[摘要] 深度學(xué)習(xí)作為落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方式，教學(xué)實踐中亟待讓其不斷沉潛。以人教版“酶的特性”一課為例，從創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生深度體驗;聚焦問題，引導(dǎo)學(xué)生深度思考;設(shè)計實驗，引導(dǎo)學(xué)生深度探究;進行實驗，解決實際問題四個維度促進學(xué)生展開真實、有效的深度學(xué)習(xí)。

[關(guān)鍵詞] 深度學(xué)習(xí);探究;情境;問題;實驗教學(xué)

深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者獲取與應(yīng)用知識體系的一種學(xué)習(xí)方式。學(xué)習(xí)者深度理解知識后，精準(zhǔn)地批判獲取的新知識，并將新知識融入自身的知識框架中，然后在思維空間中進行有效整合，建立新的知識架構(gòu)，從而有效地解決實際問題?？梢哉f，深度學(xué)習(xí)和淺層學(xué)習(xí)是兩個相對的概念，深度學(xué)習(xí)的過程實則以高階思維為主導(dǎo)，是更接近知識本質(zhì)和智慧內(nèi)核的學(xué)習(xí)方式。生物學(xué)教學(xué)中如何使學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)步入深度學(xué)習(xí)呢？現(xiàn)以人教版高中生物學(xué)“酶的特性”一課為例，探討深度學(xué)習(xí)在高中生物學(xué)課堂中的做法。

一、創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生深度體驗

課堂開始，教師展示三則實例：

白米飯含在嘴里一段時間，會有甜味，那是因為唾液腺能分泌唾液淀粉酶，將淀粉分解為麥芽糖，可是塞進牙縫里的肉絲（主要成分蛋白質(zhì)）兩天后卻依然存在。

不同消化液的pH不一樣，唾液的pH為6.2～7.4，胃液的為0.9～1.5，小腸液的為7.6，這些部位的溫度都是差不多的，而當(dāng)口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，它不再具有催化淀粉分解的功能。同樣，胃液中的胃蛋白酶進入小腸后也不能發(fā)揮正常的催化功能。

切洋蔥時會不由自主地流下眼淚，那是因為洋蔥被切開時會釋放出蒜胺酸酶，這種酶會使氨基酸轉(zhuǎn)化成次磺酸。次磺酸分子重新排列后成為硫代丙醛氧化物被釋放到空氣中，這種化學(xué)物質(zhì)接觸到眼睛后，會刺激角膜上的游離神經(jīng)末梢，引發(fā)淚腺流出淚水。如果將洋蔥浸入熱水中3分鐘后再切，或?qū)⒀笫[放在冰箱保鮮室里幾小時后再切，就可以解決這個問題。

[設(shè)計意圖]這三則實例都來源于日常生活，因此它們有利于激活學(xué)生的先期知識，便于學(xué)生將要學(xué)的新知識與目前已有的認(rèn)知建立聯(lián)系。此時學(xué)生的大腦皮層處于相對活躍狀態(tài)，非常有利于新知識的輸入與轉(zhuǎn)化。

二、聚焦問題，引導(dǎo)學(xué)生深度思考

針對上述三個實例，教師拋出以下三個問題：

為什么塞進牙縫里的肉絲兩天后依然存在？你能根據(jù)資料做出你的假設(shè)性解釋嗎？

唾液淀粉酶和胃蛋白酶分別進入胃和小腸后為什么都不能發(fā)揮正常的催化功能？你能根據(jù)資料做出你的假設(shè)性解釋嗎？

洋蔥為什么在熱水中浸泡3分鐘或冰箱冷藏幾小時可以解決辣眼睛的問題？你能根據(jù)資料做出你的假設(shè)性解釋嗎？

[設(shè)計意圖]問題的拋出進一步激發(fā)了學(xué)生的思維，學(xué)生馬上以4人為一組展開熱烈的討論。經(jīng)過討論，他們有了對上述問題的一些假設(shè)性解釋，如肉絲的主要成分是蛋白質(zhì)，口腔中只有唾液淀粉酶，它只能分解淀粉而不能分解蛋白質(zhì)，所以肉絲依然存在;胃和小腸的pH是不同的，而pH會影響酶的活性，所以唾液淀粉酶和胃蛋白酶分別進入胃和小腸后就不能發(fā)揮正常的催化功能;絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，溫度會影響酶的空間結(jié)構(gòu)而影響到酶活性，所以洋蔥在熱水中浸泡3分鐘或冰箱冷藏幾小時，蒜氨酸酶活性下降了，就不會使人辣眼睛了。在此過程中，學(xué)生運用分析、比較、概括、綜合等思維方法，對問題進行辯證、批判性探討，提出了針對問題的假設(shè)性解釋，在不知不覺中實現(xiàn)了新知識的獲取和轉(zhuǎn)化，很好地發(fā)展了學(xué)生的高階思維。

三、設(shè)計實驗，引導(dǎo)學(xué)生深度探究

在各小組得出假設(shè)性解釋的基礎(chǔ)上，教師進一步引導(dǎo)，要通過實驗來驗證假設(shè)性解釋是否科學(xué)。待研究課題：淀粉酶能催化淀粉分解，不能催化蛋白質(zhì)分解;pH會影響酶的活性;溫度會影響酶的活性。

隨后，布置如下任務(wù)：（1）自主選擇其中一個課題，進行實驗方案討論;（2）結(jié)合所給的材料選擇要研究的課題所涉及的底物和酶，并完成表格填寫。

可供選擇的底物：3%的H2O2溶液、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蛋白質(zhì)溶液、蛋白塊。可供選擇的酶：H2O2酶、淀粉酶、蛋白酶。可供選擇的檢測試劑：碘液、斐林試劑、雙縮脲試劑。

（3）進行實驗變量的分析，完成下表。

課題 自變量 因變量 無關(guān)變量

（4） 將實驗步驟以圖畫、表格或文字的形式呈現(xiàn)出來。

[設(shè)計意圖]學(xué)生先以小組為單位進行選題，然后展開討論，確定本課題應(yīng)用的底物和酶，分析本課題中存在的自變量、因變量和無關(guān)變量，最后設(shè)計實驗。并且將自己組的設(shè)計成果在班級交流展示，其他組的成員對他們的實驗設(shè)計方案進行點評和修改。

經(jīng)過互動交流，發(fā)現(xiàn)學(xué)生三個實驗設(shè)計方案中主要存在以下幾個問題：（1）進行淀粉酶能催化淀粉分解，不能催化蛋白質(zhì)分解的課題研究時，學(xué)生大多選擇淀粉酶、淀粉和蛋白質(zhì)溶液來進行，并選擇用碘液檢測淀粉是否分解，用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否分解。但討論后發(fā)現(xiàn)雙縮脲試劑不能檢測蛋白質(zhì)是否被分解，因為淀粉酶本身也是蛋白質(zhì)，也會和雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。所以應(yīng)將蛋白質(zhì)溶液改為蛋白塊來做該實驗，通過觀察蛋白塊是否消失來判斷淀粉酶對蛋白質(zhì)的作用。（2）在進行溫度會影響酶活性的實驗設(shè)計時，學(xué)生大多是先將酶和底物混合，然后再放到不同溫度的水浴中保溫。經(jīng)討論，學(xué)生發(fā)現(xiàn)一旦酶和底物混合就會發(fā)生反應(yīng)，這會影響實驗結(jié)果，所以正確的操作是先將兩種物質(zhì)分別放在同一溫度下保溫2 min再混合。（3）忽視了無關(guān)變量的處理，也沒有控制單一變量。（4）沒有設(shè)置對照實驗。最終，后兩個問題在學(xué)生的討論中得以解決。

在這樣的交流討論中，學(xué)生的辯證思維得到了進一步的發(fā)展和提升。正是在這樣的思維碰撞中，學(xué)生真切感受到了實驗設(shè)計時控制單一變量和設(shè)置對照實驗的重要性，并能應(yīng)用這些知識去解決其他實際問題。

四、進行實驗，解決實際問題

經(jīng)過師生對三個課題實驗方案的研討和修改，最后形成了科學(xué)的、可操作的實驗方案確定版。此時教師宣布：“下面大家可以按照你們設(shè)計的實驗方案，親自動手做一做實驗，看看結(jié)果到底是怎樣的?！睂W(xué)生立馬投入到緊張的實驗中，操作有條不紊，同伴之間配合默契。

[設(shè)計意圖]通過實驗，一方面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，掌握生物學(xué)實驗操作的基本技能，另一方面培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實事求是的科學(xué)精神和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。同時通過實驗，讓學(xué)生真正感知到生物學(xué)實驗的魅力和價值所在。比如通過課題（1）的實驗現(xiàn)象觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)淀粉酶確實只能分解淀粉而不能分解蛋白質(zhì)，從而得出酶具有專一性;通過課題（2）（3）的實驗現(xiàn)象觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)pH和溫度確實都會影響到酶的活性。在此實驗基礎(chǔ)上，學(xué)生還會主動提出疑問：那么pH和溫度對酶活性到底有著怎樣的具體影響呢？激發(fā)學(xué)生進行pH和溫度對酶活性影響的定量實驗。這樣學(xué)生的求知欲被進一步激發(fā)，科學(xué)探究精神得到了進一步的提升。

整節(jié)課中，學(xué)生在真實情境中深度體驗，在深度思考中提出假設(shè)，在實驗設(shè)計中深度探究，最后通過實驗真正地解決問題。在這一探究實驗過程中，學(xué)生的高階思維得到了發(fā)展，并將主動獲取的新知識進行加工并融入自身的知識框架中，遷移到實踐中，以解決實際問題。與傳統(tǒng)生物學(xué)課堂相比，深度課堂教學(xué)的有效性大為提高，學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)也得到培育。

姚麗梅? ?江蘇省太倉高級中學(xué)。