的認知特點,培養(yǎng)學生的高階思維。新高考注重對綜合類能力的考查,因此在生物學科的日常教學中,教師應不斷優(yōu)化單元教學模式,提升教育質(zhì)量。

本文基于深度學習及單元整體教學的概述,分析深度學習背景下高中生物單元整體教學設計的應用價值,并結合高中生物單元教學存在的問題,探討基于深度學習的高中生物單元教學策略。

一、概念概述

深度學習是誕生于機器領域的一個概念。深度學習是一種以學生的核心素養(yǎng)為導向的思維方式,它強調(diào)對學生批判性思維的培養(yǎng),以推動學生高階思維的發(fā)展,重視學生在學習過程中的參與和體驗,并且關注學生問題意識的養(yǎng)成,提高學生對知識進行遷移應用的能力。深度學習通過組合底層特征,形成高層表示屬性類別或特征,從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分布式特征表示。隨著時代的發(fā)展,深度學習的內(nèi)涵和應用范圍越來越廣泛,不再局限于人工智能等領域,更多地強調(diào)讓學生由表及里,透過現(xiàn)象認知本質(zhì),由單一的知識應用向綜合知識的整合應用拓展。[2]

單元整體教學既是一種教學思想,又是一種教學手段,最早被稱為設計教學法。單元整體教學提倡運用整體性思維和系統(tǒng)性思維對單元教學進行整合,同時按照一定的邏輯順序,對一個內(nèi)容模塊的認知、應用、評價等方面進行整體性、系統(tǒng)性的教學。[3]單元整體教學是以學生的學習需求為出發(fā)點,充分尊重學生的學習主體地位,通過整合教學資源、豐富教學手段和注重教學過程,培養(yǎng)學生創(chuàng)新、協(xié)作和持續(xù)學習能力的一種教學模式。教師應用單元整體教學能夠避免在教學實踐中將知識分割的情況,通過指導學生構建完整的單元知識框架,培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和知識整合能力,推動學生進行深度學習,為提升單元教學質(zhì)量奠定良好基礎。

二、重要價值

(一)提高高中生物單元教學質(zhì)量

生物是現(xiàn)代科學體系的重要組成部分,對培養(yǎng)學生的生命觀念和科學思維具有重要的作用。在深度學習的指導下進行整體單元教學設計,不再將高中生物教學停留在知識層面,更注重梳理高中生物教材的結構,這有助于學生對知識進行層層剖析,讓學生由淺入深地理解知識。高中生物教學注重在實驗和實踐中培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。而在深度學習指導下的高中生物單元教學設計,可以通過生物實驗將學生的生活經(jīng)驗、生物知識、實驗設計和實驗現(xiàn)象結合起來,促使學生圍繞單元主題和教學目標,深入理解單元教材的結構和內(nèi)容,分析前后章節(jié)內(nèi)容的邏輯關系,掌握高中生物教學的核心知識,從而提高高中生物教學的質(zhì)量。

(二)強化高中生物教學的育人功能

以深度學習為指導的高中生物單元教學不再局限于教材中生物知識的講授,而更關注學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng),在教學實踐中既注重學生創(chuàng)新思維和科學思維的培養(yǎng),也注重學生正確生命價值觀的培養(yǎng)。單元整體教學的教學設計圍繞單元教學內(nèi)容設置了知識、能力和發(fā)展等多維度的教學目標,注重情境的營造和問題的設置,提高學生在高中生物教學過程中的參與度,通過實驗教學構建理論與實踐的聯(lián)系,提升學生的實際操作能力,以此強化高中生物教學的育人功能。

(三)促進學生的全面發(fā)展

在深度學習指導下的高中生物單元整體教學注重學生思維、知識和價值觀的統(tǒng)一,以學生的終身發(fā)展為出發(fā)點,促使學生的社會適應能力得到提升。要達成深度學習的目標,教師應進一步轉變教學理念,加強教學設計,增強教學創(chuàng)新能力,引導學生在解決問題的過程中積極思考,重視對學生各方面能力的培養(yǎng)。在單元整體教學過程中,學生在教師的指導下能夠將高中生物教材中不同章節(jié)的知識聯(lián)系起來,并對它們內(nèi)部和外部的邏輯結構進行分析,這有助于增強學生的探究意識,提升學生整合知識的能力,推動學生的全面發(fā)展。

三、存在問題

(一)學生參與積極性不高

新課程標準強調(diào)高中生物教學應確保學生的主動、積極參與,學生的學習過程應以自主、合作和探究性為主要特征。[1]部分高中生物課堂教學相對封閉,學生多處于被動接受知識的狀態(tài),難以真正沉浸到單元整體教學中思考和提問中。這種課堂不僅會影響學生對生物知識的理解,還會影響學生對高中生物學習的興趣。高中生物教學知識內(nèi)容較為抽象,概念性知識較多,且知識點較繁雜,給學生的學習帶來了一定的困難。若教學缺乏創(chuàng)新,忽視學生的需求,學生可能會難以結合既有的經(jīng)驗或者知識來提出新的問題。這不但影響了新課程標準在教學中的落實,而且對學生的進步和發(fā)展有一定阻礙。由于此類高中生物教學氛圍不足,學生參與課堂教學的積極性不高,很難體現(xiàn)出學生的學習主體地位。

(二)教師專業(yè)素養(yǎng)不足

教師和學生是教學的兩個重要參與主體。教師是單元教學任務設計的主要參與者,圍繞單元主題制定教學目標和教學任務,激勵學生積極參與教學目標和教學任務。教師的教育理念、知識結構、課堂觀察和交流能力直接影響學生對知識的建構。教師教育理念落后,易導致單元整體教學流于形式。例如,在學生遇到問題時,教師直接給出答案,沒有引導學生逐層剖析問題的本質(zhì),使學生難以在解決問題的過程中加深對知識點的理解,從而阻礙了學生邏輯思維能力的發(fā)展。教師對新課程標準缺乏深入解讀,在開展單元整體教學時往往浮于淺層,難以發(fā)揮實質(zhì)性作用。這不僅會影響高中生物教學的質(zhì)量,還對學生的發(fā)展造成阻礙。高中生物新課改對教師的教學設計能力和知識整合能力提出了更高的要求,但從高中生物教學來看,部分教師對深度學習的內(nèi)涵和單元整體教學缺乏足夠的認知,教學設計多流于形式,對深度學習背景下的高中生物單元整體教學了解片面,難以真正促進學生的深度學習。

(三)教學設計不科學

教學設計是教學的重要環(huán)節(jié),是將教學主體、教學資源和教學方法有機統(tǒng)一起來的一個過程。如果教學設計缺乏創(chuàng)新性,或者教學設計的目標與教學方法出現(xiàn)偏差,那么將會對教學質(zhì)量和教學成果產(chǎn)生不利影響。如果教學設計不突出邏輯性,沒有根據(jù)單元整體教學的主要概念來建構知識,教學的各個主題之間缺乏深層的聯(lián)系,那么學生在學習中就難以從一個主題過渡到另一個主題。這不僅會影響單元整體知識體系教學結構的構建,也會對學生思維能力培養(yǎng)造成影響,讓學生對高中生物知識的接受很難從生物現(xiàn)象過渡到生物本質(zhì)。不理想的教學設計,使教學內(nèi)容難以為實現(xiàn)教學目標服務,對學生的長遠發(fā)展產(chǎn)生不利影響。學生還停留在教材理論學習階段,難以將生物現(xiàn)象、生物實驗和解決策略等有機結合起來,運用生物知識解決實際問題的能力較弱,難以通過生物現(xiàn)象認識到生物本質(zhì)。這既不利于教育教學目標的實現(xiàn),也不利于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

(四)教學評價體系不完善

教學評價是教學的重要環(huán)節(jié),評價方式或者評價流程不當,難以真正發(fā)揮以評促教的功能。教學評價的指標、評價方法和評價結果都會影響評價實際效果。有效的評價能夠發(fā)現(xiàn)單元整體教學設計中學生參與的情況,了解學生理解和應用知識的情況,了解學生的學習方法,而無效的評價則會導致教學的功能不足。評價的功能不足,將直接影響教學進展,甚至會影響教學目標的實現(xiàn)。評價的結果不夠充分,將會影響教學的功能。

四、教學策略

(一)設定多元化的教學情景

良好的教學情境不僅可以增強學生對知識的理解,還可以激發(fā)學生對高中生物學習的興趣。因此,教師應根據(jù)單元整體教學的主題,設定合理化的教學情境。在構建教學情境時,教師應結合高中學生的生活特點,創(chuàng)設生活化的情境增強學生的探究興趣,引導學生從抽象認知教材知識向具體理解實際功用過渡,提升學生對生物知識的應用能力。教師還可以將學生感興趣的生物話題或者學生日常關注的生物學領域內(nèi)的社會熱點問題引入教學,調(diào)動學生參與生物課堂教學的積極性,增強學生的體驗感,在情境中提出問題,并根據(jù)情境的邏輯尋求解決問題的方法,引導學生通過具象的知識來提升探究能力,以促進學生的發(fā)展。發(fā)揮現(xiàn)代信息技術在教學情境構建中的優(yōu)勢,通過圖像、聲音或視頻等加強對學生的多感官刺激,提高學生的參與性,促進情境與時代發(fā)展緊密的結合。[4]通過情境營造良好的教學氛圍,為促進學生的長遠發(fā)展服務,引導學生在情境中建構知識、開拓思維,實現(xiàn)由理論學習到實踐運用的過渡,培養(yǎng)學生的高階思維和多元思維,增強學生的長遠發(fā)展能力。例如,教師在進行“細胞結構與功能”單元整體教學時,為提升學生的參與性,增強學生的探究能力,可以引入病毒傳播案例,引出細胞的功能。通過教學讓學生了解到:病毒之所以能夠傳播,是因為它沒有細胞結構只能寄生在活細胞中,細胞是生物結構和功能的基本單位,生命活動離不開細胞。

(二)創(chuàng)新教學方法,優(yōu)化教學設計

開展單元整體教學的主要目的是進一步推動課程教學改革,增強教學功能。在開展單元教學的過程中應進一步創(chuàng)新教學方法。通過單元主題設定教學任務,推動任務教學和大單元教學的結合,使學生能夠獨自思考或者與他人開展合作,在教學任務的引導下,學習教材知識,查找相關的生物教學資料,提升學習深度。通過混合式教學法,學生能夠向教師反饋自己遇到的難題或者不理解的內(nèi)容,并在教師的引導下解決難點問題,增強對教學主題的認知。通過創(chuàng)新教學方法來提升學生的核心素養(yǎng),能夠增強學生的社會責任,以嚴謹?shù)木窈拓撠煹膽B(tài)度進行生物實驗。將實驗和理論知識結合起來,能夠讓學生在實驗中加深對理論知識的理解,并用理論知識進一步優(yōu)化實驗設計。通過單元整體教學,提升學生的資源整合能力,讓學生能夠更好地把握生物實驗、生物現(xiàn)象和生物知識本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系,從而促進學生的長遠發(fā)展。教師在進行“細胞結構與功能”教學時,通過“臺盼藍染色法”提出問題:為什么涼水中葉片是無色的,而沸水中的葉片顏色是綠色的?學生利用生物學知識進行分析和討論,對比涼水和沸水的溫度分析實驗現(xiàn)象。學生回答:加熱殺死的細胞的細胞膜喪失了控制物質(zhì)進出細胞的功能,活著的細胞的細胞膜才具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。由此,進一步加深學生對細胞膜的成分和結構的認知。

(三)完善教學評價

教學評價能夠反饋單元教學中的不足,為優(yōu)化單元教學提供一定的參考。[5]在教學評價中應進一步增強評價的功能,及時反饋教學的不足之處,提升評價的成果。單元整體教學要以新課程標準為指導,構建發(fā)展性評價的教育理念,推動過程評價和結果評價結合,這樣才能促進學生深度學習。首先,教學評價應尊重學生的學習主體地位,調(diào)動學生參與評價的積極性。教師需對單元整體教學的情境設計、教師引導性、單元主題和單元目標設計展開評價,通過評價促進教師對單元教學設計的反思,從而提升單元整體教學的功能。另外,教師需鼓勵學生開展小組內(nèi)評價。小組間評價或者師生評價等,拓展評價的主體,讓學生能夠從多個方面對知識建構、邏輯思維和生物知識應用有不同的認識。通過教學評價強化引導,使評價的功能得到提升,以調(diào)動學生參與的積極性并指導學生進行深入思考。教師應注重評價的方式,對生物實驗設計、測試題和案例分析進行評價,關注學生的學習層次、學習能力和學習態(tài)度等方面存在的差異,制定差異化的大單元教學策略,促使各個層次的學生都能在評價的引導下突破最近發(fā)展區(qū),真正提升綜合應用知識的能力。教學評價目標應圍繞教學目標進行設計。例如,“細胞結構與功能”的單元整體教學設計的教學目標包括:第一,從系統(tǒng)與環(huán)境關系的角度,闡釋細胞膜作為系統(tǒng)的邊界所具有的功能;第二,分析細胞膜組成成分與結構的關系,說明細胞膜結構的物質(zhì)基礎,概述流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容;第三,分析對細胞膜成分與結構的探索歷程,認同科學理論的形成是一個科學精神、科學思維和技術手段作用下不斷修正與完善的過程。因此,教師在制定評價指標時應該從知識、能力和素養(yǎng)三個維度制定具體的教學目標,通過評價指標了解整個單元教學過程,反思教學過程中的不足。

(四)加強教學引導

教師在教學中發(fā)揮引導作用,直接影響著教學的質(zhì)量。新時代背景下生物教學對教師提出了更高的要求,因此教師在教學中應不斷強化教學設計,加強對學生的引導,提高教學的引導性。教師在日常生物教學中應加強對學生個性或者學習習慣等方面的了解,從而在教學中采取有效的引導措施。此外,教師要加強對新課程標準的學習,提高對新課程標準的新理念或教學方法的理解,促進新的教育理念與生物教學的有機融合,增強高中生物教學的效果。教師在引導過程中應該采取科學合理的引導方式,通過巧設疑問、梳理思路、增強知識應用等方式增強學生對新知識的了解,提升高中生物教學的效果,為提高高中生物教學的完善性打下堅實的基礎。在開展生物教學的過程中,教師應進一步針對學生的個性和學習習慣進行精準化、個性化的指導,通過設置富有啟發(fā)性的問題或者借助生物領域內(nèi)的熱點事件引發(fā)學生深入思考,讓學生透過現(xiàn)象認知本質(zhì),從而提升其核心素養(yǎng)。用敘事化的語言描述生物實踐實驗課中的問題,更加符合高中學生認知水平,有利于增強學生對生活中的生物問題的理解和應用生物知識的信心。通過教學環(huán)節(jié)的實施,學生經(jīng)歷“質(zhì)疑提問—自主探索—動手實踐—合作探究—集體交流—釋疑—解決問題”等教學步驟,促進教師與學生之間的積極互動。[6]在教師的有意引導下,學生能夠自覺地就實踐活動問題形成生物解決方案,從而建立起生物知識之間的網(wǎng)絡圖。這既可以提高學生的生物思維能力,又可以有效鞏固學生對生物知識的掌握,并培養(yǎng)了學生靈活運用生物知識解決問題的能力。在課程設計和實施時,教師應將“分科素質(zhì)”綜合一體化,充分考慮學生德智體等諸方面的協(xié)調(diào)發(fā)展,尊重學生的個性和興趣,使學生能夠全面自由的發(fā)展。在細胞結構與功能單元設計中,教師設計了四個部分:一是通過實驗操作開展問題討論;二是分析細胞膜的功能,模擬細胞膜成分的科學探索歷程;三是概述細胞膜的組成成分,通過活動了解構建細胞膜模型的過程;四是通過學習“流動鑲嵌模型”的主要內(nèi)容、隨堂演練等活動加強對學生的引導,提升學生的生物核心素養(yǎng)。

新時代生物學的發(fā)展對高中生物教學提出了更高的要求。高中生物教學是培養(yǎng)學生生命觀念的重要課程,但以往的高中生物教學過于注重向學生傳輸生物知識,忽視了學生的素養(yǎng)培養(yǎng),難以滿足教育教學改革的需要。因此,教師在生物教學中應進一步創(chuàng)設合理的情境,激發(fā)學生學習生物的興趣,創(chuàng)新教學方法,優(yōu)化教學設計,完善教學評價,加強教學引導,真正提升學生的生物學習深度,增強學生的知識建構能力,為培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)奠定良好基礎。