余祥富
【摘要】“深度学习”并非学习知识内容的深度与难度,而是着重关注学生的学习状态与过程,引导学生主动加工和深度理解所学知识,并不断反思,全面提高知识应用、分析、学习评价与再创造能力。文章举例浅谈了指向学生“深度学习”的高中生物学“研学课堂”的构建方案,能为高中生物教学提供参考与借鉴。
【关键词】学生;深度学习;高中生物学;研学课堂;构建方案
高中生物是一门科研性与实验价值极高的学科,传统灌输式教学法并不能有效实现新课改背景下的生物教学目标。教师应转变教学观念,协同学生构建“深度学习”的高中生物学“研学课堂”,引导学生通过深入思考、分析与合作实验深度理解所学知识,综合培养科研精神。
一、“深度学习”是高中生物课堂教学的必然选择
传统教学模式存在各种弊端,不能有效解决“生物概念繁多,难以理解,实验流程难掌握”等问题,无法延伸教学广度与深度。对此,必须顺应新课程改革理念,充分引入“深度学习”模式,全面发展学生的高阶段科研思维。教师应关注学生的生物知识基础与学习过程,针对学生的学习状况做好指导工作,引导学生主动建构生物知识框架,灵活实现知识迁移。同时,教师应定期组织学生参与生物小组实验活动,为学生打造生物研究课堂,让学生在合作实验中培养生物研究精神与合作能力,不断升华“深度学习”效果。
当前高中生物教材中涉及30个生物实验与生物学历史知识,教师应通过构建“研学课堂”来提升教学效果,与学生一起追溯生物历史,激发学生的领悟能力,指导学生做实验,高效掌握实验方法,培养学生的科学探究思维。
例如,教师在解析“豌豆杂交实验”的过程中指导学生在实验室和校内实验基地合作完成该实验,借助多媒体工具和学生一起追溯这段历史,了解生物学家孟德尔的故事,通过播放生物讲座告知学生:“孟德尔是奥地利植物学家,1843年成为奥古斯丁会修士,后来到维也纳大学学习。1856年,孟德尔在修道院的花园里工作,开始进行实验,建立了后期遗传学的基础。孟德尔选取具有明显相对性状(植株的高矮、花色的有无、荚果的形状等)的豌豆进行杂交,得出实验结论:显性性状在不同的植株和它们的后代中的出现取决于成对的遗传单位,即现在所说的基因。孟德尔的资料中新颖的见解是提出基因符合简单的统计学规律,他的理论体系被证实具有普遍性,是植物学的基本原理之一。”
在解析“胚胎学”这一概念时,教师可以为学生讲解中国生物学家童第周的故事。首先要对“胚胎学”这一概念进行初步解读,告知学生:“在显微镜尚未广泛应用和19世纪细胞生物学尚未出现之前,胚胎学只是一门以肉眼形态描述和比较形态学为基础的学科。从亚里士多德时代起,人们就开始研究‘胚胎是什么,因此有了‘胚胎预存说‘同比诸儒说‘逐渐分化说等。直到1827年,贝尔发现哺乳动物的卵,才证明胚胎渐成说的理论。德国解剖学家鲁克姆以首创青蛙卵的研究而闻名,成为胚胎学实验的创始人。童第周是中国著名胚胎学和发育生物学家,1927年毕业于上海复旦大学生物系,1934年获比利时布鲁萨尔大学哲学博士学位。1934年年底回国后,曾担任山东大学和中国科学院海洋生物研究所、动物研究所等机构的教学、科研及领导职务,并任中国科学院生物学部主任和副院长等职务。童第周证明了文昌鱼早期胚胎分裂球的发育命运有一定的可塑性,还发现文昌鱼的胚胎发育具有与脊椎动物相似的诱导作用,他曾设想通过移植细胞核来进行育种,为动物饲养提出一个新的、可能的途径。”
二、“研学课堂”是落实“深度学习”的有效手段
在生物“研学课堂”中,教师应重视促进生物模型建构与生物实验活动的有机结合,和学生一起做实验。
例如,在讲解“基因和染色体的关系”这一章知识时,教师应组织学生通过实验来观察本章重点知识减数分裂的过程,培养学生的生物实验能力。教师可以将“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”作为实验探究话题,明确实验目的,让学生通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目,加深对减数分裂过程的理解,然后和学生一起细化实验方法。本次实验步骤如下。
1.识别不同细胞。在低倍镜下观察装片,识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞。
2.识别不同时期。在低倍镜下找到减数第一分裂中期、后期的细胞和减数第二次分裂中期与后期的细胞。
3.在高倍镜下仔细观察不同分裂期染色体的形态、位置和数目。
4.实验现象是在第一次分裂中期,可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧,而不是着丝点排列在赤道板上,这是与有丝分裂相区别的地方。在减数第二次分裂中,着丝点将会排列在赤道板上,次级精母细胞中的染色体数目是正常體细胞有丝分裂同时期染色体数目的一半,且次级精母细胞中没有同源染色体。
做完实验,教师和学生一起总结实验原理,回顾本节课的重点知识,从而全面提升学生的理论知识理解能力和生物实验能力。
在开展实验“检测生物组织中的糖类”的过程中,教师应该和学生一起取材,为学生提供完善的实验设备,同时用多媒体课件为学生展示实验步骤。在该实验过程中,取材大多来自还原糖含量较高、白色或近似于白色的植物组织,通过制匀浆、纱布过滤、取样液来制备组织样液,然后将2毫升组织样液和1毫升刚配置的斐林试剂相融,发现显色反应为蓝色,接着,实施50到60摄氏度的水浴加热,发现试管中的溶液呈棕色,最后呈现砖红色沉淀。得出结论:组织样液中有可溶性还原糖。实验完毕后,教师应附注说明,告诉学生斐林试剂很不稳定,所以要将组成斐林试剂的甲液和乙液分别配置、储存,使用时将两种液体等量混合均匀后立刻投入使用。在组织样液中刚加入斐林试剂时,呈现蓝色,在加热过程中,被还原糖还原成氧化铜的液体出现砖红色沉淀,两者的混合颜色为棕色。随着氢氧化铜逐渐被还原成氧化铜,试管中最终呈现出砖红色沉淀。在鉴定还原糖的实验中,对试管中的溶液进行水溶加热时,试管底部不可触及烧杯底部,另外,试管口不要朝向自己和其他组员。
三、通过合作和展示来激发“深度学习”
合作学习不仅能够提高学生的合作能力,培养学生的团结意识,而且有助于发挥学生的主体作用,让学生之间建立平等、和谐、友好的关系;展示学习能够让学生畅所欲言,分享个人经验,提出见解与困惑,设置有价值的探究专题。在高中生物教学活动中,教师应注意通过合作与展示来激发“深度学习”,提出有价值的问题让学生合作探究,运用生物实验解决问题,展示自己的实验成果。
例如,在“鉴定脂肪”这一实验专题中,让学生合作运用花生种子来完成实验作业,每个小组五名学生,组员之间分工合作:一名学生负责采集花生种子,并浸泡去皮,通常要浸泡3到4小时;一名学生将花生种子制片,即用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片;一名学生制片,选用最薄的切片,用毛笔取放在载玻片中央;一名学生在花生子叶薄片上滴两到三滴苏丹Ⅲ染液,进行三分钟染色;另一名学生协助组员去掉浮色,完成临时切片制作。然后,小组成员共同观察,在低倍镜下找到花生子叶的最薄处,接着用高倍镜观察被染色的脂肪颗粒。该实验结论是花生种子里存在脂肪。需要注意的是,在学生做实验前,教师应做好点拨提示工作,如告诉学生:浸泡花生种子的目的是利于徒手切片,切片要薄,否则影响实验效果。此外,教师还可以鼓励学生分享实验心得,提出新的实验方法,探讨有价值的生物问题,论述该实验与所学知识的关系。这样不仅能够充分发挥学生的主体价值,激发学生的思考意识,提高学生的生物实验研究能力,而且有助于提高学生的创新再造能力,创造团结、合作、科学、和谐的生物大课堂,全面推动高中生物教育事业的持续发展。
四、结语
综上所述,在高中生物教学中融入“深度学习”理念,全面发展学生的高阶段科研思维,教师首先应全面了解所有学生的生物知识基础能力、学习态度与学习过程,针对具体状况做好分组化指导工作,同时,应定期组织学生参与生物小组实验活动,为学生打造生物研究课堂,让学生在合作实验中培养生物研究精神与合作能力,不断升华“深度学习”效果。其次,教师应重视促进生物模型建构与生物实验活动的有机结合,与学生共建生物研学课堂。另外,教师应充分采取合作与展示教学活动来激发“深度学习”,鼓励学生分享生物研究学习经验与见解。
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