基于深度学习的“GVA”生物教学模式思考与案例分析

摘 要：近年來，初中新课程在引领基础教育改革的基础上对教学提出了新的要求，基于深度学习的“GVA”教学模式是在生本能动的课堂中，教师通过问题引导学生大胆地猜想、鼓励学生通过各种方法进行求证，让学生在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新思想和分析事实，将它们融入原有的认知结构中，培养学生的深层学习能力和思维能力，让学生成为课堂的主体，从而培养学生的生物学科素养，让生物课堂成为有生命的课堂。

关键词：高中生物;深度学习;“GVA”教学模式

深度学习（Deep Learning）：是在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新思想和分析事实，将它们融入原有的认知结构中，并在众多思想之间进行联系，能将已有知识迁移到新的情境中，作出决策和解决问题的学习。

深度学习的课堂是发展性课堂，更加关注学习过程而非结果，强调知识建构而非片面的知识难度。深度学习需要学生的真正参与，是师生共同构建的学习共同体。

“GVA”教学模式：

G—为英文guss（猜想）的缩写，在生本能动的课堂下，教师提出课堂中的问题，学生根据已有的认知结构或已有的事实，在个人经验、感觉、情感等其他非智力因素的影响下，从而推测出某些结果的过程。常用的合情猜想形式可总结为归纳推理、类比推理、经验猜想与特殊化猜想等四种形式。

通过合理的猜想训练可以培养学生的空间想象能力和逻辑思维能力，同时通过合情猜想能力的培养也可以让学生成为学习的主人，可以使创新意识和创造思维的培养落到实处。

V—为英文verification（求证）的缩写，由于猜想都是对事物的现象和规律的推测，尚未达到确切可靠的认识，因而有待于进一步通过科学的生物实验、合理的推理以及现有的知识结构体系等各种探究活动加以检验或证实。既要“大胆猜测”，又要“严格论证”，这样对培养学生的创新意识和严谨的科学态度大有裨益。

A—为英文application（应用）的缩写，初中生物学科是与生活联系最为密切的一门学科，将所学到的生物学知识充分应用到生活中去，让学生感受到生活中处处有生物知识，“生活即生物”从而培养学生健康的生活方式。

下面笔者以“细胞通过分裂产生新细胞”为例，浅谈基于深度学习的“GVA”生物教学模式的运用。

“细胞通过分裂产生新细胞”是初高中衔接中较为紧密的一节，涉及细胞分裂过程以及分裂过程中染色体和DNA变化两个主要内容，同时本节课也是本章中第二节“动物体的结构层次”和第三节“植物体的结构层次”的基础。教师教学指导用书对这一内容提出的教学目标是：

1. 描述细胞分裂的基本过程;

2. 说出生物体的细胞数目是通过细胞分裂不断增加的;

3. 说出染色体在细胞分裂前先进行复制，之后均分为完全相同的两份进入两个新细胞中。

其中，细胞分裂的基本过程是本节内容的教学重点，细胞分裂过程中染色体变化的结果则是本节内容中教师应尤其关注的难点，之前学过的细胞的生活是本节课的基础。本节课中笔者没有采用传统教学中单一讲授式教学模式，而是采用了猜想—求证—应用的教学模式，让学生在已有认知结构和经验中，通过合理的猜想，并通过进一步通过科学的生物实验、合理的推理以及现有的知识结构体系等各种探究活动加以检验或证实，并将已有的生物知识在生活中加以运用，在激发学生的学习兴趣的同时，培养了学生的深度思维能力和深度学习的能力，使学生成为课堂的主体，从而落实了新课程下生物学科核心素养。

一、 抛出问题，激发猜想

（一）根据细胞生长的概念，猜想细胞能否无限长大

生物体能够由小长大离不开细胞的生长、分裂和分化，细胞生长的过程需要吸收营养物质，体积会由小变大，那么细胞能不能无限制的长大呢？遇到这类问题学生可根据自己的生活经验和已有的认知结构进行头脑风暴式的合理猜想，比如人、动物等都可以吸收营养物质由小长大，体积也相应增大，但大多数生物体长到一定大小便停止生长，同样细胞也是如此;也有的同学认为细胞不停吸收营养物质，可以无限制长大。

（二）以细胞分裂过程为基础，猜想细胞分裂过程中新形成的细胞中染色体的数目

学生通过动画配音游戏学习并了解了细胞分裂过程，通过染色体的分解图，让学生得出染色体的组成成分，最后以动物细胞有丝分裂视频，让同学观察到细胞分裂过程中变化最明显的结构是染色体，通过以上学习的积累，提出细胞分裂过程中染色体是如何变化的。假如体细胞中有两条染色体，那么新形成的细胞中染色体数目是多少呢？对于这类问题，学生可根据前面细胞分裂过程知识的学习进行大胆的猜测;有的同学会认为：细胞分裂过程中细胞核一分为二，因此细胞分裂过程中染色体也是一分为二的;有的同学认为：新形成的细胞中染色体数目是不变的。

设计意图：牛顿说过：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”猜想也是学生探究活动的重要环节，能帮助学习者明确学习的内容和方向，为制订计划，设计探究方案奠定基础。遇到问题首先要提出猜想，先让学生说出证明自己猜想的基本思维和方法，通过猜想激发出学生深度思维，使学生由浅度学习进入到深度学习，从而培养学生的逻辑思维能力和空间想象力。

二、 引导交流，合作求证

由于猜想都是对事物的现象和规律的推测，尚未达到确切可靠的认识，因而有待于进一步通过科学的生物实验、合理的推理以及现有的知识结构体系等各种探究活动加以检验或证实。

（一）以生物实验为载体，探究细胞不能无限长大的原因

细胞能否无限长大，还要通过科学的探究实验加以佐证，因此在生物兴趣小组同学的探讨下设计了如下实验：准备3cm、2cm、1cm不同大小的含酚酞的琼脂块代表细胞大小，用1 %NaOH溶液代表细胞所需要的营养物质，将不同大小琼脂块放入溶液中，过一段时间取出，观察琼脂块白色和红色部分的比例，红色部分代表细胞吸收的营养物质，白色部分代表细胞未吸收的营养物质。学生通过对实验的观察、比较和分析从而推理得出细胞不能无限长大以及其背后的原因。

設计意图：科学的探究实验是学生对猜想进行求证的重要方式，学生通过合理的实验探究，培养学生的科学思维能力和动手操作能力;学生通过对实验结果的观察和分析，在观察中能够锻炼学生自身对信息进行提炼和分析的能力，通过对实验结果的分析培养学生的分析归纳能力和深度思维的能力;既然细胞不能无限长大，那么只能通过分裂增加细胞数目来实现个体的生长，这也为下一部分内容的学习打下了基础。

（二）基于逻辑推理，证明细胞分裂过程中新形成细胞中染色体数目的变化

假如原来细胞中有2条染色体，那么细胞分裂过程中新形成的细胞中染色体数目为多少呢？对于这一问题，教师可引领学生通过进一步思考：假若一次分裂后新形成的细胞中染色体数目变为一个，那么第二次分裂后新形成的细胞中染色体数为多少呢？以此类推，教师通过逻辑推理的方式进行佐证，培养了学生的逻辑思维能力和解决问题的能力，使学生由浅度学习转为深度学习。

（三）运用类比归纳，纵深推进

学生通过观看视频和配音小游戏，对动物细胞和植物细胞分裂的过程有了清晰的认识，因此教师引导学生对两个分裂古城进行比较，通过类比归纳，从而总结出动物细胞和植物细胞分裂过程中的相同点和不同点。

设计意图：学生通过对视频的观看并对观看视频进行配音，可以充分激发学生的学习兴趣，同时也培养了学生的观察能力和提取信息的能力，通过对两个分裂过程类比和分析，培养学生逻辑思维能力和分析问题的能力。

三、 联系实际，生活化应用

《课程标准（实验稿）》强调了让学生在现实生活的背景下学习生物学。让学生将生物学的概念、原理的学习同现实生活中的问题、现象、经验联系在一起，在思考、关注和决策的过程中巩固和应用知识、促进科学思维习惯的形成、尝试解决问题的方法、激发学生学习生物学的兴趣。

最后，本节课学生通过查阅资料，进一步深入了解了癌细胞的产生及产生的原因，从而产生了对生命的敬畏，同时也对健康的生活方式，保持良好的生活习惯的重要性有了进一步的认识。

设计意图：学生学习任何知识，只靠听讲是不够的。特别是生物课程这种抽象理论课的教学，只有在理解的基础上通过适当的练习才能巩固当堂的知识。学生是否能将重要概念的内涵进行外延，还需要通过相应的生活现象来学以致用。学生在查阅资料的过程中也培养了学生搜集信息和提取信息的能力，通过对搜集资料的整理和认知，让学生将所学进行内化并融入生活的同时，也将知识应用于生活，让学生感受到生活中处处有生物知识，“生活即生物从而培养学生健康的生活方式。

作者简介：

赵新颖，山东省青岛市，青岛李沧区实验初级中学。