深度学习视域下的生物教学设计——以“现代生物进化理论的由来”为例

盛京京 周先叶

（华南师范大学生命科学学院 广东广州 510631）

深度学习的概念最初由美国学者Ference Marion和Roger Salio提出的，相比浅层学习，他们认为深度学习是理解的、更高级的学习。随着近年核心素养的提出，深度学习又引起了教育界各学科研究者的高度重视。对于深度学习的研究已成为研究者在知识经济时代背景下寻求一种有效的学习方式和学习理念的途径之一。在生物学的教学设计中，融合深度学习的理念也是值得考虑的问题。

1 深度学习的内涵与原理

学习科学视域下的深度学习就是强调学习者能对重要概念知识批判性的理解，并在此基础上将知识迁移到新的情境中，做出决策和解决问题的学习过程。在这一过程中学习者不断形成应具备的，能够适应终身发展和社会发展的必备品格和关键能力。

深度学习是一种主动的、批判的学习方式，深度学习的基本原理主要体现在以下三个方面：①关注已有的前概念。学习者在学习前头脑中是带着自己关于科学世界的认识。②关注知识的整合。大量的事实性知识是学习的基础，同时要在事实性知识基础上提炼框架，能够帮助学习者实现知识间的迁移和整合，方便知识的提取和运用。③关注元认知。元认知是对认知的认知，是对自己认知过程以及调节过程的能力的再认知。元认知的教学方法可以帮助学生来自己监控和反思学习目标达成的过程来批判性的学习。

2 深度学习的一般过程

依据对深度学习的内涵及其原理的理解，为了在教学中贯彻实施深度学习的理念，笔者构建了深度学习的一般过程，如图1所示。

图1 深度学习的一般教学流程

3 教学流程

3.1 前概念分析

通过问卷调查，可以探测出学生普遍存在的前概念包括：①达尔文提出的“优胜劣汰，适者生存”是最早的生物进化观点；②生物的适应性是生物进化的结果；③生物为了适应环境而产生某种性状；④细胞具有多样性和统一性。

意图：深度学习关注前概念，学生在走进教室前，就已经有了关于生命科学的大量认知结构。这些概念可能来自生活经验，或者来自前一阶段的学习。如果，教师对学生的前概念不加以考虑，可能学生能够应试地进行背记，但是无法真正地理解。所以对于学生前概念的探测和了解是教学必不可少的环节。

3.2 确定教学目标

根据前概念分析和教材分析，可以制定如下的教学目标：

①了解拉马克的进化理论和达尔文的自然选择学说（重点）。

②在活动探究中，认同“生物都有共同祖先，生物的多样性和适应性是生物进化的结果”这一重要的生命观念（重点）。

③在批判性反思中转变“生物为了适应环境而发生改变”的进化观点，并能辩证地评价拉马克和达尔文的进化观点，形成科学思维（难点）。

3.3 唤醒前概念，联系新知识。

课堂开始，教师展示多种细胞以及细胞的共同结构，引导学生回忆多样的细胞具有统一性，从而过渡到生物具有多样性与统一性，并通过枯叶蝶的情境，让学生探讨枯叶蝶适应环境的机制。此时，大多数学生会唤醒前概念：蝴蝶为了适应环境而产生枯叶这一外观性状。

教师抓住该契机，引出与学生观点类似的拉马克进化理论，展示拉马克当时发表的文章并设置活动：学生自主合作，用拉马克的观点解释长颈鹿脖子的进化过程，进而体会拉马克的“用进废退，获得性遗传”的主要观点。

设计意图：通过前概念分析，可以发现学生头脑中已经有了一部分关于生物进化的认知。有的是不完善的，可以作为新概念学习的生长点。有的是错误的，与新概念相拮抗，是需要教师引导转变的教学难点。该部分的设计就是要充分利用学生头脑中已有的前概念作为生长点，以学生的错误概念作为课程的切入点，帮助学生对新知识在旧知识的基础上进行同化或者顺应，这也是促使深度学习发生的前提条件。

3.4 批判性的建构新知识

触及学习内容本质、追求知识的深层理解是深度学习的核心。因此学会批判性的建构新知识也是深度学习的主体目标，在课堂实施时，教师应该充分引导学生主动思考、质疑、交流、讨论，形成自我对知识的理解，建构新知序列，可采取如下的教学策略。

3.4.1 设置问题，引起反思

教师继续提问：①后天获得的性状都能够遗传给后代吗？②生物可以为了适应环境而发生改变吗？

教师利用问题引导学生批判性地理解拉马克的进化理论：虽然其否定了神创论，但是仍然存在不足，并且意识到之前的“生物是为了适应环境而产生特定性状”这一观点的错误所在。3.4.2 创设情境，积极体验

学生明确错误观点后，继续思考长颈鹿的进化机制。部分学生可以回答出达尔文自然选择说的主要观点是优胜劣汰、适者生存。教师适时提出问题：用达尔文的自然选择说观点能否来解释加拉帕戈斯岛上地多样性的形成？学生自学达尔文的自然选择说模型，并合作讨论得出合理的解释。

3.4.3 建立模型，构建知识框架

在学生通过自主学习探究了解达尔文的自然选择学说的内容后，教师可引导学生凝练语言，抽提出如图2所示的概念框架，以引导学生进一步完善关于进化动力、内因、结果等知识。

3.4.4 持续评价，及时反馈

学生深度理解知识的体现之一是能够辩证地评价知识。因此，让学生对达尔文进化观点进行评价也是必不可少的环节。在评价时，学生往往很难对达尔文的观点提出质疑。教师可以有意引导学生思考达尔文如何解释遗传与变异、研究进化时的基本单位等问题，来帮助学生认识到达尔文也存在一些局限。并将作为现代生物进化理论的切入点，帮助学生树立生物进化理论也随着科技的发展一直在进化的理念，使其形成辩证性思维。

设计意图：批判性的建构知识是深度学习的主体部分。创设活动情境进行合作探究是课堂上让学生通过互动使学习得以发生的有效学习过程，也是深度学习的必然选择。该教学设计中，设置加拉帕戈斯鸟上地雀的情境，试图帮助学生认同“生物的多样性和适应性是生物进化的结果”这一进化观点。同时，学生可以在合作交流中将自学的知识外化，并且利用元认知手段反思性地分析自己知识状态，整理自己的观点。在学习过程中，学生能够勇于批判和质疑也是课堂的重要部分。因此，教师要创设各种条件激励学生合理质疑，鼓励其做出评价，如营造轻松的氛围、设置问题支架引导学生反思等。

3.5 迁移运用，问题解决

新课内容结束后，教师提供抗生素滥用产生危害的新闻（病人咳嗽两周，期间多次自己服用抗生素，导致肺成絮状），并提问：①为什么多次服用抗生素，反倒使病情加重？②该病人体内细菌的抗药性为什么越来越强？这样可使学生在真实问题中，将知识巩固迁移。

设计意图：深度学习重视学习的迁移运用和问题解决，在这一过程中，学生将得到经验扩展、提升，将已经内化的了的知识外显化、操作化。让学生能够在新情境、新素材中运用课堂上学习的相同原理和内容，做到“举一反三”，并创造性地解决问题，这也是倡导深度学习的最终追求。

4 总结

倡导课堂上深度学习，需要教师能在教学理念到教学行为上都有所改变，能够关注学生的已有认知，教给学生生物学科中的核心知识，提供给学生解决问题的机会，进而在这样的学习过程中促进学生素养的发展。这对教师也是一个新的挑战，也是需要今后努力的方向。