吳美云

摘 要：本文以“深度學(xué)習(xí)”理論為指導(dǎo)，在“血糖平衡調(diào)節(jié)”的教學(xué)中通過情境創(chuàng)設(shè)聯(lián)結(jié)經(jīng)驗、穿針引線構(gòu)建模型、模型變式體悟?qū)嵸|(zhì)、模型應(yīng)用深化責(zé)任四個教學(xué)環(huán)節(jié)指向深度學(xué)習(xí)的五大特征（聯(lián)想與結(jié)構(gòu)、活動與體驗、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用、價值與評價）;旨在引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)高階思維，構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的高中生物課堂。

關(guān)鍵詞：深度學(xué)習(xí);血糖調(diào)節(jié);模型建構(gòu)

深度學(xué)習(xí)概念源于人工智能領(lǐng)域，近年來因時代對人才的需求及信息發(fā)展的技術(shù)支持使其在教育體系中迅速興盛。所謂深度學(xué)習(xí)，是指在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程[1]。與簡單機械的淺層學(xué)習(xí)有別，深度學(xué)習(xí)具有情境深、發(fā)展深、責(zé)任深等特點，它更強調(diào)學(xué)生情境思辨、邏輯推理、實驗驗證、遷移應(yīng)用等高級思維能力的培養(yǎng)。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確提出“核心素養(yǎng)為宗旨”的課程基本理念，深度學(xué)習(xí)作為落實核心素養(yǎng)的重要“腳手架”，是促進(jìn)學(xué)生必備品格和關(guān)鍵能力發(fā)展的重要途徑。下面以“血糖平衡調(diào)節(jié)”為例探討深度學(xué)習(xí)理念在高中生物課堂教學(xué)中的實踐。

一、教材分析與設(shè)計思路

血糖調(diào)節(jié)是人教版高中生物必修3“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中的重點內(nèi)容，該部分內(nèi)容與人體的消化、呼吸、循環(huán)、泌尿等代謝知識息息相關(guān)。血糖調(diào)節(jié)是學(xué)生在學(xué)習(xí)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理意義和神經(jīng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，對激素調(diào)節(jié)在人體穩(wěn)態(tài)維持中的作用的進(jìn)一步詮釋。其中激素在血糖平衡調(diào)節(jié)中的作用以及與下丘腦之間的辯證關(guān)系是全新的內(nèi)容，也是本節(jié)課的難點?；趯W(xué)生的前概念分析，在實際教學(xué)中可從學(xué)生思維的“最近發(fā)展區(qū)”出發(fā)，為難點的突破設(shè)置一定的知識階梯，所以在本節(jié)課中筆者采用搭建多重支架引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)概念，體驗血糖調(diào)節(jié)模型構(gòu)建;通過相關(guān)實驗的設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的高階思維。為了進(jìn)一步在本節(jié)課中落實深度學(xué)習(xí)的理念，筆者設(shè)計了如圖所示的教學(xué)環(huán)節(jié)（圖1）。

二、教學(xué)目標(biāo)的制定

基于課程標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)生的認(rèn)知思維水平，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：①能夠利用圖表和資料分析血糖調(diào)節(jié)的動態(tài)過程，樹立穩(wěn)態(tài)與平衡觀;嘗試構(gòu)建血糖平衡調(diào)節(jié)模型，學(xué)會運用證據(jù)修正模型，逐步發(fā)展模型與建模的科學(xué)思維。②能夠運用“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”這一生命觀念分析糖尿病的病因，關(guān)注糖尿病患者的需求，提出糖尿病預(yù)防和治療的可行途徑，形成社會責(zé)任意識。

三、教學(xué)過程

（一）情境創(chuàng)設(shè)聯(lián)結(jié)經(jīng)驗

深度學(xué)習(xí)強調(diào)知識是有內(nèi)在聯(lián)系的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，聯(lián)結(jié)學(xué)生已有的前概念和新知識是開展深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。以真實的生活情境為載體，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在真實情境支架下實現(xiàn)知識符號與現(xiàn)實生活的相互轉(zhuǎn)化。[2]簡單來講，當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動融入真實的情境時，深度學(xué)習(xí)才會發(fā)生。通過前概念分析，學(xué)生腦海中已經(jīng)有部分關(guān)于低血糖、糖尿病的認(rèn)識，這部分經(jīng)驗可以作為新概念的生長點，初步達(dá)成血液中的葡萄糖含量的高低對保證人體能量供應(yīng)以及保持人體健康有重要意義的認(rèn)識，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生對體內(nèi)血糖平衡調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的渴望。

角色體驗：某同學(xué)沒有吃早飯的習(xí)慣，一天早上出現(xiàn)了冒冷汗，嘴唇蒼白等癥狀，如果你是醫(yī)生，你將做出什么樣的診斷？如何證明你的診斷？學(xué)生可以結(jié)合生活經(jīng)驗得到用血糖儀檢測血糖濃度的方法。列表呈現(xiàn)：人體內(nèi)血糖濃度范圍及癥狀，教師引入課題：體內(nèi)的血糖是如何調(diào)節(jié)的呢？

經(jīng)驗分析：結(jié)合已有的生活體驗，分析體內(nèi)的血糖有哪些來源？又可以合成、轉(zhuǎn)化成哪些物質(zhì)？構(gòu)建血糖來源和去路的概念模型。

（二）穿針引線構(gòu)建模型

活動與體驗是深度學(xué)習(xí)的核心特征，“活動”是指以學(xué)生為主體的主動活動，而非生理活動或受他人支配的肢體活動，“體驗”是指學(xué)生在活動中生發(fā)的內(nèi)心體驗。[1]深入理解教材，是開展有意義學(xué)習(xí)的重要保證。血糖平衡調(diào)節(jié)中激素與下丘腦聯(lián)系的邏輯點是本節(jié)課的重點及難點，單純通過被動、機械閱讀教材獲得的知識并不能內(nèi)化為學(xué)生的認(rèn)知。為此筆者在深入剖析教材中的知識后適當(dāng)延伸拓展，以素材為載體，以活動促發(fā)展，精心搭建多重支架，助力學(xué)生建構(gòu)血糖平衡調(diào)節(jié)體系，為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)設(shè)計了以下幾個環(huán)節(jié)：

環(huán)節(jié)1：PPT呈現(xiàn)人進(jìn)食一段時間后以及運動后血糖濃度與胰島素濃度、胰高血糖素濃度關(guān)系曲線，結(jié)合教材的相關(guān)資料，試用相應(yīng)的文字與箭頭構(gòu)建飯后與運動后的血糖調(diào)節(jié)過程的反饋模型，并總結(jié)出激素調(diào)節(jié)模型圖，完成后組內(nèi)交流。

環(huán)節(jié)2：提供背景資料引導(dǎo)學(xué)生全面分析，對血糖調(diào)節(jié)中的神經(jīng)調(diào)節(jié)途徑再補充，認(rèn)識內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)共同調(diào)節(jié)人體生命活動的一般規(guī)律。各小組分享血糖平衡調(diào)節(jié)體系，教師用希沃助手展示學(xué)生構(gòu)建的血糖平衡綜合模型，同時結(jié)合師生、生生互評，加以完善對學(xué)生活動的評價。血糖平衡調(diào)節(jié)的綜合生理模型及激素調(diào)節(jié)模型圖如下所示。

設(shè)計意圖：學(xué)生在前概念的基礎(chǔ)上，體驗血糖調(diào)節(jié)圖解式概念模型的構(gòu)建。教師以問題驅(qū)動，并適時補充素材幫助學(xué)生解決問題、反復(fù)推敲、完善模型，從而明確模型建構(gòu)的科學(xué)方法，促進(jìn)分析問題能力的培養(yǎng)。

（三）模型變式體悟?qū)嵸|(zhì)

瑞典學(xué)者馬飛龍指出，學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果與教師對教學(xué)中的變與不變的內(nèi)容的呈現(xiàn)和處理密切相關(guān)。[1]深度學(xué)習(xí)離不開科學(xué)思維，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生變換思維角度去分析問題、解決問題，將課堂學(xué)習(xí)推向更深的層面。

環(huán)節(jié)1：在交流思辨中進(jìn)一步明晰胰島素的功能?？崭钩檠螅匡嬘酶邼舛鹊钠咸侨芤?，一段時間后測試血糖濃度，嘗試畫出正常人與糖尿病患者（胰島B細(xì)胞分泌功能不足者）的血糖濃度變化曲線圖。教師追問：“正常人與胰島B細(xì)胞分泌功能不足者血糖濃度變化趨勢都是先上升，再下降，但下降速率不同。誰的下降速率慢？為什么？”

環(huán)節(jié)2：如何證明后者下降速率慢是因為胰島素分泌不足引起的？試設(shè)計實驗證明胰島素具有降血糖的功能，要求學(xué)生根據(jù)提供的實驗材料（若干只發(fā)育良好且狀況一致的小鼠，生理鹽水、注射器、適宜濃度的胰島素、高濃度葡萄糖等）寫出實驗思路并預(yù)測結(jié)果。

設(shè)計意圖：通過概念模型與數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換，讓學(xué)生有意識地建構(gòu)知識的聯(lián)系，有助于學(xué)生理清所學(xué)知識的內(nèi)在邏輯線索，培養(yǎng)學(xué)生模型轉(zhuǎn)化處理能力的同時實現(xiàn)對血糖平衡調(diào)節(jié)知識的內(nèi)化。其中實驗設(shè)計過程則是學(xué)生實證意識的培養(yǎng)以及對科學(xué)本質(zhì)的體悟。

（四）模型應(yīng)用深化責(zé)任

遷移與應(yīng)用是深度學(xué)習(xí)的屬性特征，“遷移”是對已有經(jīng)驗的拓展與延伸，“應(yīng)用”強調(diào)將所學(xué)的知識操作化、外顯化。學(xué)生在解決真實復(fù)雜情境中的問題時，通過有效整合學(xué)科相關(guān)知識，并不斷修正、調(diào)適知識，從抽象到具體，從經(jīng)驗到實踐，完成對學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知深化以及綜合能力的提升，最終實現(xiàn)核心素養(yǎng)的落地。因此筆者呈現(xiàn)以下情境指導(dǎo)學(xué)生運用血糖平衡模型，解決生活中常見的問題，適時引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反思與評價。

環(huán)節(jié)1：呈現(xiàn)尿糖與糖尿病的資料，《黃帝內(nèi)經(jīng)》中對糖尿病的癥狀描述如下：“多飲而渴不止，多食而饑不止，多溲而膏濁不止。”設(shè)疑：尿糖能否等同于糖尿?。吭?yán)醚钦{(diào)節(jié)知識并結(jié)合內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的內(nèi)容解釋糖尿病患者為什么會出現(xiàn)上述癥狀？學(xué)生分析現(xiàn)象、深入思考并討論回答問題。

環(huán)節(jié)2：通過呈現(xiàn)2型糖尿病的資料及胰島素作用機制圖（圖4），重點引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)胞和分子水平分析血糖調(diào)節(jié)機制，如果你是糖尿病新療法的工作者，除了注射胰島素外，你認(rèn)為糖尿病控制和治療還有哪些可行途徑？最后教師還可以介紹中國科學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素的科研成果，促進(jìn)學(xué)生愛國價值觀念的深化。

設(shè)計意圖：立德樹人在生物學(xué)科教學(xué)中的指向，包括健康的生活理念和正確的價值觀。在已有的知識和生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，借助糖尿病患者癥狀的原因分析，引導(dǎo)學(xué)生將穩(wěn)態(tài)與平衡觀運用于生活、服務(wù)于生活。

結(jié)束語

深度學(xué)習(xí)不是機械的教學(xué)方法，而是教師在課堂中進(jìn)行有效性教學(xué)的多元化途徑，教師可根據(jù)教材和學(xué)情，靈活選擇深度學(xué)習(xí)發(fā)生的機制催生深度學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生的共同基礎(chǔ)和多元發(fā)展需求。[3]本節(jié)課以低血糖為切入點引出血糖調(diào)節(jié)，教師通過知識有機整合引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建血糖平衡調(diào)節(jié)概念模型，利用模型變式實現(xiàn)重要概念的再加工，以情境為載體將生物學(xué)知識遷移自我評價水平中，以實現(xiàn)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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