基于“深度学习”理念下生物学教学方式的转变

闫计春

(西安交通大学苏州附属中学 江苏苏州 215021)

1 深度学习

深度学习指学生在理解学习的基础上,能围绕某个具有代表性的学习主题,认真投入、亲身体验、从而获得自身发展的学习。在此过程中,学生应当深入理解学科的核心概念,注重对内容的批判理解,能把学习内容、本质及思想等有机整合,重视所学知识的迁移运用和问题解决,形成积极的学习动机,并能对学习过程建构反思及形成积极的情感、态度、正确的价值观,成为既具有独立性、批判性、创造性又有合作精神,基础扎实的优秀的学习者。

2 当前高中生物学教学中存在的问题

如今,研究深度学习的理论及其课堂实施策略在教育界方兴未艾,一批执着追求教育艺术的教师,努力寻求在新课改背景下的教学方式转变之路。可是,当从生成论哲学的角度去审视“深度学习”理念下的教学时,促进学生终身发展的本质是否真实生成,学习方式和内容与主体是否相符等一系列问题都凸显出来,基于此,教学方式应该朝敢于反思,批判和创新,促使学生核心素养养成的方向转变。

深度学习理念在新一轮课程改革中被高度关注,有的教师也尝试实施,可是很多教师没有真正理解深度学习的内涵就盲目开展相关教学活动,具体表现在:在实际教学过程中对教学目标三维度的体现不充分;对教学内容价值性的追求不到位;对教学过程中学生活动设计的不足;对生物学课堂所应该体现的“生命力”体现不到位;对学生学习结果评价缺失等,错误地认为课堂容量大、内容拓展深、学生活动频、教师讲解透、作业布置多就是深度学习。可见这种不理解本质的流于形式的“深度学习”并不能使学生更好地学习和掌握新知,不利于培养学生的核心素养。

3 生物学教学方式的转变

在当前的课堂教学中,既有对教材内容的盲从,也有忽视。调查表明有一些教师在尝试改变,如在教学过程中选择根据实际情况对教材作适当的调整;按自己的想法进行教学;部分按照教材进行教学;完全按照教材进行教学的教师分别占69.4%、2.4%、21%、3.5%。作为教师,我们要改变传统的教育理念,摒弃世俗陈腐的观念去践行教学上的突破与创新。深度学习对培养学生核心素养、国际视野和使他们成为世界公民有很大的推动作用。

3.1 教学目标与高阶思维的融合

教学目标是课堂教学的方向,决定着教学过程的成败,教师对教法的选择,教学资源的利用。脱离目标的教学就成了没有方向的航船。高阶思维是对深度学习的批判继承,迁移和创造。因此要求教师在课前要了解课程的学习目的和评价标准,并且依据学生已有的认知水平与教师期望达到的目标之间的差距,知道下一步该往哪里去,即“你要去哪里?”“你如何到达那里?”“下一步将要去哪里?”。教学中要关注对知识的迁移和运用。

例如,在讲授“还原糖与蛋白质的鉴定”时,在鉴定还原糖时,教材上要求“向装有2 mL 待测样液的试管内注入1 mL 斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入);在鉴定蛋白质时向装有蛋白质样液的试管内先加入双缩脲试剂A 液1 mL,摇匀。再加入双缩脲试剂B 液4 滴,摇匀。”由于斐林试剂和双缩脲试剂都是由CuSO4溶液和NaOH 溶液构成,那么两者在使用上是否存在某种联系,能否交换使用呢? 有颜色的材料能用于还原糖的鉴定吗? 哪些日常食品中蛋白质含量高呢? 蛋白质变性后遇双缩脲试剂还能呈现紫色反应吗? ……带着这些思考,教师设计的教学目标为:理解物质鉴定时呈现颜色反应的原理(记忆、理解层次);对含有还原糖或蛋白质的多种带颜色材料能否用于鉴定实验大胆预测(分析、应用层次);对生活中含还原糖类和蛋白质类饮料或食品进行鉴定并比较含量的多少,以指导我们的生活,树立正确科学的人生观和价值观。

3.2 常规教学向启发深度学习的转变

课堂是完成教学的主阵地,学生是课堂教学的主体,只有真正“以生为本”,改变教师“教”与学生“学”的方式,发展每位学生独特的思维视角,培养每位学生的思维品质,让课堂枯燥变有趣,“有形”变“无形”,让学生在课堂有限的时间里实现课后思维无限的延伸,这才是深度学习的真谛。

(1)精心设计,启发深度学习

新课的导入是课堂教学过程的重要环节,是展示教师教学能力的一种艺术,好的导入能够激发学生的学习兴趣,拉近师生之间的距离,激发他们学习的热情。深度学习背景下要求教师能够由传统的问题、图表、图像导入法向与生活相联系的,能够解决实际问题的情境导入转变,要注意形式的新颖性,内容上的精简性,方法上的启发性,通过导入能引起学生兴趣,同时激发学生学习的欲望。

(2)敢于质疑,初尝深度学习

教师在课堂教学过程中要注意改变课堂的角色定位,把时间留给学生,真正做到以生为本,变“我要教”为“怎么教”“教什么”“教到哪里”,要善于寻找和抓住问题契机,因“地”制“疑”创设情境,激发学生积极思维,培养学生的质疑精神。在进行“影响酶活性的条件”实验教学时,教材建议:用过氧化氢酶探究pH 对酶活性的影响。为什么给出这样的建议呢?教师设置一系列疑问,引导学生质疑,通过设置一系列浓度梯度实验活动释疑,最终不仅达到无疑,还得出了当过氧化氢浓度低于一定值时,在一定温度范围内就不会随着温度的升高而分解,从而得出也可用过氧化氢酶探究pH 对酶活性的影响这一创新性结论。

建构主义学习观认为,学习不是教师把知识简单地传递给学生,而是由学生建构知识并重构知识和概念的过程。学生不是被动地接收信息,而是主动地建构知识。通过“质疑”式教学,不仅达到了预期的教学效果,还更好地培养了学生的生物学核心素养。

(3)乐于探究,体会深度学习

无论是皮亚杰或布鲁诺的现代认知心理学,还是奥苏贝尔的有意义学习理论及建构主义心理学,都揭示了学生个性发展规律,强调探究教学的重要性。生物学中的很多结论都是在实验的基础上产生的,离开实验的教学就成为无源之水,无本之木。实验心理学认为,合适的情境能够使教学效果锦上添花,实验设计的好坏直接关系着实验的可行性,科学性与严谨性,在设计实验的过程中,脑海中可以呈现实验的原理、方法、过程、结果等。在实际教学过程中教师可以让学生先自行设计实验方案,在课堂上相互交流实验设计,然后教师引导他们对实验方法或过程进行分类和补充并使之完善,整个过程尽管未进行实验,但无异于是实验的再现和拓展,为更好的进行实验创设了情景,提供了条件,使后续实验的可行性更强。例如在进行“植物细胞吸水和失水”实验的教学时,很多资料上都强调应该选择紫色洋葱的鳞片叶外表皮进行实验,而不能用内表皮,甚至认为用内表皮是错误的,那么内表皮可不可以呢? 教师在进行教学的过程中引导学生打破常规思维:选用洋葱内表皮细胞作为实验材料,由于内表皮没有颜色,为了容易观察到质壁分离和复原,选择使用含有红墨水的质量浓度约为0.3 g/mL蔗糖溶液作为外界溶液进行实验,清晰地看到了质壁分离与复原的整个过程,通过该实验进一步提升了学生开展探究的信心和勇气,利于核心素养的养成。

(4)积极创新,提升深度学习

教育不是把知识装满,而是让思维创新,要改变生物学教学模式实现对深度学习的提升,在很大程度上需要教师由“讲实验”向“做实验”最终向“改实验”方向的转变。只有这样才能有利于学生科学素养的养成和能力的提升。在带领学生做“DNA 的粗提取与鉴定”实验时,教师运用“微生物的培养与应用”技术来培养微生物,利用洗手液中洗涤剂的“相似相溶”破坏细胞膜,使DNA 释放出来的原理,以所培养的微生物为实验材料进行DNA 的粗提取,不仅省去购买材料这一环节,还巧妙地将微生物的培养和DNA 的提取两种技术手段有机融合,从而达到提升深度学习的目的。

4 实现深度学习的路径

科技的进步催生教育的变革,互联网、大数据、3D技术和注重学科能力多样化的STEAM 背景下,生物教学面临新的挑战,这就要求教师一方面要与时俱进,加强理论和技术的学习,努力实现多种教学手段与信息技术的融合,争取在教学改革的浪潮中超越自我,成就自我。另一方面,希望考试部门能够多给学生一些评价能力的“尺子”,真正关注每个学生个性的发展和素养的提升。

“教学有法,教无定法”。教学方式的改变可以是让学生走进自然与生命对话,可以是探究实验追寻科学本真,也可以是思维碰撞助燃学习激情,而不是教师的个人表演或仅仅通过一张试卷考查学生对知识点掌握了多少。因此,深度学习背景下要精心设计各种教学活动,以尊重和培养学生的个性发展和核心素养为目标,点燃学生学习的激情,让生物学课堂真正体现生命的色彩。