例析生物学教学中促进学生深度学习的策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
“深度学习”是指学生在理解的基础上，将新思想和事实批判性地融入原有的认知结构中，并迁移到新情境中，做出决策和解决问题的学习。这种学习方式力图改变生物学课堂教学中普遍存在的问题，如以知识讲授为主、教学方式表面化、应试导向等不良现状，要求学生对课本知识的掌握不能仅停留在表面记忆和机械理解上，而应是基于理解的批判性学习，并发展积极主动的探究。
1 生物学教学中深度学习的主要特征
结合生物学科特点及课程性质，生物学教学中深度学习有以下3个特征。
1.1 注重知识整合
生物学教学应以生物学科的基本概念、原理和规律为核心内容，适当拓展相关知识，同时兼顾与其他学科的横向衔接。此外，不同阶段的学习对意义连结的内容也提出了不同要求，呈现出内容的互补或递进。如“细胞”这一主题，初中生物学教学侧重于细胞的结构，而高中教学则在初中学习的基础上加深了对细胞亚显微结构和功能的探究，增加了细胞的各种生命活动、物质和能量代谢等内容。因此教师需要引导学生将前后相关的内容进行整合，通过系统化、层次化、学科交叉渗透的教学活动帮助学生梳理知识间的联系，构建完整的知识网络。
1.2 注重批判理解
发展学生的批判性思维能力是培养学生科学素养的主要途径。生物学科的科学史教育渗透着批判性思维的培养，体现着众多科学家观点的碰撞。教学过程中，教师需要引导学生批判性地看待各个观点的合理性与不足之处，从而使学生正确认识绝对真理和相对真理的关系，从事实中提高批判性思维能力。学生在探究知识的过程中，也难免会遭遇新知识与原有认知结构发生冲突的情况，这时，也需要教师引导学生进行理性分析，寻找证据，使知识不断得到澄清，既有的认知结构不断得到完善，进一步推动批判性思维的深度发展。
1.3 注重迁移运用
生物学教学重视知识的迁移、方法的运用和发散性思维的培养，对于教材中某些重要概念和过程的阐释，通常以“提出问题――解决问题――应用知识”为线索组织教学活动。教学中，教师需要尽可能结合学生的学习经验和生活体验创设与学习内容贴近的相似情境，以此来激发学生的求知欲，引导学生选择性地感知材料提供的相关信息，把握关键要素。学生通过深入分析，联系自身的认知结构建构当前问题的意义，找到解决问题相应的方法和策略，从而在新情境中举一反三，实现迁移运用。
2 引导学生深度学习的实践策略
生物学科的理科属性反映了在教学中渗透深度学习的必要性，然而现实生活中学生的投入情况并不理想。如何在生物学教学中促进学生深度学习？笔者以人教版高中生物（必修3）“通过激素的调节”一节为例，从4个方面呈现促进学生深度学习的教学策略。
2.1 制定“挑战性”的教学目标，引发深度学习
布鲁姆提出将学习目标划分成“记忆、理解、应用、分析、评价和创造”6个层次，实际已蕴含了学习有深浅的观点。深度学习与“应用、分析、评价、创造”相关，是一种高阶思维的认知活动。而教师在制定目标时，往往欠缺对学生学习深入程度的考虑。教师在设计深度学习目标时，应多关注学生高阶思维的发展，聚焦在深度学习相应的“挑战性”目标水平，联系学生自身的知识经验基础，制定出既合理又能促进学生思维发展的教学目标，并以此为依据进行教学活动设计。
人教版教师用书关于本节课的教学目标为：“（1） 描述动物和人体的激素调节。（2） 运用构建模型的方法，建立血糖平衡的调节。（3） 讨论在促胰液素发现过程中，科学态度和科学精神所起的作用。（4） 探讨动物激素在生产中的应用。”可以看出，对学生能力要求多停留在记忆和理解水平，教学目标挑战性不强。实际上，本节教材提供了非常丰富的资料和实例，是引导学生进行深入分析和讨论、训练其科学思维和科学方法的良好素材。如“促胰液素的发现”不仅蕴含了科学发现的思维和方法，而且通过引导学生分析科学史，提出假说，进而设计实验验证假说，达到启发学生思维，促使其获得提出假说技能和实验设计技能的目的。结合学生的学习经验和认识特点，以促进学生深度学习和思维发展为目的，将本节课的教学目标改进为：（1） 通过分析促胰液素的发现，获得提出假说的技能训练；（2） 通过分析促胰液素的发现，尝试实验设计的能力训练；（3） 体验科学家在科学发现过程中的科学思维和科学方法；（4） 领悟敢于质疑、实事求是、大胆探索和勇于创新的科学态度和科学精神；（5） 通过建立血糖调节模型活动，构建血糖调节的概念模型，领悟构建概念模型的方法；（6） 通过分析激素调节的实例，认同激素调节对于维持内环境稳态的重要性；（7） 通过探讨生物激素在生产中的应用，认识科学、技术和社会之间的复杂关系，树立正确的科学价值观。
2.2 创设批判性理解的教学情境，推动深度学习
批判性思维是深度学习的核心思维。引入不同观点对话是训练批判性思维的有效手段之一。教师通过创设思考和讨论的氛围，给学生提供各抒己见的机会。学生通过对不同观点进行理性审视和讨论，批判性地指出观点的利弊优劣，达到完善自身的认知结构、促进对知识深化理解的目的。
对于本节中“促胰液素的发现”的教学，大部分教师仅是让学生阅读教科书上促胰液素的发现的科学史，了解科学发现的历程。然而促胰液素的发现呈现了科学探究“假说―演绎”的一般过程，体现了许多科学家思维观点的碰撞。显然这样传统的教法不利于学生批判理解能力的训练。因此，教师要以这一科学史所处的社会历史背景为依托，关注学生的认知结构，从引发不同观点对话入手，根据假说-演绎法的各环节，让学生依据客观事实提出假说一“胰液的分泌是神经调节引起的”及假说二“胰液的分泌不是神经反射而是化学调节”；接着引导学生演绎假说，并设计实验验证假说；由“切除小肠内神经，向小肠内注射稀盐酸，仍然会引起胰液分泌”“将加入盐酸和砂子的小肠研磨提取液注射到静脉中，胰腺分泌胰液”的结果，得知假说一不成立，而假说二成立，从而确定最终的结论：胰液的分泌是化学调节――盐酸刺激小肠黏膜分泌一种化学物质，随血液到达胰腺，引起胰液的分泌。学生在分析观点、进行批判性理解的过程中，不仅能深刻认识促胰液素的发现过程，同时体验科学发现过程中蕴含的科学思维和方法，领悟科学态度和科学精神促进科学发现的重要作用。 2.3 整合意?x连结的学习内容，促进深度学习
认知结构的优化程度影响着学生对知识的保持和理解。过于零散的知识会阻碍学生对知识的深度理解。深度学习强调信息整合和意义建构，要求学生对碎片化的信息进行筛选和处理，整合意义连结的相关内容，建立起知识间的联系。构建概念模型的活动能有效训练学生优化自身认知结构的能力。学生通过分类、归纳、整合与学习主题相关的零散知识点，能完善原有的知识体系，建构当前学习的意义。
“血糖平衡的调节”是教材衔接“激素调节的发现”之后呈现的第一个激素调节的实例，旨在阐明反馈调节和激素之间的拮抗作用。教材先是呈现了血糖的来源和去路，继而安排了“建立血糖调节的模型”的活动，以引导学生更好地理解人体调节血糖的过程，并进而理解激素对生命活动调节的过程。学生所做的模拟活动是构建动态的物理模型。要想实现真正的意义建构，还需学生再根据活动中的体验，构建出图解式的概念模型。以往很多教师在教学中选择略过建立血糖平衡调节的模拟活动，直接呈现最终的概念模型，也很少联系前后的相关内容深入分析血糖升降的机制，从而造成许多学生对其理解不够深刻的问题。实际上，血糖平衡调节既涉及反馈调节和拮抗作用，也与神经―体液调节、分级调节相关。而这些内容分散在教材的不同章节，不同阶段的学习之中，需要教师引导学生将相关的知识点进行分析梳理，有机地整合起来，建构出“血糖平衡调节”的概念模型（图1）。整个过程既深化了学生对知识的理解，同时也训练了学生的分析、综合、归纳和整合知识的能力。
2.4 关注课堂评价的积极作用，落实深度学习
为了确保深度学习的教学质量，还需要对学生的学习成果进行即时评价，明确教学活动的设计是否做到以学习目标为导向，学生是否真正实现了理解，评价需要具有持续性，并通过评价及时反馈以调控教学过程，推动深度学习的落实，进一步提升学生的科学素养。
以教学目标“通过分析促胰液素的发现，尝试实验设计的能力训练”为例。该目标教学旨在设计实验流程。教师以“选择和处理实验材料――确定反应变量，控制无关变量――制定具体的实验方案”为教学线索，引导学生设计实验验证假说：“在盐酸的刺激作用下，小肠黏膜可能产生某种化学物质，当它进入血液后，随血液被运送到胰腺，引起胰液的分泌。”教学活动的设计要保证与教学目标具有一致性，同时制定相应的评价标准评价学生的学习成果。如“选择和处理实验材料”这部分教学内容，对学生目标达成情况的评价标准是：能科学地选择和处理实验材料；包括说出实验材料是两只年龄及健康状况相仿的狗，以及掌握实验材料处理的方法并作出“加盐酸是为了刺激小肠黏膜分泌促进胰液分泌的物质，加砂子是为了研磨充分”的解释。通过课堂教学的持续性评价，教师及时了解学生对知识的理解和掌握情况，以便做出相应调整，最终促使学生熟练掌握实验设计的基本流程，提升实验设计能力，落实深度学习。
