（中國科技大學(xué)附屬中學(xué) 安徽合肥 230051）

深度學(xué)習(xí)是一種基于高階思維發(fā)展的理解性學(xué)習(xí)，指學(xué)生在主動加工、深度理解的基礎(chǔ)上，能夠批判性地學(xué)習(xí)新知識，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過高水平思維過程，靈活運(yùn)用所學(xué)知識和能力，解決實(shí)際問題的一種學(xué)習(xí)方式。新課程改革強(qiáng)調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，其中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維是重要內(nèi)容，而高階思維的培養(yǎng)更是關(guān)鍵，因此有必要研究指向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略，以通過促進(jìn)學(xué)生的深度思維加工，從而培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)。同時，生物學(xué)科的自然科學(xué)屬性也要求教師在教學(xué)中必然滲透深度學(xué)習(xí)。那么，如何在生物學(xué)教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)？

1 引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型進(jìn)行深入學(xué)習(xí)

模型方法作為一種現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)知手段和思維方法，在高中生物學(xué)教學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。教師引導(dǎo)學(xué)生建立模型，培養(yǎng)學(xué)生建模意識，是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)、提高學(xué)習(xí)能力的重要途徑和訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維的有效學(xué)習(xí)方法。

1.1 構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，促進(jìn)知識的深入理解

教材對一些知識僅以文字形式進(jìn)行說明，學(xué)生有時難以理解晦澀的文字。教師若能引導(dǎo)學(xué)生將其轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，則能在促進(jìn)學(xué)生理解知識的同時，又能訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，起到事半功倍的效果。

例如，在人教版高中生物《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》的體溫調(diào)節(jié)部分，學(xué)生對“人從常溫環(huán)境進(jìn)入到低溫環(huán)境中時，散熱量會大于產(chǎn)熱量”的結(jié)果難以理解，因?yàn)榘凑者@樣的變化，人的體溫還是要下降的。教師可以結(jié)合人體體溫的調(diào)節(jié)過程—“增加產(chǎn)熱，減少散熱”，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建如圖1所示的數(shù)學(xué)模型，幫助學(xué)生理解。

圖1 人體體溫調(diào)節(jié)的曲線

圖中的ab段表示人處于常溫環(huán)境中，產(chǎn)熱量與散熱量相等，體溫也恒定；bc段表示人從常溫環(huán)境先進(jìn)入低溫環(huán)境。甲曲線表示皮膚的散熱量，當(dāng)人剛進(jìn)入低溫環(huán)境中，皮膚和外界溫差較大，因而皮膚的散熱量增加；此時的產(chǎn)熱量還沒有及時增加，表示人體的調(diào)節(jié)作用還沒有立即發(fā)揮出來。cd段甲曲線下降表示散熱量降低，反映的是人體經(jīng)過神經(jīng)調(diào)節(jié)，皮膚的毛細(xì)血管收縮，散熱量減小，但是散熱量依然比常溫下散熱量大。乙曲線在cd段上升是因?yàn)闄C(jī)體經(jīng)過神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)作用，產(chǎn)熱逐漸增加，最后產(chǎn)熱與散熱相等達(dá)到平衡，體溫恒定；這時，散熱和產(chǎn)熱均比常溫下都要多。這樣，學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中，訓(xùn)練了思維，加深了理解，進(jìn)行了更深入的思考和學(xué)習(xí)。

又如，植物根的向地性和莖的背地性知識是學(xué)習(xí)上的一個難點(diǎn)。教師結(jié)合圖2，并構(gòu)建圖3的模型，幫助學(xué)生理解和思考。圖2表示一棵倒地的植物，莖能彎折向上生長，這是莖的背地性生長；而根暴露在空氣中，卻還能鉆進(jìn)土壤里，這便是根的向地性生長。

圖2 倒地植物的生長示意圖

圖3 生長素濃度對植物的影響

植物傾倒后，接觸地面一側(cè)（圖2中的B、D部位）的生長素濃度高于遠(yuǎn)離地面一側(cè)（圖中2的A、C部位）的濃度。根據(jù)圖3，根對生長素濃度比莖葉更敏感。另外，根的向地側(cè)（圖2中D部位）生長素濃度高于圖3中的A點(diǎn)，抑制了其生長，生長慢；背地側(cè)（圖2中C部位）生長素濃度低于圖3中A點(diǎn)濃度，促進(jìn)根的生長，因而生長快，根就會向下彎曲生長，表現(xiàn)為向地性。而莖對生長素不敏感，向地側(cè)（圖2中B部位）比背地側(cè)（圖2中A部位）生長素濃度高，若A部位生長素濃度在圖3中B點(diǎn)對應(yīng)的濃度以下，則A部位濃度可能就處于圖3中B、C點(diǎn)濃度之間，因而生長速度要快，所以莖就會向上彎曲生長，表現(xiàn)為背地性生長。

以上兩例通過繪制曲線圖，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，使學(xué)生獲得直觀的印象，促進(jìn)學(xué)生更深入地理解和思考。

1.2 構(gòu)建概念模型，完善知識體系

學(xué)生對碎片化的知識進(jìn)行篩選和處理，整合意義連結(jié)的相關(guān)內(nèi)容，建立起知識間的聯(lián)系，是深度學(xué)習(xí)的重要方式和要求。構(gòu)建概念模型的活動能有效訓(xùn)練學(xué)生優(yōu)化自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的能力。學(xué)生通過分類、歸納、整合與學(xué)習(xí)主題相關(guān)的零散知識點(diǎn)，能完善原有的知識體系，建構(gòu)當(dāng)前學(xué)習(xí)的意義。

人教版高中生物必修3教材中展示了血糖的來源和去向的概念圖，表示血糖來源的物質(zhì)和轉(zhuǎn)化的物質(zhì)及過程等。在學(xué)習(xí)時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確、細(xì)化物質(zhì)合成、氧化分解及轉(zhuǎn)化的場所與過程，則有利于學(xué)生區(qū)分消化和吸收的概念與過程，從而使學(xué)生建立和呼吸作用知識的聯(lián)系等。為此，教師可以在教材提供概念圖的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展、歸納（圖4），整合知識，使學(xué)生建立知識間的聯(lián)系，通過構(gòu)建模型進(jìn)入深入的學(xué)習(xí)。教師將消化與吸收過程分開，細(xì)化生物氧化過程，使學(xué)生更明確物質(zhì)轉(zhuǎn)化的場所，更深入理解概念。同時，學(xué)生在構(gòu)建模型的過程中，訓(xùn)練了思維，提高了認(rèn)識。

圖4 關(guān)于血糖來源和去向的概念圖

2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生深度體驗(yàn)

教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)而富有教育價值的情景，引導(dǎo)學(xué)生深入體驗(yàn)和感悟，是深度學(xué)習(xí)的重要方式。教師對教材中一些理論知識加以情景化，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和探討。

例如，在人教版高中生物必修3的內(nèi)環(huán)境部分，教材中的圖示顯示了組織細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換直接相關(guān)的四大系統(tǒng)（圖5）。在學(xué)習(xí)時，學(xué)生可能會停留在了解四大系統(tǒng)的作用層次，忽略了其中的很多細(xì)節(jié)。如果在此基礎(chǔ)上，教師將圖中消化系統(tǒng)攝取的食物、水和無機(jī)鹽（圖6）改為具體的物質(zhì)——淀粉，并要求學(xué)生結(jié)合圖中標(biāo)出的A、B、C等字母，思考淀粉進(jìn)入體內(nèi)后的來龍去脈。這樣，教師就創(chuàng)設(shè)了一個真實(shí)情境，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生思考交流。這個過程涉及到消化系統(tǒng)的消化和吸收、循環(huán)系統(tǒng)的氣體和營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，以及物質(zhì)在組織細(xì)胞內(nèi)的氧化分解的過程及排出人體的過程。這樣既將內(nèi)環(huán)境與細(xì)胞呼吸知識點(diǎn)結(jié)合起來，又為后面血糖的調(diào)節(jié)等知識的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。教師創(chuàng)設(shè)了這樣一個真實(shí)情境，將知識具體化、系統(tǒng)化，有利于促進(jìn)學(xué)生的思考，提升學(xué)生的科學(xué)思維。

圖5 組織細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換直接相關(guān)的四大系統(tǒng)

圖6 淀粉在人體的代謝過程

3 挖掘經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)包含科學(xué)家的科學(xué)思維過程。引導(dǎo)學(xué)生思考經(jīng)典實(shí)驗(yàn)本身就是對學(xué)生科學(xué)思維的訓(xùn)練。但是，教材中提供的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)往往不是很完整，教師要引導(dǎo)學(xué)生挖掘?qū)嶒?yàn)存在的問題，并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充或改進(jìn)，有利于提升學(xué)生的思維水平，促進(jìn)學(xué)生開展深入的思考。

在人教版必修3中，“植物生長素發(fā)現(xiàn)”一節(jié)有許多的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，包括達(dá)爾文的向光性實(shí)驗(yàn)和溫特實(shí)驗(yàn)等。關(guān)于達(dá)爾文向光性實(shí)驗(yàn)，教材給出了四組實(shí)驗(yàn)（圖7）。

圖7 教材中關(guān)于達(dá)爾文向光性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的示意圖

通過這樣四組實(shí)驗(yàn)，達(dá)爾文的推測是：“單側(cè)光照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激，當(dāng)這種刺激傳遞到下部的伸長區(qū)時，會造成背光面比向光面生長快，因而出現(xiàn)向光彎曲。”這也是該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。教師可以引導(dǎo)學(xué)生細(xì)化問題，開展探討，訓(xùn)練學(xué)生思維，提高學(xué)生思維的縝密性：第一組和第二組實(shí)驗(yàn)對比能得出什么結(jié)論，哪一組是實(shí)驗(yàn)組，哪一組是對照組？第三組和第四組對比，能得出什么結(jié)論，哪一組是實(shí)驗(yàn)組，哪一組又是對照組呢？

另外，教材中關(guān)于溫特的實(shí)驗(yàn)，只是給出了實(shí)驗(yàn)組，缺少對照組，顯然不嚴(yán)謹(jǐn)。教師可以及時引導(dǎo)學(xué)生去分析探討。同樣，在促胰液素的發(fā)現(xiàn)過程中，教材中給出的實(shí)驗(yàn)也是不完整的，教師要及時挖掘出來，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，甚至讓學(xué)生去設(shè)置對照組實(shí)驗(yàn)。

以上，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際，探討了引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。由此可見，深度學(xué)習(xí)重視學(xué)習(xí)過程中知識的建構(gòu)和遷移，重視誘發(fā)學(xué)生深度思考，驅(qū)動對知識本質(zhì)屬性的學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生了解知識形成的來龍去脈，促使學(xué)生用發(fā)展的、聯(lián)系的觀點(diǎn)觀察和分析問題。因此，教師要更重視學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng)，在教給學(xué)生生物學(xué)重要概念的同時，提供解決問題的方法，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。