基于深度学习的高中生物学概念教学策略

周静

摘 要：文章基于对学生深度学习特点的把握，探讨分析了立足于生物学学科核心素养的要求，在高中生物学概念教学中应用情境教学法、问题导学法与任务驱动法，促使学生实现深度学习。旨在通过对学生生物学概念建构方式与学习方式的合理革新与科学优化，切实提升学生学习质量，帮助学生树立正确的生命观。

关键词：深度学习；高中生物；概念教学；核心素养

生物学概念泛指生物学学科中的重要理论知识，主要包含生物学原理、生物学规律、生物学模型，以及能够解释生物学相关事件及现象的思想方法等。在学科核心素养视域下的高中生物学课程教学中，生物学概念的学习直接影响着学生正确生命观念的形成与科学思维能力的进阶。因此，可将生物学概念的建构喻为推动学生生物学科核心素养发展的基石。基于这一认识，文章以促进学生深度学习生物学概念为目的，结合典型课例对行之有效的生物学课程教学策略展开分析。

一、创设多元概念教学情境，激活原有认知，增强学习动机

深度学习是相对浅表学习所提出的現代学习理念，可从学习状态与方式两个层面上对其进行精准定义[1]。从学习状态上来看，深度学习是更加关注与重视学生对学习活动的高度参与和全面投入的学习理论；从学习方式上来看，深度学习是学生主动学习、自主探究与终身学习的集中表现。因此，在核心素养视域下的高中生物学概念教学中，促使学生真正实现深度学习，教师要充分意识到激发学生学习兴趣、学习动机与学生深度学习发生的必要性与关键性。

但是，由于生物学概念多源于对现实世界中生命现象、生物活动规律和相互关系及特性的抽象，相较于生物探究、生物实验与综合实践具有较强的抽象性、理论性与单调性，这就使得绝大多数的高中生在学习生物学概念、建构生物学理论知识的过程中往往会存在较大的困难，这不仅严重制约着学生有意义学习、深度学习的实现，也会给教师贯彻落实培养学生学科核心素养带来较大障碍。对此，教师在具体的课程教学实践中，可积极运用与开发情境教学法在活跃学生学习情绪、调整学生学习状态、丰富学生学习体验等方面的独特优势，通过为学生创设多元多彩生物学概念教学情境的方式来降低生物学概念的枯燥性与乏味性，达到激活学生原有认知经验，唤起学生学习动机，提高学生自主学习的高效教学效果。

例如，在人教版高中生物必修1《分子与细胞》的《细胞是生命活动的基本单位》一课教学中，引导学生建构与生命系统结构层次、细胞学说内容和发展有关的生物学概念时，教师可以培养学生生物学习兴趣、唤起学生生物学习动机为出发点，为学生创设生活议题式、科学史话式与活动体验式的教学情境。

首先，在课程导入环节中，教师可利用多媒体电教设备为学生播放一小段“熊猫频道”的视频内容，以其中憨态可掬的国宝大熊猫吸引学生的注意力，调动学生的视听感官，提高学生的课堂参与度和投入度。在学生的目光被导学视频充分吸引后，从中抽象出与学生现实生活密切相关的教学话题“竹子是大熊猫最喜欢的食物，在纪录片与动物园中，也常能看到大熊猫津津有味地啃食竹子。虽然熊猫与竹子形态迥异，但根据生物学经验可知，二者生命活动的基本单位均是细胞，你们是否可以提供证据证实这一科学事实？”以此活跃学生的思维，驱动学生类比推理已有的生物学知识，围绕熊猫与竹子的共性展开探讨交流活动，完成对本课题的有效揭示，即细胞学说揭示了动植物有着共同的结构基础，阐明了生物界的统一性。

其次，在课中教学环节，教师可将教材中“细胞学说建立的过程”相关知识点制作成时长在6—8分钟的微课视频，让学生以观看视频的方式了解认识科学家收集科学证据证明动植物由细胞构成这一结论的过程与细胞学说的发展建立过程，实现对本课理论知识的有效吸收与充分内化。在这一基础上，教师可从上述科学史话情境中抽象出有益于扩大学生思维张力的探讨问题，如施莱登与施旺仅是观察了部分动植物的组织便得出了“所有动植物均是由细胞构成的”结论，这一结论是否可信？这对后人研究生物学有何意义？通过认识了解细胞学说的建立过程，可以把握科学发现具有哪些特点？根据“所有细胞都源于先前存在的细胞”，是否说明人体内每个细胞都有漫长的进化史？恩格斯将细胞学说、能量转化与守恒定律、达尔文进化论并列为19世纪自然科学的三大发现，结合自身对细胞学说建立过程的认知感受，分析细胞学说的地位与意义为何如此重要等，让学生在课堂中主动表达自身的学习心得，以及对细胞学说的见解认识。在促进学生思维碰撞与观点交互的同时，让学生自主完成对本课核心生物学概念“细胞学说揭示了动物和植物的统一性，阐明了生物界的统一性”的建构。

最后，在课尾探究环节中，教师可遵循“组间同质，组内异质”的分组原则划分学习小组，并指导各个学习小组围绕“细胞是基本的生命系统”这一课题，展开绘制生命系统结构层次模式图的探究活动，并在各组学生迁移运用已知完成模式图的绘制设计后，以巩固夯实学生所学生物学概念及理论知识为切入点，为学生布置如下“少而精”的随堂练习问题：

【问题一】观察人体皮肤纵切局部图与迎春叶横切局部图，尽可能地写出熟知的细胞名称及对应的功能；以表格的形式归纳梳理二者的异同；从细胞学说的角度解释人们将人体皮肤与迎春叶称为“器官”的原因。

【问题二】下列说法中与细胞学说不符的是（）

A.动植物体有共同的结构基础

B.已存在的细胞可以分裂产生新细胞

C.人体中每个细胞都能够独立完成各项生命活动

D.动物与植物均是由细胞构成的，这是生物界统一性的体现

在深度学习视域下的高中生物学概念教学中，以此方式运用情境教学法展开教学设计，不但能够让学生的生物学概念学习动机与学习兴趣在多元教学情境的催化作用下得到激励，学生在围绕各个教学情境所反馈的主题与课题展开思考、分析与探究等综合性学习活动时，其学习的主体地位与主观能动性也会因此而得到充分彰显和发挥，对应地，学生深度学习实现的可能性自然也会加大[2]。

二、设置核心概念教学问题，促进质疑批判，催动认知迁移

在理解认知的基础上，通过质疑批判、类比推理、归纳概括的高级思维活动建立新旧知识关联，是高中生在生物学课程学习中实现深度学习的重要认知表征[3]。区别于化学、物理等理科性质较突出的自然科学学科，生物学虽隶属自然科学领域，但其所涉及的范围与涵盖的领域却更为多元丰富与错综复杂，这就使得大部分高中生在学习生物学概念、建构生物学概念体系的过程中，常会因缺乏对学科逻辑主线的清晰把握与有效梳理而存在较为明显的生物学学习难点。

基于这一认识，教师在核心素养视域下以促进学生实现深度学习为目的展开教学时，便可有效利用问题导学法对学生思维定式问题的解决和惯性思考方式的突破起到积极的作用，通过向学生提出指向生物学概念合理建构、生物学学习思路厘清的核心教学问题的方式，促进学生对新知与旧知的质疑批判和迁移类比，使其在问题的启发下逐步形成能够基于生物学事实与证据进行归纳概括、演绎推理、审视论证的思维习惯与思考方式，进而在找寻新旧知识关联的过程中，建构起更为完善系统与综合全面的生物学概念知识网络。

例如，在人教版高中生物必修1《分子与细胞》中《细胞核的结构和功能》一课的教学中，教师就可在明确本课的核心生物学概念为“细胞核由核膜、染色质、核仁等结构组成；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心”后，依据高中生的认知特点与思维习惯为学生设置如下指向生物学概念有效建构的核心教学问题：

【核心教学问题一】在中学生物中，根据“克隆羊多莉”的故事，得到了遗传信息存在细胞核中，细胞核控制着生物的发育和遗传的科学事实。那么是否可将细胞核的功能简单概述为能够控制细胞的遗传？

【核心教学问题二】有人将细胞核比作细胞的“大脑”和“控制中心”，迁移运用绘制动植物细胞模式图的经验方法，分别绘制出动植物细胞的细胞核结构模式图，能否根据图例解释细胞核为细胞“控制中心”的原因？

【核心教学问题三】在同一生物体中，所有细胞的遗传信息都是一致的吗？如果一致，为什么生物体中各种细胞的形态、结构与功能各不相同？

【核心教学问题四】从克隆羊多莉、克隆牛委委与克隆猴中中、华华的实例来看，无论是从技术还是从原理的角度，克隆人都是可以成为现实的，但为什么在现今社会中国家与科学家都坚决反对克隆人？结合本课所学知识内容说说你们对克隆人的见解。

如此一来，学生便会在上述核心教学问题的催动与启发下，自发主动地从原有生物学认知出发，对细胞核的结构与功能展开多元探究与质疑批判。在分析思考【核心教学问题一】时，学生能够通过举出多个生物学实验案例与相关科学探究资料的方式，把握到细胞核的功能并非只是控制细胞的遗传，还控制着细胞的代谢；在解决处理【核心教学问题二】中，学生则能够立足细胞核功能与结构的密切联系，通过绘制动植物细胞核模式图，解构分析细胞核中核膜、核仁、染色质的作用对细胞核控制细胞代谢的功能形成深刻认知，形成完善的生物学概念，对细胞核的功能做出全面阐述；在探究研讨【核心教学问题三】时，学生便能够对“细胞既是生命体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位”这一科学事实形成高度认同，树立起正确的结构和功能观；而在围绕【核心教学问题四】对“克隆人”这一议题展开多元探讨与创意表达时，学生则会主动建立起科学·社会·伦理的关联，得到社会责任意识的增强[4]。

三、布置有效概念教学任务，强调合作探究，促成学以致用

《普通高中生物学课程标准》（2017年版2020年修订）在“课程理念”中指出，高中生物学课程要高度关注学生学习过程的实践经历，让学生通过探究性学习活动或完成工程学任务，学会用科学的观点、知识、思路与方法探讨解决现实生活中的某些问题。这与深度学习理念所强调的学以致用、知行合一有著异曲同工之妙[5]。

鉴于此，教师在深度学习视域下，引导学生建构生物学概念、学习生物学理论知识时，便可主动融合生活教育思想，将生物学概念运用与实践的教学内容编织到生物学学习任务之中，让学生在有效学习任务的驱动与促进下，自觉主动地以“自主、合作、探究”的学习方式展开科学实践活动与科学探究活动，在处理解决客观存在的现实问题时，自然完成对生物学概念的升华提炼与学以致用。

例如，在人教版高中生物必修2《遗传与进化》中《人类遗传病》一课的概念教学中，教师可在学生通过情境教学、问题导学充分掌握人类遗传病是因遗传物质改变而引起的人类疾病、认识几种常见人类遗传病类型和监测预防人类遗传病的方法后，从学生真实的社会生活入手，为学生设置如下学习任务：

【任务一】小组合作，调查每个小组成员家庭中的遗传病情况，利用“某种遗传病的发病率=某种遗传病的患者数/某种遗传病的被调查人数×

100%”公式，计算每一种遗传病的发病率。

【任务二】查阅资料，利用浏览器的搜索引擎在网络上查阅与新生儿遗传病有关的资料信息，如唐氏综合征、常见白化病、唇腭裂等，结合所整理到的资料说明产前诊断的现实意义与社会价值。

【任务三】联结职业。遗传咨询师是能够帮助咨询者深入了解基因、遗传疾病等相关问题的职业。从就业单位、主要工作、学历要求、工作意义与所具备的素质能力等多个角度上了解与遗传咨询师、基因检测有关的信息内容，并将自己代入到遗传咨询师的角色之中，对关爱遗传病患者的有效做法进行论述说明。

在以小组合作的学习方式推进上述几项学习任务的过程中，学生不仅能够对导致人类遗传病产生的缘由、预防监测人类遗传病的必要性与现实意义形成较为深刻的认识把握，其在从社会与生活实际层面上分析探讨各类与人类遗传病有关的实际话题时，科学应用意识与创新创造能力也会得到相应强化，在举一反三、触类旁通中有序地从表面学习过渡到深度学习和有意义学习。

结束语

在深度学习视域下的高中生物学概念教学中，教师可在充分把握学生深度学习特征的基础上，以激励学生生物学概念学习动机、促使学生展开高认知生物学概念学习活动、推动学生创新应用生物学概念解决相关问题为基本育人导向，将情境教学法、问题导学法与任务驱动法等教学策略融入学生的生物学概念建构过程之中，在有效变革高中生生物学习方式、调整学生生物学学习状态的同时，助推学生生物学习效率的提高与生物核心素养的提升。

参考文献

[1]杜军.基于深度学习的高中生物概念教学有效性策略分析[J].高考，2022（36）：21-23.

[2]曾年俊.深度学习视域下高中生物教学实践探讨[J].高考，2022（35）：129-131.

[3]陶欣.基于概念教学的“细胞呼吸的原理和应用”教学设计[J].中学生物学，2022，38（11）：37-40.

[4]黄岚.深度学习视域下的高中生物重要概念教学实践研究：以遗传学概念为例[J].高考，2022（19）：141-144.

[5]丘城锋.深度学习下的高中生物概念教学：以“基因频率”为例[J].中学生物学，2019，35（10）：30-31，42.