深度学习视域下真实性情境的创设与价值最大化利用

吴久宏

摘要：阐述了基于真实性情境的创设，并立体挖掘情境的价值所在，产生任务驱动，引领学生走向深度学习，从而培养和发展学生解决真实情境中复杂、不可测问题的能力。

关键词：深度学习 真实性情境 任务驱动

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

《普通高中生物学课程标准（2017版）》明确指出：“生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格和关键能力，是学生知识、能力与价值观的综合体现。”这一核心要义的提出，呼应了现代社会对人才培养的需求——胜任人生生涯中各种不可预测的、复杂的各种变化的能力。立足课堂，基于学习者立场，精心遴选、设计真实性情境，从中挖掘有思维价值、利于学习力培养的价值问题产生任务驱动，是引发学生深度学习的重要途径。下面结合高中生物学教学中部分案例，就真实性情境的精选与价值最大化利用，谈初浅的做法与思考。

1深度学习是一种基于真实性情境的学习方式

“深度学习”是一种以学生高阶思维发展为导向的学习，关注学生知识获取的方式，强调在深度理解之上的建构与知识迁移。深度学习要求学习者必须深入理解学习情境，只有学习者在已有知识经验的基础上建构新知识并迁移到相应的情境中，才能达到深度学习。

建构主义理论的教学观指出：“情境”“协作”“会话”“意义建构”构成学习环境的四大要素，而教学中关键是创设特定情境。20世纪末，美国学习科学开发委员会编写的《人是如何学习的——大脑、心理、经验及学校》一书，也特别强调了知识建构的情境性，“认知心理学应该做出更加现实主义转变，主张以生态学的方法取代信息加工的方法，强调研究自然情境中的认知，更多地关注情境对于智能的影响”。这就要求教师一定要根据学习内容的特点、教学目标的要求、学生思维的发展状况，适时创设能够促进深度学习的课堂情境，并引导学生积极体验，最终使学生达到将所学知识与情境建立联系并实现迁移的目的。

在进行深度学习情境设计时，教师要注意情境设计的真实性，给予学生的情境应该是源自生活生产实际，让学生在解决此情境下一系列问题的过程中，感受生物学科学习的价值，学会知识迁移运用的方式，体验解决问题的喜悦。

2真实性情境的概念

情境是指事物在具体场合呈现出来的样子。“真实性情境”是以真切现实或真实事物为原型的情境，是学生的真实生活简化创设的语境、画境及多媒体呈现。情境是构建深度学习的要素之一，有意义的学习是有意图的、复杂的、是处于它所发生的情境脉络之中。

当下，依然存在着大量“假、大、空”情境充斥着课堂：缺乏科学性的虚拟情境、不切合实际的虚幻情境、没有思维含量的虚假情境……表1所示2位教师在“酶在细胞代谢中的作用”一节引入时所创设的情境。

两位执教者分别以“安徽毛豆腐”和“切洋葱导致流眼泪”作为情境，引入课题，选择的都是来自现实生活中的真场景，但是后者的情境更有利于引发学生的深度学习，才是“真实性情境”。教师甲采用的情境，仅起到引入的功能，没有起到任务驱动的作用，也不能引发学习的迁移和应用，很多学生根本就没有听说或者吃过“毛豆腐”。教师乙巧妙利用生活中原型，充分调动学生的具身认知，使学生产生探究欲望，然后再提供事实（告知是一种酶的作用）。学生的学习以“为什么会流泪一酶究竟是什么物质？一如何处理洋葱才能在切的时候少流泪？一酶的催化受哪些因素影响？”为任务驱动链，真正开始了基于情境又始终围绕情境的学习，最后解决现实情境中的真实问题。

3真实性情境素材的挖掘与立体运用

课堂教学的目的是为了促进学生的学习，助推学生的成长。教师在课堂教学中要着力构建真实的、复杂甚至是两难的情境，在情境中建构知识，在情境中实现知识的迁移和问题的解决。如何将真实场景通过教师巧妙加工成为具有助推学生深度學习的真实性情境？真实性情境素材从何而来？下面，笔者侧重于三个方面进行阐述。

3.1来源于鲜活的生产、生活实际

生物学是与生产、生活联系最为紧密的学科。人们在鲜活的实践中探索出生物学原理和结论，反过来又用这些原理和理论指导人们更好地生产、生活。教师要善于挖掘、勤于积累一些现实性的场景，将场景背后富含的价值最大化利用，让学生经历有现实价值的真实问题解决过程和社会活动，给学生提供充分展示的空间。

例如，“叶绿体中色素的提取和分离”这一实验教学时，在“提取”这一环节，为何要加入CaCO3？绝大部分教师直接“告诉”学生，让学生记住结论：防止色素被破坏。笔者在进行本实验前，引入了这样的情境：教师课前利用选材相同（鲜嫩）的原味菠菜与醋拌菠菜处理16 h的对照实验，将处理16 h后的菠菜带到课堂。然后，教师以问题链作为任务，驱动学生思考：（1）为什么加了醋的菠菜叶子变黄了？可通过互联网查阅资料探明变黄的原因。（为实验课引入加CaCo3进行认知辅垫，也培养了学生收集信息、处理信息的能力）（2）加热水煮菠菜也会发黄，这又说明了什么？（让学生联系生活，拓展知识视域）（3）工业上为防止蔬菜变色，会额外加入一种绿色的食用色素——叶绿素铜钠盐，原理是什么？（这一问题引发了学生进行深度探究，去解决新情境中的真实问题）

3.2来源于时事热点、科技前沿信息

技术推动了科学的进展，也丰富了人们对生命的认知。生物科学的研究进展、重大突破、成果表达都是一笔宝贵的情境素材。教师要将素材变为探究的学材，促进学生的自主学习、协作学习和研究性学习，主动进行意义建构。

例如，在必修2“基因的本质”这一章教学时，教师利用“科学家成功从190万年前巨猿化石中提取到遗传物质”这一时事新闻为情境主线组织教学。在“DNA是主要的遗传物质”这一节，教师先提供新闻事实：2019年11月13日出版的《自然》杂志发布了一项研究成果，中国与丹麦科学家在距今190万年的巨猿化石中成功提取到遗传物质，揭示了早己绝灭的巨猿的起源和演化过程。然后，提出探究课题：巨猿的遗传物质是什么？在学生充分进行假设、收集证据、进行推理的基础上，学习再回到教科书，教师促使学生与科学家探索遗传物质的过程进行思维的碰撞。在“DNA的分子结构”这一节时，教师设置问题：190万年前的巨猿的遗传物质DNA至今还存在，说明DNA具有什么特性？从而引出DNA分子的稳定性。教师继续追问：DNA有怎样的结构使之保持稳定性的呢？教师促进学生领悟DNA分子结构的基本骨架、氢键、碱基对等重要内容，同时渗透生命观念中的“结构与功能观”。在此基础上，教师进一步激发学生探究：如何获知190万年前的巨猿与人类的亲缘关系？从而突破了DNA分子的特异性这一难点。

诸如上述的情境素材很多，教师平时要做一个“有心人”，对真实性情境素材进行采集、遴选与归类。例如，每年的诺贝尔生理学或医学奖与高中阶段所学内容的联系、社会重大事件中折射的生物学问题，如2020年初的全民抗击新冠肺炎事件可用于“病毒专题”“体温调节”“免疫调节”“保护野生动物”等教学内容，2019年底暴发的非洲蝗灾是“食物链”“害虫防治”“种群密度”等内容的绝佳素材，澳大利亚2019年下半年起的森林大火可穿插于“生态系统的稳定性”“物质循环”“温室效应”等内容。

3.3来源于科学史料、历史记载

科学史料、歷史记载虽然是“过去时”，但其中蕴含的生物学原理、学科思想、探究方法都可以被巧妙加工成“现在进行时”，成为引领学生深度学习的真实情境的重要素材。

例如，“人类遗传病与优生”这一节学习时，笔者以“欧洲皇室血友病之谜”作为情境主线，贯穿教学始终。

教师先提供背景材料：100多年前，欧洲皇室中爆发式地出现了一种奇怪的出血病。患者全是男性，一出血就难以控制，甚至威胁生命。这种在当时被称为“出血病”的皇家病，其致病基因来自维多利亚女王。为了保持“血统纯正”，皇室家族长期通婚联姻，导致维多利亚女王的致病基因在欧洲皇室传播开去。接着，展示家族遗传系谱图（图1）。

教师以问题产生任务驱动：①己知维多利亚女王的丈夫阿尔伯特并不含有血友病的致病基因，请据此推测血友病的遗传方式。②这张遗传系谱图是如何产生的？

设计意图：在英国皇室病这个情境下，学生可以体会调查人类遗传病的一般方法，并且通过此情境了解调查人类遗传病时的注意事项。

教师升华情境，激发学生进一步探究：①若亨利与艾玲联姻，根据维多利亚女王家族的部分系谱图（图2），他们所生的孩子一定会患病吗？其后代的患病概率是多少？②18世纪，欧洲人群中正常女性是血友病携带者的概率约为1/300，若亨利不与艾玲联姻，而是迎娶一名与自己没有血缘关系的人群中的普通女子，其后代的患病概率是多少？

设计意图：学生通过亲自计算两种婚配方式后代的患病概率，能够深切地体会近亲结婚的危害，从而树立正确的婚姻观，升华“社会责任”这一生物学科核心素养。

教师追问，促进学生发散思维：如果他们来到了现代，你是医生，亨利与艾玲向你进行遗传咨询，你会给他们什么建议呢？

设计意图：这一环节是本节课的升华，是体现“学以致用”教学原则和培养学生关键能力的重要举措，旨在让学生运用所学内容解决生活中的实际问题。

总之，构建以问题解决为核心的学习情境系统，将情境的驱动力转化为问题的驱动力，在真实性情境下产生价值问题，让学生产生持续学习的兴趣与动力，养成像科学家一样思考的习惯和品质。这样的课堂才是深度学习应有的样态！