指向深度学习的中学生物学“三度教学”实践研究

沈瑜 姚菲

摘要 基于艾根教授深度学习研究团队提出的“三度教学”原则，结合中学生物学一线实践研究，总结出深度教学要充分考虑广度让思维“无边界”、深度让学生“有目标”、关联度让知识“网格化”，从而推动学生深度学习过程中学科核心素养的培养。

关键词 深度学习 深度教学 三度教学 中学生物学

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

文件编号：1003-7586（2020）08-0017-03

1深度学习“三度教学”原则

深度学习源于20世纪50年代中期Ferencemar-ton和Roger Saljo对学生的阅读过程及方式开展的系列实验研究，该实验研究发现了两种学习过程。1976年，在《学习的本质区别：结果和过程》一书中，首次提出、阐述了深度学习和浅层学习的概念，并指出：深度学习在理解基础上，让学习者融入原有认知结构中，批判地学习新思想和事实，并将已有知识迁移至新的情境中，做出决策，解决问题。

加拿大艾根教授的深度学习研究团队提出，学生在实现知识学习的过程中，必须要关注知识教学的广度（知识本身的无界定性）、深度（知识本身的学科本质）与关联度（知识本身的逻辑体系）。笔者对中学生物学深度教学的广度、深度、关联度，即“三度教学”进行了积极探索和深入实践研究。

2深度学习“三度教学”的实践案例

2.1深度教学的充分广度让思维“无边界”

对知识广度开展的教学对扩大学生视野可以起到十分关键的推动作用，能够启发学生用更为辨证、批判、动态的眼光来评判所学习到的、发展中的生物学知识，而不是仅仅从教师的讲授中被动地接受知识。伴随着探究工具和认知方法的不断进步、实践的不断深入，生物学科中新的发现以及新的认知成果仍然在不停地出现、更正。所以，生物学的知识体系仍然处于逐步的构建与修缮的过程中。

例如，在学习“生物的遗传”时，笔者加入了“中心法则”这一概念，在教学中将这一法则的原理、产生以及后续不断的完善和进步的过程用动画的形式呈现在学生的眼前。即，蛋白质的合成一直是生物学界的难题，而中心法则的总结则在很大程度上解决了这一问题，被生物学界的研究者广泛认同。然而，随着生物学科研究的深入、实验工具和手段的不断革新，以及实验数据的累积，研究者慢慢地发觉到了中心法则应用在实际研究中的种种限制，如不能很充分地解释RNA的种种相关现象、逆转录现象。因此，在不断地研究和实践过程中，中心法则也得到了进一步的完善和修改，以更加适应生物学科的发展和研究。通过学习，学生能够产生这样的认识：生物学学习不止是现在书本上的内容，而有其一系列知识体系，并在处于不间断的革新与进步中。

再如，“生物进化的历程”一课的“观察进化树”环节既是揭示生物进化的趋势，也是对初中知识的总结。课上，笔者明显感到学生有所遗忘，PPT形式也略显枯燥。于是，采用动画或短视频等形式，以一棵树从底部开始生长，演绎生物从水生到陆生、从简单到复杂、低等到高等的变化过程，帮助学生建立相应的联系，形象地讲解增加课堂容量，提高了教学效率，让学生从感性认识上升到理性认识。

以深度学习为基础所开展的针对知识广度的教学，教师将知识与其自然背景、社会背景、逻辑背景、发展过程以及初高中甚至更高层级的知识相结合，使学生在学习的过程中充分地感知到这样的事实——知识并不是一成不变的，而是处于不断地变化和发展中的。另一方面，学生对于知识的学习，不只局限于死记硬背地被动学习，而是用更加开放宽广的思维、主动求知的态度以及批判辨证的眼光，进行生物学科的深度学习。

2.2深度教学的充分深度讓学习“有目标”

从深度学习的视角来看，针对具体知识背后所蕴含的逻辑思维、学科研究方法以及学科素养所开展的教学，也就是针对知识的本质所开展的教学。在具体教学实践中，教师要充分挖掘教材相关素材的价值，立足教材教学目标，在实践教学中引导、帮助学生进行深入的理解和感受。

例如，在“生物生存的家园——生物圈”一课中，《义务教育生物学课程标准（2011年版）》确定重要概念之一是“生物圈是地球上最大的生态系统”，但对生物圈概念内涵没有明确规定，所以教材对于这个比较抽象的生物圈概念采用了直接呈现方式。另外，文中以“生物圈Ⅱ号”为例对于学生来说略显遥远，没有代入感。为了让学生更好地了解这个知识点的内涵和外延，笔者组织学生进行了生态瓶的制作。在教学中，教师可以将构建的几个关键点作为基础，理论与实际结合进行设计，从而使学生了解到模型形成是与现实相对应的，也与其现实功能相适应，并构建起知识体系。学生自制生态瓶实际上是模拟自然状态下的淡水生态系统。为了方便学生形象化的理解，在学生准备和完成实验中，教师将生态瓶制作过程与生物圈的概念和组成部分相结合（图1），并提出问题促进学生思考：大气圈、岩石圈、水圈中都适合生物生存吗？为什么选择透明的生态瓶？怎样配置生态系统的组成成分更为合理，理由是什么？你将如何设计一个其他生态系统的生态瓶？结合本地实际情况，如何保护我们的生物圈？这样，教师可以引导学生进一步思考，并将生命观念、科学思维、科学探究和社会责任融合于课堂，体现了生物学学科核心素养。

这样针对知识深度所开展的教学活动能够使学生更深入理解所学到的知识。教师对实验的深入剖析与创新，让学生在做实验的时候找准指向点，在沉浸式的学习中有目的学习和思考，深刻地了解到知识的内涵和外延，认知由了解、理解、应用、分析、综合到评价，自主建立抽象概念知识与现象之间的规律性联系。

2.3深度教学的充分关联度让知识“网格化”

深度学习的内容是有梯度、有张力、有关联的呈现。教师多维度地挖掘知识的丰富内涵及其与文化、想象、经验的内在联系，将知识进行整合和构建，使学生在对知识的相互关联的探究中，对知识自身以及其背后的深入逻辑关系进行深入地研究，引导学生对知识进行完整理解和深刻学习，促进自主在脑中建立知识体系。

例如，在针对细胞开展的教学中，教师可以将细胞的结构特点以及细胞的生命历程作为教学的主线，开展相关的教学，并初步介绍以后的生命起源知识。在引导学生进行充分课前预习的基础上，教师可以利用视频、图片乃至自制的模型作为媒介，在向学生展示动植物各自细胞的特点和结构同时，同步制作细胞内的基础构件，提高学生的科学探究素养。在学生动手过程中，教师可提出问题：动植物细胞的结构有什么不同？为什么会出现这样的不同？动物细胞有液泡、细胞壁等部位吗？为什么？在学生思考的基础上，教师进行更加深入地延伸，讲解细胞的分裂等知识，并追问：细胞的体积是否能够实现无限地增长？如果不可以的话，生物体的个体成长又是以什么为基础实现的？在学生思考时，他们会发现要联系已经学习过的数学知识，在分析细胞膜作用的时候还会关联到物理学知识。

这一系列的问题和知识体系能够将初中阶段的生物学科中涉及到的与细胞有关的知识有层次地紧密地结合在一起，形成科学、丰富、完整的知识体系。这样针对知识关联度的深度教学活动能够很好地帮助学生把握知识之间内在的联系，进而培养学科思维，从而能够帮助学生用总括性的、宽广的思维和视野来进行生物学科的学习。

3结束语

生物学作为初中课程必不可少的一部分，同时，也为高中生物以及大学生物学奠定坚不可摧的知识基础。教师从深度学习走向深度教学，通过对知识深层次理解和处理，用深度教学引导学生对知识的完整理解和深刻学习，真正落实以生命观念、科学思维、科学探究和社会责任相融合的生物学核心素养实质。

教师要在指引、帮助学生的深度教学中深入把握知识的广度、深度、关联度，在实践中持之以恒地探究科学的、新颖的、具备实效性的教学手段和策略，进而促进生物学科深度教学的真正实现，以达到学生的深度学习的目的。