基于深度教学培养学生核心素养的教学策略探讨

唐 远

（广东实验中学 广东广州 510055）

“核心素养为宗旨”是《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的重要理念。学科核心素养是学科育人价值的集中体现。教师在课堂上不仅要关注学科知识，更要结合具体的教学主题和教学内容，促使学生通过思维活动来实现对知识的理解以及对知识背后的意义和思想的获得，从而发展学生的学科核心素养。从我国新一轮基础教育课程改革开始至今，课堂教学改革仍存在表层学习、表面学习和表演学习的现象。深度教学是针对解决浅层教学弊端所提出的一种新的教育理念。在内容上，它强调知识、逻辑和意义教学统一；在过程上，它着重学生学习过程对知识的主动建构和意义的持续生成。下面将结合深度教学过程的不同阶段，探讨逐层深化知识结构、逻辑架构和思想体系以培育学生学科核心素养的教学策略。

1 还原知识产生背景，寻找深度教学突破口

学科知识包含符号知识、思想和方法知识、意义和价值知识。其中，符号知识可以理解为结果性知识，思想和方法知识、意义和价值知识属于过程性知识。学科知识产生过程是科学家运用科学思维、反复猜想、推理和验证、得出结论的过程。教学只有涉及到过程性知识，才能使教学过程体现出一定的难度和深度。因此，教师还原知识产生的背景，可以帮助学生搭建从经验到学科知识的桥梁，实现更全面透彻地理解学科知识及发展学科核心素养的目标。

在“减数分裂”内容中，学生需要借助科学史来理解不少过程性知识，才能深度掌握减数分裂的过程和意义。例如，精原细胞转化为精子的过程需要复制几次和分裂几次才能实现染色体数目减半的目标？学生利用排列组合知识及科学思维，可以对此提出多种猜想。其中，复制与否成为判断各种猜想真伪的重要指标。教师通过呈现科学家利用DNA复制阻断剂处理精原细胞的实验过程及结果，为验证猜想提供证据。又如，在减数分裂Ⅰ的前期，初级精母细胞染色体发生什么变化？学生通过观察、比较百合花有丝分裂中期和减数分裂Ⅰ中期的实物图，发现减数分裂Ⅰ中期染色体数目减半。教师提出问题：那么，减半的染色体去哪里了呢？学生从减数分裂Ⅰ后期的实物图中发现染色体数目恢复了，于是猜测减数分裂Ⅰ中期染色体两两结合了。教师追问：那么，两两结合是发生在同源染色体之间还是父方或母方各自的染色体之间？教师提供“一粒小麦”（2n=14）染色体的示意图和减数分裂I前期的实物图，让学生观察分析。学生发现该物种的非同源染色体大小差异很大，并且减数分裂Ⅰ前期只有7个染色体形成的“结构”，因此认为减数分裂Ⅰ前期同源染色体配对。这为讨论同源色体联会的意义做好铺垫。再如，教师提出问题：同源染色体分离后是否随机移向两极？然后，提供Sutton发现的雄性“笨蝗”（2n=23）的染色体示意图。学生观察，发现它只有一条性染色体X并且有一对同源染色体大小不同。教师引导学生分析“若非同源染色体自由组合，X染色体与这对同源染色体会形成几种组合”。经过学生小组讨论后，教师提供Carother使用笨蝗观察统计X染色体与该相异染色体组合比例的相关资料，用于验证学生的推测。教师把结果性知识恢复到它所被抽象出来的原始经验，使学生回到知识产生的起点，让学生依据经验和观察结果提出合理猜想。然后，引导学生结合科学家实验证据或自行设计实施实验来判断猜想的合理性，从而逐步构建学科知识体系，实现培育学生科学思维和科学探究素养的目标。

2 沉浸科学探究过程，让深度教学真实发生

学生的学习经历是其进入科学知识体系的重要途径。在深度教学理念指导下，教师引导学生经历知识生产过程的教学，不是简单的知识传递过程，也不是学生脱离学科知识随意建构的过程，而是主动探寻和思考“符号知识”蕴含的思想和方法等，自主吸取学科知识生产过程中蕴藏的养分，是学生自主学习、合作和发现的探究过程。学生逐步学会像科学家一样思考，使探究学习成为促使其核心素养发展的动力。

通过对“生长素的发现过程”的学习，学生已经了解植物向光生长的原因。教师提出问题：生长素只能促进植物生长吗？教师组织学生观察种子萌发后根的生长方向。学生发现放在竖立的培养皿里的绿豆种子的根向地生长，于是猜测：若把竖立的培养皿90°旋转后继续培育，过几天后根如何生长？有的学生根据生长素起促进作用的前概念推测根背地生长；有的学生根据根具有吸收土壤水分和无机盐的功能推测根应继续向地生长。教师提问：哪种推测符合事实？教师展示兴趣小组的实验结果，学生发现根依旧保持向地生长。教师追问：该现象背后隐藏着“生长素生理作用”的什么秘密呢？教师引导学生对生长素的作用特点做出推测，组织学生以小组为单位探究不同浓度的生长素类调节剂对富贵竹生根的影响，以期找到支持的证据。通过小组合作实验探索，学生生成了生长素具有两重性的结果性知识。

在应用生长素作用特点解决现实生活问题中，教师布置学生课前完成对学校玉兰树树冠测量及用照片记录树形的任务。在调查过程中，学生发现，树冠大的玉兰树虽然分支多但主干会相对短。教师提供顶芽发育成植株主干，侧芽发育成侧枝，顶芽和侧芽都能产生生长素的知识背景资料以及校园园丁对玉兰树打顶的工作记录。学生结合教师提供的资料，通过逻辑推理，得出猜想：顶芽生长素浓度低，优先生长；侧芽由于接受了顶芽运输过来的生长素，导致生长素浓度高，从而抑制生长。教师组织各学生小组设计实验对猜想进行验证，引导小组之间对实验设计相互点评和提出修改建议；然后，展示兴趣小组利用黄豆植株实施去除顶芽和去除顶芽后添加含生长素类似物琼脂块的实验结果，用于验证猜想；最后，班级向学校提交对校园篮球场旁树木去顶从而增加运动舒适度的建议。教师利用实验和生活情境，引导学生对“生长素的生理作用”这一核心问题展开探讨。学生通过小组合作科学探究，活化了猜想和假设、评估和解释的高阶思维，体验了学科知识产生过程，促使自主建构知识，通过应用已有知识解决新问题，实现了学科思想和方法的挖掘，培育了关键能力。

3 经验知识双重转化，使深度教学有效实施

每位学生都会有自己的经验。这些经验可能来自日常生活的积累，也可能是将以往习得的知识在生活中实践而获得。从心理学的层面来说，学生需要经历从经验到知识、从知识到经验的两次反转才能把知识转化为素养。深度教学以情境为抓手唤醒或改造以往经验，以探索情境背后蕴藏的科学道理为脚手架，引领学生从现象理解走入本质理解，再走向思想和方法的理解，从而实现从经验到知识的转化，以运用学会的知识解决复杂问题为支架推动学生将知识再转化为经验，形成便于迁移的经验整体，以解决实践中的挑战性问题。

在“人类红绿色盲遗传病的遗传方式”探索中，学生从医院调查获得的数据中发现红绿色盲男性患者远多于女性患者，白化病男性患者与女性患者数量相当。他们会产生疑惑：为何两者在群体中发病情况存在不同表现？它们的遗传方式有何差异？学生通过前面的学习已经知道白化病的致病基因位于常染色体上，推测：红绿色盲致病基因可能位于X染色体上、Y染色体上、XY染色体上或者线粒体DNA上。参考摩尔根发现果蝇红眼基因位于X染色体上的实验设计，学生打算通过实验来寻找答案。但他们很快意识到研究人类的遗传规律不能采用动物杂交实验的方法。在教师提示下，学生尝试从患者家庭中寻找特殊的婚配情况并画出家族系谱图进行分析。同时，教师提供“眼科医生赫纳发现女色盲（丈夫正常）的儿子全部表现为色盲”的资料。

经过分析综合，学生认为红绿色盲致病基因位于X染色体上。接着，教师提供“女色盲（丈夫正常）后代罕见出现女性患病或男性正常”的补充资料，并提出“该补充资料是否能推翻刚才的结论”的疑问。学生开始考量不同证据间的可信度和关联度。经过讨论分析，学生认为后代“异常”的表型可能是由基因突变、环境等因素导致的，不能推翻该假说。同时，学生也意识到通过表型来指示基因可能会存在一定的偏差，认为分子层面的检测结果才是有力的证据。学生迁移应用红绿色盲遗传规律的研究方法，找出抗维生素D佝偻病和外耳道多毛症的遗传特点。最后，学生归纳综合三种遗传病的遗传规律相同之处，生成伴性遗传概念。

通过“两次倒转”的深度学习教学活动机制，学生运用已有的经验参加学科知识的发现过程，实现了已有经验的科学化和系统化，应用新的科学方法解决新的问题，生成概念和萌发观念，实现从知识到素养的最终转化。

本节课经过再现科学史，实现学生经验与人类探索经验相结合，推动学生打开学科结果性和过程性知识的学习大门。学生经历科学探究，学会针对真实情境提出有价值可探究的科学问题，懂得通过自主合作推进探究方案实施，运用高阶思维对实验结果进行分析，从而踏上完善学科知识体系的道路。通过经验知识多次转化，学生逐步掌握把经验和知识建立结构性关联，丰富认识世界的方式，实现学科知识转化为核心素养，最终促使学生获得学科知识的成果。

深度教学能促使学生构建系统化的知识结构、建立学科必备的思维方式、形成基本的学科思想，培育应用知识、方法和思想去解决具体问题的关键能力和学科经验，从而使生命观念、科学思维、科学探究和社会责任相互交融的核心素养得以真正落地。再现科学史、经历自主合作探究和知识经验转化是实施深度教学的可行策略。教师可通过这些教学策略让学生学习结果结构化、核心素养外显化，提升课堂教育涵养，实现全面发展的育人目标。