田奇林 曹永國(guó)
【摘?要】在深度學(xué)習(xí)中,教育教學(xué)必須由“授人以魚或漁”向“授人以‘漁場(chǎng)”的方向變革。在生物學(xué)教育教學(xué)過程中,教師就如何依據(jù)深度學(xué)習(xí)“聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動(dòng)與體驗(yàn)、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用、價(jià)值與評(píng)價(jià)”等判斷法則進(jìn)行“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì),引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)知識(shí)、理解知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、求證知識(shí)和創(chuàng)造新知的過程中掌握科學(xué)的思維方法,發(fā)展高階思維能力。
【關(guān)鍵詞】生物學(xué);深度學(xué)習(xí);判斷法則;“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì)
【作者簡(jiǎn)介】田奇林,特級(jí)教師,中國(guó)教育學(xué)會(huì)教育沙龍課程主講專家,主要從事中學(xué)生物學(xué)教育教學(xué)及其研究;曹永國(guó),蘇州大學(xué)教育學(xué)院副院長(zhǎng),教育學(xué)博士,蘇州大學(xué)教育學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師,主要從事教育哲學(xué)、教育學(xué)術(shù)史研究。
【基金項(xiàng)目】廣東省教育能力提升計(jì)劃“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)課題(2016ZQJK043);深圳市教育科學(xué)2020年度規(guī)劃課題重點(diǎn)資助項(xiàng)目(ZDZZ20015);深圳市教育科學(xué)2019年度規(guī)劃課題重點(diǎn)資助項(xiàng)目(ZDZZ19022);江蘇省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究基金重點(diǎn)項(xiàng)目(18GLA001)
深度學(xué)習(xí)是超越心理學(xué)和生理學(xué)的社會(huì)活動(dòng),是教育教學(xué)實(shí)踐及理論研究成果的提煉與升華,是對(duì)一切機(jī)械學(xué)習(xí)、表層學(xué)習(xí)的反思[1]117。在實(shí)施深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)中,教師必須依據(jù)深度學(xué)習(xí)的特征處理好教師、學(xué)生和知識(shí)能力等核心要素之間的關(guān)系。在生物學(xué)教學(xué)過程中,筆者就如何運(yùn)用深度學(xué)習(xí)判斷法則進(jìn)行“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。
一、深度學(xué)習(xí)與“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì)的概念界定
在教學(xué)活動(dòng)中,教師如何在“漁場(chǎng)”中實(shí)施深度學(xué)習(xí)?需要從哪些角度去界定?筆者從以下兩個(gè)概念進(jìn)行探究。
1.深度學(xué)習(xí)
深度學(xué)習(xí)追求對(duì)策略性知識(shí)的進(jìn)一步深化,是學(xué)生在教師的引領(lǐng)下,圍繞教師授予的“漁場(chǎng)”能夠批判性地學(xué)習(xí)新的知識(shí)和思想,注重對(duì)知識(shí)接受之后的反思和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重建,并在建構(gòu)的復(fù)雜的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中將習(xí)得的知識(shí)遷移到新的情境中解決實(shí)際問題,以及做出決策的積極建構(gòu)、深度參與、成功體驗(yàn)、綜合發(fā)展的行為和思維習(xí)慣的學(xué)習(xí)過程[2]5。深度學(xué)習(xí)的核心是主動(dòng)的意義建構(gòu)、有效的知識(shí)遷移和真實(shí)的問題解決,淺層學(xué)習(xí)、表層學(xué)習(xí)、機(jī)械學(xué)習(xí)乃至強(qiáng)調(diào)主動(dòng)參與的單純的有意義的學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)和理解性學(xué)習(xí)等都不是深度學(xué)習(xí)。因此,學(xué)習(xí)過程中是否有聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動(dòng)與體驗(yàn)、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用、價(jià)值與評(píng)價(jià)等活動(dòng)成為判斷深度學(xué)習(xí)是否發(fā)生的重要依據(jù)。
2.“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì)
“漁場(chǎng)”,即教師創(chuàng)設(shè)的有助于深度學(xué)習(xí)的真實(shí)情境,是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的活動(dòng)載體,是具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題,其為深度學(xué)習(xí)建構(gòu)情感場(chǎng)、提供情境場(chǎng)、留足探索場(chǎng)、創(chuàng)設(shè)問題場(chǎng)、提供創(chuàng)造場(chǎng),是倡導(dǎo)問題化學(xué)習(xí),促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生的根本保證。在實(shí)施深度學(xué)習(xí)的過程中,教師不僅要注重教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變,還要注重教學(xué)內(nèi)容的變革(由低階知識(shí)到高階知識(shí);由低階學(xué)習(xí)到高階學(xué)習(xí);由低階思維到高階思維)。實(shí)施深度學(xué)習(xí),必須將理論研究和實(shí)踐探索的重心轉(zhuǎn)移到發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新和批判性思維等高階思維能力的真實(shí)情境(“漁場(chǎng)”)的設(shè)計(jì)。
二、基于深度學(xué)習(xí)判斷法則“漁場(chǎng)”的設(shè)計(jì)要求
1.注重聯(lián)想與結(jié)構(gòu),促進(jìn)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的相互轉(zhuǎn)化
聯(lián)想與結(jié)構(gòu)既指某種學(xué)習(xí)方式所處理的學(xué)習(xí)內(nèi)容,也指學(xué)生學(xué)習(xí)方式的樣態(tài)。喚醒或改造以往經(jīng)驗(yàn)的活動(dòng)稱為聯(lián)想,將以往經(jīng)驗(yàn)融入當(dāng)下教育教學(xué)并得以提升和結(jié)構(gòu)化的過程稱為結(jié)構(gòu)[2]6。作為學(xué)習(xí)方式的樣態(tài),聯(lián)想與結(jié)構(gòu)處理的是個(gè)體經(jīng)驗(yàn)與人類認(rèn)識(shí)知識(shí)之間相互轉(zhuǎn)化的問題。要實(shí)現(xiàn)將這些經(jīng)驗(yàn)自覺進(jìn)入和輔助當(dāng)下的教育教學(xué),形成新的知識(shí)結(jié)構(gòu),促進(jìn)學(xué)生能力的提升,需要教師的幫助、喚醒和改造。
在深度學(xué)習(xí)中,應(yīng)通過聯(lián)想與結(jié)構(gòu)把原本孤立的知識(shí)建構(gòu)在結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌虮粏拘选⒈徽{(diào)用,能夠說明其他知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng),并能在結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)中呈現(xiàn)其意義。如在教學(xué)“細(xì)胞癌變及預(yù)防”專題知識(shí)時(shí),教師授予以下“漁場(chǎng)”,積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想,形成結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的相互轉(zhuǎn)化。
【“漁場(chǎng)”1】建構(gòu)“細(xì)胞癌變及預(yù)防”的聯(lián)想與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(如圖1)。
該“漁場(chǎng)”倡導(dǎo)問題化學(xué)習(xí),旨在引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的碎片化的、零散的、雜亂無(wú)章的有關(guān)“細(xì)胞癌變”知識(shí)信息(癌細(xì)胞的特征、探索過程、機(jī)理闡釋和腫瘤防治)建構(gòu)成有結(jié)構(gòu)、有邏輯、有體系的聯(lián)想與結(jié)構(gòu),同時(shí)也留足諸如“原癌基因的發(fā)現(xiàn)”“抑癌基因的發(fā)現(xiàn)”等探索場(chǎng)及“腫瘤怎樣防治”等問題場(chǎng)。學(xué)生在教師授予的“漁場(chǎng)”引導(dǎo)下,根據(jù)當(dāng)前的學(xué)習(xí)活動(dòng)去調(diào)動(dòng)、聯(lián)想、激活原有的經(jīng)驗(yàn),對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容(癌細(xì)胞的特征、探索過程、機(jī)理闡釋和腫瘤防治)進(jìn)行組織使之融會(huì)貫通,從而建構(gòu)出自己獨(dú)特的知識(shí)結(jié)構(gòu)[1]139。
教師在建構(gòu)問題場(chǎng)時(shí)須注意:提出的問題要聯(lián)系生活實(shí)際;要緊跟教學(xué)內(nèi)容,能促進(jìn)教學(xué)進(jìn)程或者能使學(xué)生發(fā)生認(rèn)知沖突,讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)得以運(yùn)用;要了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)水平和能力水平,在學(xué)生認(rèn)知的基礎(chǔ)上做到層層深入。
2.重視活動(dòng)與體驗(yàn),完善學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)制
活動(dòng)與體驗(yàn)是落實(shí)深度學(xué)習(xí)的重要運(yùn)行機(jī)制,是深度學(xué)習(xí)的核心。活動(dòng)是以學(xué)生為主體的主動(dòng)活動(dòng),體驗(yàn)是學(xué)生在深度學(xué)習(xí)活動(dòng)中發(fā)生的高尚理性的內(nèi)心體驗(yàn)[3]。學(xué)生要成為學(xué)習(xí)的主體,教師必須要為他們提供有親身經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)(發(fā)明)、形成、發(fā)展過程的機(jī)會(huì),使學(xué)生成為活動(dòng)主體[4]。如在教學(xué)“種群增長(zhǎng)”這一內(nèi)容時(shí),教師要讓學(xué)生重視活動(dòng),并開展“測(cè)量浮萍(浮萍屬)的種群增長(zhǎng)”項(xiàng)目化學(xué)習(xí),授予的“漁場(chǎng)”如下。
【“漁場(chǎng)”2】測(cè)量浮萍(浮萍屬)的種群增長(zhǎng)。
浮萍是一種微小(直徑1~4毫米)的植物,常長(zhǎng)在污濁的水塘里。浮萍屬通常進(jìn)行無(wú)性繁殖,也能進(jìn)行有性生殖[5]。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)新學(xué)期的第一周,教師在一個(gè)有照明的水族箱里放置了10棵浮萍。要求學(xué)生每周都對(duì)浮萍的數(shù)量進(jìn)行記錄,數(shù)據(jù)貼在水族箱旁邊。
(2)從第二周開始直到學(xué)期結(jié)束,每周都數(shù)一數(shù)水族箱里浮萍的數(shù)量,并將得到的數(shù)據(jù)繪制在圖2中。
實(shí)驗(yàn)討論:
(1)通過觀察浮萍種群增長(zhǎng)的活動(dòng)體驗(yàn),你得出的結(jié)論有哪些?
(2)種群的大小最終會(huì)發(fā)生哪些變化?導(dǎo)致種群發(fā)生變化的原因是什么?
學(xué)生通過對(duì)種群增長(zhǎng)類型、發(fā)生條件、活動(dòng)結(jié)果的闡述,種群發(fā)生變化原因的分析,如何繪制種群增長(zhǎng)曲線等問題進(jìn)行思考和討論,以及教師對(duì)活動(dòng)過程和成果進(jìn)行評(píng)價(jià)等,加強(qiáng)了與教師之間的溝通、交流、合作。在深度學(xué)習(xí)中,教育教學(xué)是理智與情感共存鮮活的、有溫度的活動(dòng)。學(xué)生以全部的精神思想去體驗(yàn)和感受學(xué)習(xí)活動(dòng)的細(xì)微精深與豐富復(fù)雜,真切地去體驗(yàn)伴隨活動(dòng)而來(lái)的困惑或喜悅。由此可見,活動(dòng)與體驗(yàn)是教育教學(xué)中深度學(xué)習(xí)的核心[6]。
項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是當(dāng)前美國(guó)中小學(xué)廣泛使用的一種教學(xué)模式,是以學(xué)習(xí)、研究學(xué)科的概念和原理為中心,學(xué)生通過親自參與活動(dòng)項(xiàng)目的調(diào)研,查閱資料和分析研究來(lái)解決問題,從而建構(gòu)知識(shí)體系并運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中去[1]103?!皽y(cè)量浮萍(浮萍屬)的種群增長(zhǎng)”的“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì),立足推進(jìn)項(xiàng)目化學(xué)習(xí),促進(jìn)真實(shí)學(xué)習(xí)的發(fā)生,推進(jìn)教與學(xué)的轉(zhuǎn)化。
3.注重本質(zhì)與變式訓(xùn)練,加強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的深度加工
本質(zhì)與變式訓(xùn)練要求教師認(rèn)識(shí)到如何處理學(xué)習(xí)內(nèi)容(學(xué)習(xí)對(duì)象),才能有助于學(xué)生把握知識(shí)的本質(zhì),從而實(shí)現(xiàn)遷移。因此,致力于深度學(xué)習(xí)的教學(xué)能夠全面把握知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,并抓住教學(xué)內(nèi)容深處隱含的本質(zhì)屬性,利用發(fā)散思維由本質(zhì)推出若干變式[1]119。把握本質(zhì)的過程是區(qū)分非本質(zhì)與本質(zhì)屬性、去除非本質(zhì)屬性干擾的過程,是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深度加工的過程。教師可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行歸納、演繹、情境體驗(yàn)、質(zhì)疑和探究,使學(xué)生與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間建立起有機(jī)的聯(lián)系。例如在“汗液的排出”教學(xué)中,教師設(shè)計(jì)了以下“漁場(chǎng)”進(jìn)行研究。
【“漁場(chǎng)”3】圖爾敏(Toulmin)提出了著名的Toulmin論證模型(如圖3)。
科學(xué)論證是科學(xué)教學(xué)的方法之一,需要從學(xué)與教兩個(gè)方面綜合考慮其必要性和可行性。教師依據(jù)上述建構(gòu)論證模型,選擇“汗液具有排泄作用”和“汗液具有調(diào)節(jié)體溫的作用”開展科學(xué)論證活動(dòng)。
首先,對(duì)于“汗液具有排泄作用”的科學(xué)論證活動(dòng),教師引導(dǎo)學(xué)生將劇烈運(yùn)動(dòng)后蒸發(fā)的汗液在顯微鏡下進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,汗液中存在代謝廢物,實(shí)現(xiàn)了將檢驗(yàn)?zāi)蛞撼煞值姆椒ㄟw移運(yùn)用到檢驗(yàn)汗液成分的活動(dòng)中去[7]29。
接著,在“汗液具有調(diào)節(jié)體溫的作用”的科學(xué)論證活動(dòng)中,教師讓學(xué)生戴上橡皮手套(緊貼皮膚),阻止汗液蒸發(fā),感到悶熱,取下手套后,感到?jīng)鏊ㄟ^活動(dòng)體驗(yàn)排汗降低體溫的過程。在人體合作探究實(shí)驗(yàn)中,導(dǎo)致體溫降低的因素多樣,為了排除干擾因素,教師引導(dǎo)學(xué)生合作交流,確定模擬試驗(yàn)的方案。學(xué)生先進(jìn)行模擬預(yù)實(shí)驗(yàn):用紙巾模擬皮膚,將12張相同的紙巾用橡皮筋固定在溫度計(jì)底部,測(cè)定紙巾溫度。再將上述紙巾分為2組(每組6張),在涼爽的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)再次測(cè)量初始溫度后,全部帶至室外。第1組在室外放置150 s后測(cè)定溫度,之后再滴加3滴清水,室外放置(模擬排汗)150 s后再次讀數(shù)。第2組紙巾始終保持干燥,分別測(cè)量室外150 s和室外300 s的溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1,實(shí)驗(yàn)證實(shí)了排汗具有降低體溫的作用[7]30。
該“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì)通過開展主題化學(xué)習(xí),證實(shí)了排汗具有排泄和降低體溫的作用。教師在教學(xué)中要幫助學(xué)生把握汗液排泄和汗液調(diào)節(jié)體溫相關(guān)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系與本質(zhì)。因此,教師在教學(xué)中除了要提供學(xué)習(xí)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)正例,還要在授予“漁場(chǎng)”的設(shè)計(jì)中提供豐富的非標(biāo)準(zhǔn)正例。教師要引導(dǎo)學(xué)生由本質(zhì)引申出變式,利用發(fā)散思維、聚合思維、批判性思維及元認(rèn)知等創(chuàng)新思維訓(xùn)練學(xué)生掌握“汗液排泄和調(diào)節(jié)體溫作用”的本質(zhì)與變式的學(xué)習(xí)過程,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用[8]。
主題化學(xué)習(xí)的“漁場(chǎng)”適合用于一些具開放性、難度較大、不易理解或者用于課外興趣拓展的教學(xué)內(nèi)容,其內(nèi)容往往涵蓋多學(xué)科領(lǐng)域。學(xué)生在主題探究的過程中,綜合使用多學(xué)科知識(shí)、多元智力和多種學(xué)習(xí)探究方式,培養(yǎng)解決問題、發(fā)明或生產(chǎn)某種產(chǎn)品所必要的實(shí)際能力。教師在安排主題化學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí),小組及組內(nèi)學(xué)生間分工要明確。學(xué)生在完成任務(wù)后,再將各自的內(nèi)容匯總報(bào)告,以免發(fā)生重復(fù)。這樣的教學(xué)既可以拓展知識(shí),也可以培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力、表達(dá)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[9]。
4.加強(qiáng)遷移與應(yīng)用,重視模擬教學(xué)活動(dòng)中的社會(huì)實(shí)踐
遷移與應(yīng)用注重將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生綜合實(shí)踐能力,目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新意識(shí)。教師在教學(xué)“人與自然和諧共生”相關(guān)知識(shí)時(shí),先形成聯(lián)想與結(jié)構(gòu)(如“漁場(chǎng)”4),再在此基礎(chǔ)上給學(xué)生授予“漁場(chǎng)”(如“漁場(chǎng)”5),加強(qiáng)知識(shí)的遷移與應(yīng)用。
【“漁場(chǎng)”4】“人與自然和諧共生”的聯(lián)想與結(jié)構(gòu)(如圖4)。
【“漁場(chǎng)”5】十九大報(bào)告提出,加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國(guó)。請(qǐng)就生態(tài)文明建設(shè)從生態(tài)學(xué)及其生態(tài)倫理角度回答下列問題。
(1)生態(tài)文明內(nèi)涵與中華文明的基本精神基本一致,如“厚德載物”“眾生平等”“道法自然”“天人合一”。這些詞語(yǔ)體現(xiàn)了什么生態(tài)學(xué)思想?
(2)生態(tài)文明建設(shè)必須堅(jiān)持保護(hù)和節(jié)約優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針。節(jié)約資源的重大舉措有哪些?保護(hù)環(huán)境的重大舉措主要有哪些?
(3)突出的環(huán)境問題是大氣污染,因此,必須打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)。京津冀地區(qū)的大氣嚴(yán)重地危害人體健康,其污染物與污染源主要有哪些?
(4)開展創(chuàng)建節(jié)約型機(jī)關(guān)、綠色學(xué)校、綠色社區(qū)、綠色出行和綠色家庭等行動(dòng),是推進(jìn)綠色發(fā)展的一項(xiàng)措施。這項(xiàng)行動(dòng)措施的意愿是什么?
(5)十九大報(bào)告提出“統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理”,這項(xiàng)重大舉措的意義何在?
該“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì)旨在實(shí)施實(shí)踐性學(xué)習(xí),將“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國(guó)”的學(xué)習(xí)置于真實(shí)而具體的實(shí)踐情境中,注重親身實(shí)踐節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的重大舉措,使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)危害人體健康的污染物與污染源,親身感悟山水林田湖草系統(tǒng)治理統(tǒng)籌的重大意義和綠色行動(dòng)的意愿,是一種為學(xué)生在真實(shí)情境中運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決問題及學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程[10]。其注重的不只是實(shí)踐,更多的是在實(shí)踐中通過“做”來(lái)運(yùn)用知識(shí)、學(xué)習(xí)知識(shí),提升實(shí)踐能力和自主探究能力,具有主體性、社會(huì)性、情境性、開放性等特點(diǎn)[11]。
值得說明的是,“聯(lián)想與結(jié)構(gòu)”與“遷移與應(yīng)用”相互對(duì)應(yīng):有“人與自然和諧共生”的結(jié)構(gòu),才能應(yīng)用到“加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國(guó)”的實(shí)踐中去;有對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的目標(biāo)、方針、策略和任務(wù)的聯(lián)想,才能遷移到建設(shè)美麗中國(guó)的各項(xiàng)任務(wù)中去。應(yīng)用是遷移的重要表征,是檢驗(yàn)深度學(xué)習(xí)結(jié)果的重要途徑,遷移是學(xué)習(xí)深度發(fā)生的重要指標(biāo)。在深度學(xué)習(xí)活動(dòng)中,對(duì)事物本質(zhì)及其聯(lián)系的準(zhǔn)確把握,才是有意義的遷移與應(yīng)用;遷移與應(yīng)用是對(duì)本質(zhì)與變式的印證與檢驗(yàn),前者強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的外顯,后者重視學(xué)習(xí)者對(duì)教育教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)化;遷移與應(yīng)用同本質(zhì)與變式緊密關(guān)聯(lián)[1]175。
5.關(guān)注價(jià)值與評(píng)價(jià),促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的隱性要素
價(jià)值與評(píng)價(jià)解決的是教育教學(xué)意義與終極目的,即教育教學(xué)是育人的社會(huì)活動(dòng),教育教學(xué)要以人的成長(zhǎng)為旨?xì)w,教育教學(xué)所有活動(dòng)都必然落實(shí)價(jià)值與評(píng)價(jià)[1]119。將價(jià)值與評(píng)價(jià)自覺化、明晰化和具體化是實(shí)施深度學(xué)習(xí)的重心工作。自覺引導(dǎo)學(xué)生有依據(jù)地評(píng)判所遭遇的事、人與活動(dòng),有助于他們形成正確的價(jià)值觀,落實(shí)核心素養(yǎng)。教師在教學(xué)“酶的探究與運(yùn)用”時(shí),不僅注重關(guān)于生物、化學(xué)知識(shí)的教學(xué),還要使學(xué)生與知識(shí)建立起關(guān)聯(lián),能夠有依據(jù)地給出自己的判斷與態(tài)度,成為選擇與評(píng)判知識(shí)的主體。
【“漁場(chǎng)”6】中國(guó)科學(xué)院院士邢其毅先生編寫的《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》一書中指出,酶是生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑。酶按其組成成分可以分為結(jié)合蛋白質(zhì)和簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)兩類,至今還沒有發(fā)現(xiàn)過一種非蛋白質(zhì)的酶,即使發(fā)現(xiàn)一個(gè)與酶同樣性能的非蛋白質(zhì),也不能叫作酶。結(jié)合蛋白質(zhì)由酶蛋白和輔酶或輔助因子共同組成。輔酶是一些金屬有機(jī)化合物或有機(jī)小分子,輔助因子主要是一種或多種無(wú)機(jī)離子。簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)的催化活性僅取決于蛋白質(zhì)自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
酶的催化速度十分驚人,例如體內(nèi)分解五千萬(wàn)個(gè)過氧化氫分子可由一分子過氧化氫酶在一分鐘內(nèi)完成。有些酶,如胰蛋白酶只水解由堿性氨基酸(如精氨酸和賴氨酸)的羧基形成的肽鍵,表現(xiàn)出非常強(qiáng)的專一性。有些酶,如胃蛋白酶幾乎可以水解一切肽鍵,專一性并不強(qiáng)。從被分解的底物看,有些酶,如過氧化氫酶只能分解很小的分子H2O2;有些酶,如核糖核酸酶可分解巨大的核酸分子。
回答下列問題:
(1)鐵是合成葉綠素所必需的,葉綠素中不含鐵元素,但缺鐵時(shí)植物在有光的條件下也不能合成葉綠素,而出現(xiàn)“黃葉病”。請(qǐng)根據(jù)上述資料闡釋鐵在該過程中所發(fā)揮的作用。
(2)現(xiàn)有胰蛋白酶(甲液)和胃蛋白酶(乙液)各一瓶,但忘記貼標(biāo)簽,有人設(shè)計(jì)的鑒定實(shí)驗(yàn)思路和闡釋的實(shí)驗(yàn)原理如下。
設(shè)計(jì)思路:向裝有蛋白質(zhì)溶液的兩支試管中分別加入適量等量甲液和乙液,再分別加入雙縮脲試劑,觀察顏色變化。實(shí)驗(yàn)原理:胃蛋白酶幾乎可以水解所有肽鍵,蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物中幾乎全部是氨基酸;胰蛋白酶只水解由堿性氨基酸(如精氨酸和賴氨酸)的羧基端形成的肽鍵,產(chǎn)物中多肽豐富。加入雙縮脲試劑后,后者幾乎沒有紫色呈現(xiàn)。
請(qǐng)對(duì)上述設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(3)請(qǐng)闡述胰蛋白酶與胃蛋白酶功能各異的原因。
(4)請(qǐng)以過氧化氫酶為代表,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明酶具有強(qiáng)大的催化能力(含條件對(duì)照)。
(5)人教版高中生物必修1第5章第1節(jié)的“資料分析”中指出:“20世紀(jì)80年代,美國(guó)科學(xué)家切赫(T.R.Cech,1947—)和奧特曼(S.Altman,1939—)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能?!备鶕?jù)所學(xué)知識(shí),就上面少數(shù)RNA是不是酶談?wù)勀愕目捶ú⑻峁┳C據(jù)。
該“漁場(chǎng)”旨在強(qiáng)化拓展性學(xué)習(xí),對(duì)酶本質(zhì)的認(rèn)識(shí)是源于教材(酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物,包含具有催化能力的蛋白質(zhì)和RNA),而高于教材(邢其毅先生提出,具有催化能力的RNA不是酶),應(yīng)用知識(shí)探究未知(探究胰蛋白酶與胃蛋白酶的功能各異的原因),注重實(shí)驗(yàn)探究過程(胰蛋白酶和胃蛋白酶的鑒定、酶具有強(qiáng)大的催化能力的證明)和知識(shí)創(chuàng)生(RNA不是酶)[1]172?!皾O場(chǎng)”6提供邢其毅先生對(duì)酶界定的情境場(chǎng),留足對(duì)他人設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)原理評(píng)價(jià),創(chuàng)設(shè)闡述胰蛋白酶與胃蛋白酶功能各異的原因和闡釋鐵在合成葉綠素過程中所發(fā)揮的作用等問題場(chǎng),以及提供了要求學(xué)生分別為邢其毅先生和教材對(duì)RNA是否屬于酶的認(rèn)識(shí)提供證據(jù)支持的創(chuàng)造場(chǎng)。酶的探究與運(yùn)用屬于強(qiáng)化拓展性學(xué)習(xí)的“漁場(chǎng)”,使價(jià)值與評(píng)價(jià)貫穿于教學(xué)解決所設(shè)計(jì)的各個(gè)問題的活動(dòng)中。價(jià)值與評(píng)價(jià)活動(dòng),不僅使學(xué)生自覺思考酶在知識(shí)系統(tǒng)中的作用與地位、優(yōu)勢(shì)與不足,教材對(duì)酶認(rèn)識(shí)的局限及不同酶作用機(jī)理,而且使學(xué)生主動(dòng)對(duì)酶的概念及鐵元素在光合作用中的作用進(jìn)行評(píng)價(jià)。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,深度學(xué)習(xí)的根本目的在于提升學(xué)生的核心素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)知識(shí)、理解知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、求證知識(shí)和創(chuàng)造新知的過程中掌握科學(xué)的思維方法,發(fā)展高階思維能力[1]4。在深度學(xué)習(xí)中,教師通過“授人以‘漁場(chǎng)”,引領(lǐng)學(xué)生涉入知識(shí)發(fā)現(xiàn)過程的復(fù)雜情境,促進(jìn)他們成為知識(shí)發(fā)現(xiàn)的參與者并作為主體積極參與到課堂教學(xué)中。在教學(xué)實(shí)踐中,教師必須依據(jù)深度學(xué)習(xí)所具備的特征(聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動(dòng)與體驗(yàn)、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用、價(jià)值與評(píng)價(jià))展開多元價(jià)值的對(duì)話,科學(xué)地進(jìn)行“漁場(chǎng)”設(shè)計(jì),確保深度學(xué)習(xí)在教師授予的“漁場(chǎng)”中得以實(shí)現(xiàn)[12]。
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(責(zé)任編輯:陸順演)