基于深度学习的初中生物学重要概念教学策略研究

淡静雅

基金项目：西安市教育科学研究“十三五”规划2017年规划课题“生物课堂教学中落实学科核心素养的实践研究”，课题编号：2017XAGU059。

“深度学习”也称深层学习，20世纪50年代，Ference Marton和Roger Saljo在《学习的本质与区别：过程与结果》一文中首次提出深度学习的概念，其内涵是指在教师的引领下，学生围绕具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。概念教学是我国基础教育阶段生物学课程的核心内容，也是深度学习的基础和载体。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》中明确提出了初中生物学课程教学中的50个重要概念。在实际教学中，静态的、孤立的、过分关注零散信息而缺乏逻辑推理的概念教学实属无奈，基于事实和逻辑的概念教学不是为了让学生记住某个专业名词或定义，而是为了帮助他们搭建生物学知识框架，完成真实情境的知识迁移，能对与生物学相关的社会议题作出正确的判断和决策。本文以人教版生物学八年级上册“真菌”一课为例，根据深度学习的特征，对真菌的深度学习方案进行了分析和设计，并基于深度学习理论对概念教学的策略进行了探究。

一、联想与结构

联想与结构是深度学习的基本特征。学生在学习课程内容前，已经具备与之相关的经验或前概念，但正确与否不确定。教师需要以学生熟知的生产、生活情境为载体，积极调取学生的前概念，将抽象的知识转化成学生能够直接操作的、感性的教学材料，帮助学生在前概念与新知识之间建立结构性关联。

真菌教学是在学生掌握了动植物和细菌的细胞结构、细菌和真菌的分布特点等相关知识的基础上展开的。由于真菌和细菌中均带“菌”字，且两者可用培养基进行培养，大部分学生常将两者混为一谈，认为真菌像细菌一样，个体微小，无法用肉眼直接观察。有些学生虽然对真菌有一定的了解，但大多集中在真菌对人类的负面影响上，对真菌在环保、食品、医药等方面发挥的积极作用了解甚少。因此，笔者将三个感性的教学材料呈现给学生：1.将拌有酵母菌的小块苹果在密闭、温暖处放置三天后，让学生闻其散发的酒味;2.将生活中常见的大型食用菌，如香菇、口蘑、木耳和银耳等展示给学生;3.在温暖、潮湿处放置橘子和馒头，让学生观察滋生的霉斑和绿毛（菌丝体）。学生通过观察、了解这些直观的感性材料，从生活中常见的现象入手，就会发现真菌既有单细胞真菌，又有多细胞真菌，在多细胞真菌中还有一些菌群的体型较大，肉眼可见。上述这些事实均会冲击学生原有的前概念，会使其产生认知上的冲突。

二、活动与体验

活动与体验是深度学习的核心特征。“活动”是指以学生为主体的主动活动;“体验”是指学生作为个体全身心投入活动时的内在体验。活动的开展需要教师基于教学目标和学情精心设计，使学生能够深度参与其中并在实践中建构知识，完成有意义的学习过程。

为了让学生从生物体的结构与功能方面认识真菌，笔者按照由简单到复杂的认知顺序组织酵母菌、霉菌和大型真菌的结构探究活动，让学生通过肉眼、放大镜和显微镜等从宏观和微观两个层面观察真菌。由于酵母菌是单细胞真菌，学生在低倍和高倍显微镜镜头下都可以观察到它们的细胞形态和结构，通过对比酵母菌与动植物和细菌的细胞结构，学生就会发现以酵母菌为代表的单细胞真菌是具有细胞核的真核生物。

关于霉菌形态结构的观察，教材中建议用长有青霉的橘子皮做实验，但考虑到青霉孢子非常轻，散落在空气中对学生的呼吸道可能造成不良影响，且用肉眼无法观察营养菌丝的结构，加之孢子是霉菌发育到一定阶段分化出的生殖细胞，橘子皮上的霉菌不一定都分化有孢子。故笔者在课前指导各小组利用PDA培养基培养霉菌，并将培养物置于显微镜下观察，学生不仅可以更清晰地观察、了解霉菌营养菌丝的形态和结构，还可以控制霉菌的生长时间，确保霉菌充分生长，从而产生大量的无性孢子。在后续的实验中，学生既能观察到营养菌丝，又能观察到无性生殖细胞——孢子。这样一来，实验内容丰富了，实验效率也提高了。此外，由于培养皿带有皿盖，可以有效防止霉菌孢子飘散到空中对学生的呼吸道健康造成不良影响。对于培养好的霉菌，学生可利用无菌解剖针，挑选少许长有孢子的菌丝，制成临时装片进行观察。

对于大型真菌的形态和结构观察，笔者选取了蘑菇作为实验材料，让学生纵向撕开蘑菇，观察其断面，并与之前探究的霉菌形态和结构进行比较，学生就会明白大型真菌的菌体也是由菌丝构成的。同时，笔者在课前安排学生制作香菇的孢子印，并让他们在课堂上进行展示交流，促使学生更加直观地了解真菌强大的繁殖能力，为他们后续的知识迁移应用作铺垫。

在探究活动中，学生通过观察总结得出：虽然酵母菌、霉菌和大型真菌的外部形态结构有较大差异，但其组成细胞都具有相同的结构。这对学生理解真菌细胞中有细胞核，真菌属于真核生物这一概念，形成生物体多样性与统一性的观点有很大帮助。此外，也能够使学生从结构上厘清真菌在“五界分类系统”中自成一界的原因。

三、本质与变式

概念学习过程中，笔者要求学生要能够抓住所学内容的本质属性，而不是单纯、零散地记忆事实性知识。否则，学生就很难理解知识的本质，很难做到举一反三。

细胞是最基本的生命系统，其生存需要物质和能量的输入与输出，根据结构与功能相适应的观点，细胞结构直接影响细胞的物质代谢和能量转换。笔者通过呈现真菌营养方式的教学资料，引导学生归纳真菌的营养方式，包括寄生、共生和腐生三个方面，使他们理解了真菌生存所需的物质与能量是来自外界的，而不是自给自足的。学生虽然在七年级学习过生态系统的相关知识，但由于自身生物学知识框架不够完善，欠缺建构知识体系的能力，他们很难在真菌与生态系统之间建立联系。因此，在课堂教学中，为了让学生更好地理解真菌营养方式的本质特征，笔者从生态系统成分的功能角度，从生态系统各成分之间最重要的关系之一——营养出发，引导学生分析真菌作为分解者在生态系统物质循环过程中发挥的重要作用，帮助学生从营养方式的角度判断某一种生物在生态系统中的功能，从而使学生掌握了知识的本质属性，实现举一反三的目的。

四、迁移与应用

迁移与应用强调学生将所学知识进行批判性吸收，并使其结构化，再迁移至新情境中转化为实践应用的能力。学生对学科知识的理解是知识迁移与应用的前提，他们可以在对真菌形态、结构、营养方式和繁殖方式等知识理解的基础上，尝试从学科本质的角度解释腐烂的原因。教师追问：为什么在温暖潮湿的环境中，水果和蔬菜更容易发霉腐烂呢？在生产生活中，能否人为地控制真菌的生长条件，达到食物保鲜的作用呢？这些问题的提出是为了让学生从真菌的营养方式出发，理解腐爛现象的发生还需要适宜的温度和湿度等外部条件。教师也可以人为控制真菌生长所需的条件，从而达到食品保鲜的目的，以解决生产生活中的实际问题。教师再次追问：仅从人类日常生活的角度来看，腐烂是不利的，若从整个生态系统的角度来看，腐烂对于人类一定是坏事吗？此问题意在培养学生的系统观念，引导学生站在生物圈的高度，将细菌和真菌等知识有机结合起来，从微生物的形态结构、繁殖特征和营养方式等方面充分思考微生物为什么能够分解生物圈中大量的动植物尸体和残体等，为什么能够促使生物圈中的物质循环和能量流动呢？在迁移与应用环节中，笔者通过联系生活实际中存在的问题，将学生的思维引向了深层学习，使其逐步建构了本节知识与其他章节相关知识间的结构联系，促进了他们知识的迁移与应用。

总之，深度学习绝不是学生的自主学习，而是强调在教师的引导下，学生在实践活动中通过观察、分析、归纳、概括、模型与建模等，根据事实依据对生物学的现象或问题进行解释，在解释与科学知识之间建立联系，构建生物学概念，形成生命观念，再运用生命观念或生物学思想认识和理解生命世界。在生物学教学过程中，培养学生的学科核心素养是深度学习的重要目标。因此，教师要在活动中有机融入生物学学科核心素养，不断激发学生学习的积极性，促进课程目标的转化与落地。

作者单位  西安市教育科学研究所