基于深度学习的高中生物学TISA课堂教学模式实践探索

苏科庚

（广东广雅中学 广东广州 510160）

深度学习是当前新一轮课程改革培养学生科学思维能力的目标导向，其特征主要体现为3个转变：从学科中心向学生中心转变；从教师的教向学生的学转变；从知识技能的获得向核心素养的发展转变。深度学习旨在通过课堂教学中引导学生参与自己的学习进程和学习关系的建构，帮助学生掌握核心知识内容，培养科学思维以及解决复杂问题的能力。构建基于深度学习的高中生物学TISA课堂教学模式，正是引导学生成为深度思维的自主学习者而开展的教学实践探索。

1 TISA课堂教学模式概述

TISA课堂教学模式是指通过学习任务群（Task group of learning）、情境化设置（Immersion of situational learning）、问题链策略（Strategy chain questions）、发展性评价（Assessment based on sustainable growth）等教学策略开展的课堂教学模式。

图1 基于深度学习的“TISA课堂教学模式”

TISA课堂教学模式包含四个组成要素：

（1）学习任务群（T）：以任务为导向，通过整合学习情境、学习内容、学习方法和学习资源，引导学生实现学习与生活、内容与方法、过程与素养形成的结合。

（2）情境化设置（I）：教学中的情境化设置既能有效吸引学生学习的兴趣，又能激发学生的探究欲望。合理的情境设置还能为问题的提出与解决搭建脚手架，为学生进行科学探究奠定基础。

（3）问题链策略（S）：教学以问题为起点，并用进一步的问题来推进。问题链策略强调教学中通过环环相扣、层层递进的问题链，引导学生不断进行深度思维。

（4）发展性评价（A）：教学中要改变单一纸笔测试和过度量化的评价方式，运用多元方式进行综合性评价，进而促进学生的认识发展，提升学生的思维水平和素养能力。

TISA课堂教学模式并不是一个固定的教学模式，学习任务群、情境化设置、问题链策略以及发展性评价4个要素强调的是课堂教学中应体现的教学策略，而不是特指课堂教学的4个环节流程。可见，TISA课堂教学模式就是通过课堂教学中相关教学策略的综合运用，构建师生多元互动的深度学习范式。

2 TISA课堂教学模式在生物学教学中的应用

2.1 “学习任务群”在生物学教学中的应用

教师通过整合教材内容，设置不同的任务群，引导学生开展以主题任务为驱动的跨章节甚至是跨模块的综合性学习。

例如，在学习“基因突变”时，教师可引导学生从以下学习任务群展开学习：

①分析归纳基因突变的概念、特点、意义以及在生产实践中的应用；

②分析基因突变与基因重组的区别与联系；

③比较基因突变与染色体变异的区别；

④分析基因突变对细胞分裂和分化的影响；

⑤讨论基因突变对遗传规律的影响。

通过对学习任务群的分析，学生以“基因突变”的知识为切入点，延伸到与之相关的其他章节内容的整合理解和综合学习，丰富、深化了对“基因突变”概念的全面理解。

又如，在学习《必修1·分子与细胞》模块时，教师以“种子萌发过程的探究”为主题，引导学生围绕三大任务群——“认识种子的基本结构”“分析种子萌发过程中的生理活动”“分析种子萌发过程中的成分变化”，展开跨章节内容的学习（图2）。

图2 “种子萌发过程的探究”学习任务群

2.2 “情境化设置”在生物学教学中的应用

在生物学教学中，情境化设置的策略包括：结合科学史创设情境；结合学生的活动创设情境；通过教师的演示实验创设情境；通过列举有待解释的生活现象创设情境；利用趣闻轶事和虚构故事创设情境；结合知识实际应用的实例创设情境；由旧知识的扩展引出新问题创设情境。

例如，在学习“光合作用的原理和应用”时，为了帮助学生理解光合作用暗反应的过程，教师利用卡尔文的科学史，设置情境：卡尔文最初的实验是发现CO2固定后首先形成C3（一种三碳化合物）。那么，到底是哪类物质与CO2结合形成C3呢？按照一般的思路，要寻找一种二碳化合物。但是，大家都没有找到这样的二碳化合物。卡尔文继续设计新的实验进行探索。他用14CO2标记的小球藻进行实验，突然停止供应CO2，小球藻内含量大为增加的是一种五碳化合物。据此推测，这种五碳化合物应该就是与CO2结合的化合物。教师提出问题：卡尔文通过停止供应CO2检测小球藻内含量升高的物质来推测CO2的受体，是基于什么样的假设？

又如，在进行“染色体变异”教学时，教师以相关医学资料作为情境引导学生分析：医学资料表明，很多胎儿在未出生以前就已死亡，其中有部分胎儿在母体发育时就因自然流产而夭折。这与染色体数目变异有关：染色体以染色体组的形式成倍增加；个别染色体的增加或减少。母亲的年龄与染色体数目的变异也有关，如果母亲怀孕时的年龄超过35岁，需要进行产前诊断，如羊水检查或者基因诊断，以确定胎儿是否患有染色体异常或其他类型的遗传病。教师提出问题：观察图3，为什么母亲的年龄与21三体综合征的患病率有很大关系？有关调查还表明，近年来大多数21三体综合征婴儿是由年轻母亲生产的（表1），试分析其中可能的原因。

图3 21三体综合征患病率与母亲年龄的关系

表1 21三体综合征患病率与母亲年龄的关系

教师设置情境，使学生产生代入感，拉近学生与问题的距离，有利于激发学生的探究欲望并寻求分析解决问题的方法，进而达到理解和运用知识的目的。

2.3 “问题链策略”在生物学教学中的应用

问题链设计首先应具有情境性或冲突性，以激发学生探究的欲望；其次要有综合性，以引导学生进行深度思维；此外，还应具备良好的梯度，让学生“跳一跳摘得到”。

例如，学习“细胞的物质输入和输出”时，教师援引某道试题的示意图（图4），设置相关的问题链，引导学生讨论：

图4 物质在人工膜和生物膜中的通透性比较

①请推测甘油、CO2和O2如何通过生物膜。理由是什么？②水分子是如何进行跨膜运输的？其影响因素是什么？如果要验证水分子的跨膜运输方式，应该如何设计实验？③K+、Na+、Cl-的跨膜运输方式是什么？判断的依据和影响的因素是什么？④逆浓度运输（主动运输）所需要的能量都来自于ATP吗？

教师设置不同思维深度的问题链，引导学生深度分析和主动建构物质的跨膜运输方式，有效促进学生深刻理解所学知识。

又如，在学习“细胞的增殖”教学时，教师设置问题链，引导学生展开讨论：①细胞进入分裂期时染色质为何要转变为染色体状态？②分裂前期核膜解体、核仁消失有何意义？③在分裂前期，细胞中为什么会出现纺锤体？④在分裂末期，为什么染色体又变成染色质状态？……这些问题已不仅仅是对分裂过程的简单识记，更是对细胞分裂相关变化过程的背后原因和生理意义进行深度挖掘和分析理解。

2.4 “发展性评价”在生物学教学中的应用

发展性评价关注被评价者的主体性与评价对个体发展的建构作用，重视学生综合素养的发展，尤其是创新与探究、合作与实践等能力的发展，将量化评价方法与质性评价方法相结合，以丰富评价的方式与内容。

例如，教师在引导学生开展生物学探究实验时，设计过程性评价表（表2）对学生的实验探究能力进行评价。

表2 生物学探究性实验过程性评价表

又如，在设计“细胞器”的作业时，教师改变单纯以解题为核心的评价形式，创造性地引导学生以改编歌曲、说唱作品、诗歌创作等方式，通过自主创造和发散思维进行建构式的巩固学习，进而评价学生的思维发展情况。

学生作品1：《细胞中的内质网》（改自《外婆的澎湖湾》）——今天老师把课讲/已是第三章/没有难点可以讲/只是一片内质网/坐在课室的椅子上/一遍遍回想/也是细胞的核膜上/有着两片内质网/那是质膜拄着杖/将我手轻轻挽/踏着薄膜走向溶胶/片片的内质网/一个小泡是多肽一串/消磨许多能量/直到基体消融我俩/在合成的路上/细胞的内质网/有我许多的分泌幻想/合成，运输，蛋白，内质网/还有一个加工厂。

学生作品2：《溶酶体记》——溶酶体，形小球，母系高尔基体人氏也。行年四岁，母逐离室，即此漂零。及成立，有勇功，帝嘉其才，赐溶酶。溶者，戮也，酶者，速也。即目之利刃，拥近百水解酶，外摄蛮夷，内荡圣朝，往往军未至，敌已溃……

3 TISA课堂教学模式在教学中的挑战与反思

TISA课堂教学模式在教学实践中面临不少挑战。例如，教师在设置学习任务群时，常常涉及跨章节、跨模块，甚至是跨学科内容的学习，需要打破现有教材已有的内容体系和逻辑框架。此外，任务群的学习往往需要多个连续性课时才能完成教学，也对生物学课时的安排带来挑战。设计问题链时，如何减少低质量、低思维的问题，避免由“满堂灌”走向“满堂问”也值得反思研究。实施发展性评价时，如何建立科学合理的多元评价体系，促进学生的全面发展也需要学校和教师进一步深入探索实践。

为思维而教，为未来而教。这是高中生物学新一轮课程改革的重要方向，而学生思维能力的发展离不开课堂教学中情境的创设，离不开学习任务群的有效解决，离不开高质量问题的深入探讨，更离不开发展性评价的激励引导。唯有如此，学习才会真正发生，思维才会真正深刻，素养才能真正提升。基于深度学习的高中生物学TISA课堂教学模式的构建，不失为一种有益的探索实践。