指向深度学习的情境化单元活动设计

罗嘉嘉

摘   要：基于深度学习的原理，结合单元设计的原则，以“组成细胞的分子”这一单元为例，阐述了以情境为主导的单元活动设计和评价方式，旨在促进学生知识建构和迁移运用的能力发展。

关键词：深度学习；单元学习活动；情境化；设计

深度学习的认知水平要求注重批判理解，强调内容整合，促进知识建构，着重迁移运用^{[ 1 ]}。深度学习是发展学生核心素养的关键路径，而探索单元学习的设计方法是达成深度学习的重要方式^{[ 2 ]}。深度学习背景下，遵循怎样的原则实现单元学习活动的设计呢？如何设计实施单元活动？以“分子与细胞”模块中的“组成細胞的分子”这单元教学为例展开论述。

1  单元学习活动的设计原则

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课标》）确立了教学的目标和方向。进行教材分析有助于优化教学目标和教学过程，实现教学最优化，它是进行教学活动设计的基础和关键。进行学情分析能够让教师在教学过程有的放矢，实现因材施教，能提高教学的有效性，利于教师更好地把握教学过程。因此深度学习下的单元学习活动设计要基于国家课程标准，基于教材，基于学情。

1.1  课标要求

《课标》中有关“组成细胞的分子”的内容要求描述是：通过本单元的学习，学生能阐明“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”^{[ 3 ]}。依据课标建议，确定单元教学目标（表1）。

1.2  教材分析

“组成细胞的分子”这一单元属于人教版《分子与细胞》的第二章内容，在第一章节介绍了细胞学说建立和发展过程以及细胞的多样性和统一性，有助于学生科学思维的发展，后一章节将在第二章细胞的物质结构基础上，对细胞膜、细胞器和细胞核分别学习，因此第二章作为必修一第一个核心概念下的单元之一，起到了承上启下的作用。第二章以细胞的构成元素、化合物为统领，分别阐述了六种化合物，按照“解”结构，“析”功能，“探”意义，“系”社会四块内容展开，由浅入深，构建概念体系，理解生物大分子以碳链为骨架，螺旋上升形式利于学生建构思维体系，初步形成生命的物质观，结构与功能相适应观，为后续建立生命的“系统观”埋下伏笔。

1.3  学情分析

“组成细胞的分子”这一单元是初升高学生学习的第一个生物学大单元，学生在初中阶段学习中，已积累了一些与细胞相关的知识，例如细胞的生活需要水和无机盐；在化学课程的学习中，对元素和化合物的知识也有一定认知。除此之外，与生活密切相关的生物学知识也为本单元的学习奠定了一定的基础。如糖类、脂肪类食物的适量摄入，以及添加必需氨基酸，为何吃熟的鸡蛋比生的鸡蛋容易消化、施肥过量会出现“烧苗”现象、用盐腌制过的黄瓜变松软等。在技能上，高一新生具有一定科学思维。在完成单元学习后，学生的归纳与概括能力及创造性思维都得到发展。

2  以情境化为主导的单元活动设计

基于以上课标、教材和学情分析，指向深度学习的单元活动设计，强调大概念引领，将教学内容进一步结构化，根据学习进阶将教学活动情境化，使教学活动具挑战性，以此推进学生的高阶思维发展^{[ 4 ]}。 将各项学习活动镶嵌于情境之中，实现单元活动设计的优化，利于学生对知识的内化和迁移，从而促进学生深度学习的形成。

2.1  图表情境主导，促进知识整合

人教版高中生物学新教材图表资料全面更新，合理利用图表资料作为情境，让枯燥的知识变得有趣，进而吸引学生主动透过图表资料，挖掘知识内涵，整合知识点。

例如，学生通过比较“部分元素含量表（地壳和细胞，玉米和人体细胞）”，归纳出无机环境和生物界，植物细胞和动物细胞中的元素种类及含量特点。再如展示马拉松运动员运动喝饮料的图片，结合教材中运动员饮料和普通饮料成分表，让学生思考：①表中哪些成分属于无机盐？②为何运动员喝的饮料中要添加无机盐？③无机盐在细胞中起到什么作用？教师引导学生分析叶绿素分子和血红素分子局部结构简图，基于以上分析事实概括无机盐的存在形式和主要作用。也可展示学生日常膳食中的几种主要食物图，提问学生：①你觉得哪些食物糖类含量高？②哪些食物脂肪含量高？教师组织学生以小组为单位分析一份减肥食谱，辨析这样设计是否具有科学性。接着结合教材中鸭子喂食的是玉米、谷类，却长出一身肥肉这一插图情境，让学生思考原因，并结合全民减肥的宣言，组织学生讨论脂肪真的有害无益吗？在不断思辨过程，引导学生归纳出糖类和脂质的种类和作用，并推及生活、指导生活，鼓励学生养成健康好习惯。

图表的优势是一目了然，告别冗长的文字叙述，更容易吸引学生的注意力，教师应充分利用图表情境，引导学生分析和探究，归纳出相关知识，这能极大地培养学生获取信息的能力和理解能力，实现知识整合，从而达到深度学习的目的。

2.2  探究实验情境，促进知识迁移

实验教学是生物学课程安排中必不可少的环节之一，它能帮助学生加深对规律的理解并形成正确的概念，也能培养学生用实验验证和探索分析的能力。以探究性实验为情境，促进学生学以致用。

例如教师提供晒干的种子和用酒精灯高温加热后的种子，引导学生设计实验探究：①哪类种子在适宜条件下能够萌发？②种子不能萌发的原因是什么？通过实验，说明理由。由此让学生理解水在细胞中的不同存在形式并归纳自由水和结合水的作用和相互关系。在学生掌握了水的相关知识后，可以在种子这一情境下引导学生思考“种子细胞中除了水的存在，还有哪些物质呢？”并让学生尝试制作：①种子的临时装片，以碘液进行染色，显微观察种子细胞中的淀粉；②花生子叶临时装片，以苏丹Ⅲ染色，显微观察细胞中的脂肪。通过显微镜观察细胞中的分子，让学生对组成细胞的分子有直观的感受。再如教师展示一根手术缝合线，这种缝合线一段时间后会被人体组织吸收。让学生思考：①为何这种手术缝合线能被人体组织吸收？②你能鉴定这种缝合线是什么化合物吗？③这种缝合线在被吸收的过程会发生怎样的化学变化？由此引导学生学习蛋白质鉴定的相关内容。此后教师再展示用蛋白酶处理两周后的手术缝合线的形态，引导学生聚焦蛋白质的合成和分解。

生物学实验是通向真理的必经之路，以实验探究为情境，让学生将直观的感受内化为知识点，由此发展学生的科学思维能力、分析和创造能力，使深度学习落到实处。

2.3  建模活动情境化，促进知识建构

模型构建是知识由抽象到具体的桥梁，在构建模型的过程中能及时突破学习难点，以情境化为前提建模，引导学生主动学习，利于与知识点形成共鸣。

例如教师引导学生用球棍模型构建氨基酸分子结构通式的物理模型，接着通过脱水缩合，以小组的模式构建肽链模型，最后尝试盘曲折叠构建蛋白质空间结构，在不同小组比较交流的基础上，引导学生归纳出蛋白质结构多样性的原因。再如教师提供软磁铁模型（磷酸、脱氧核糖、A、G、C、T四种碱基模型），引导学生尝试构建脱氧核苷酸模型，以小组为单位，创设脱氧核苷酸合成脱氧核苷酸链（即DNA单链）的情境。通过比较不同小组合成的DNA单链，让学生关注脱氧核苷酸排列顺序的多样性，以此获得DNA信息容量大的感悟。接下来，让各小组将建构的DNA单链拼接，创设DNA双链合成的情境，从而引导学生思考 DNA 双链形成的方式，关注碱基互补配对原理，最终归纳DNA分子的结构特点。模型是对知识简化的概括性描述，没有情境的模型构建很可能导致知识的僵化，而情境为前提的建模活动，能活化知识，让学生直观体验知识产生和运用的场景，以此实现深度学习。

单元设计以情境为主导，合理安排各項活动，学生通过自主学习、探究学习和合作学习等方式有效实现知识整合、建构与迁移应用，达到深度学习的目的。教师设计单元活动既要有“麻雀虽小五脏俱全”的细节把握，又要有“会当凌绝顶，一览众山小”的提纲挈领。学生通过层层递进的活动设计，走向高阶思维，达到深度学习的目的。

3  结语

深度学习和单元教学是新课程改革赋予的教学理念，目标是人的全面发展。本文从设计单元活动的依据、主要的情境化策略两个方面，论述了如何实现单元深度学习。在单元的学习过程中，设计安排有效的单元活动，让学生保有持续浓厚的学习兴趣和热情，是实现深度教学的最佳动力；以学生为主体，领衔核心概念，将前知识和新知识进行有效的情境化深加工，构建连贯系统的知识体系，是实现深度学习的本质要求。

参考文献：

［1］ 安富海.促进深度学习对课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法，2014（11）：56-62.

［2］ 龚灵芳，陈欣.高中生物学深度学习策略的思考与实践[J].福建基础教育研究，2021（1）：128-130.

［3］ 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2020：12.

［4］ 刘月霞.指向“深度学习”的教学改进：让学习真实发生[J].中小学管理，2021（5）：13-17.

福建省教育科学“十四五”规划2021年度课题：单元教学促进高中生物学深度学习的实践研究（FJJKZX21-679）研究成果