深度学习下的高中生物教学

陆卫

摘 要：生物作为高中教育重要学科之一，教师需在全新教育背景下改革和创新教学模式。深度学习是一种培养学生高阶思维以及在复杂环境中解决问题能力，强调知识与信息整合对知识批判理解，渗透于生物教学中能有效提升学生核心素养，实现预期课程目标。对此，本文则从多方面分析基于深度学习下高中生物教学策略，望给予教师教学提供参考。

关键词：高中生物;深度学习;教学策略;植物生命活动的调节

随着经济水平大幅度提升，对教育教学提出较高的要求，除了要为学生传授知识和技能，还要积极发展学生思维能力，从已有现象中发现问题，不断增强灵活运用知识分析和解决问题水平，实现全面发展。深度学习即学习者在自身已有认知结构中融入所学知识并将其迁移至复杂真实情境中解决所学问题等一系列过程。该学习模式在教育各个阶段和学科均有着显著的应用价值，基于深度学习下的高中生物教学能较好地对学生生物学科素养进行培养，并在此基础上发展多元思维能力，对学科和学生发展有着重要现实意义。

一、深度学习概述

相关研究认为，解决真实情境中产生的各种问题即学习最终落脚点。人类通过浅层学习能解决部分结构良好且相对简单问题，然而大部分社会生活问题较为瞬息万变且复杂抽象，需要花费更多的精力和时间分析和解决结构不良问题。运用深度学习并结合已有知识经验以及对不同学科知识进行综合运用，能创造性地设计出更具有实效性的解决问题方案。同时，深度学习有多种方式，无论哪种方式，其主要特征即强调学生在学习过程中所肩负的责任。学生在面对新信息、新概念、新任务时需在学习中进行合作探究与资源共享，再将已有新知与新观念建立联系并内化于已有认知结构与学习体系，提升学习质量。

二、深度学习下的高中生物教学——以植物生命活动的调节为例

（一）“植物生命活动的调节”教学目标与要点问题

该章节目标有以下方面：1.概述发现植物生长素科学探究史并引领学生提出问题和假设，感悟曲折科学探究史的同时培养学生设计和探究实验能力，认同科学研究的曲折性、科学思维严谨性及科学发展的必然性。2.概述生长素作用两重性以及列举相关案例，对生活中实例能阐述其原理，明确科学源于生活而服务于生活。3.立足以探索赤霉素发现历程及其功能研究的若干实验，展开其他激素的主要产生部位与主要作用的教学，基于同一部位分布的不同激素、同一细胞历程多种激素共同参与展开激素通过拮抗和协同、反馈等不同方式对植物生命活动所发挥的调节作用，以及在调节过程中其含量表现的一系列特征。4.举例说明生产方面广泛应用的多种植物激素类似物，对植物生长调节剂应用，建立理性的态度;进行生长素类似在促进插条生根时最佳浓度的实践探究。5.概括如重力、温度、光等因素参与植物生命活动调节，了解环境因素、基因表达、植物激素三者相互作用形成的复杂网络参与植物生命活动的调节。

通过上述目标分析明确该单元要点问题为：植物生长素科学探究历程;生长素作用两重性;六大植物激素作用以及激素间拮抗、协同等关系;六大植物激素及其类似物在生产实践领域广泛应用;重力、温度、光等对植物生命活动产生影响。

（二）“植物生命活动的调节”知识背景分析

在学生的生活实践中，植物的很多现象历历在目，然而却没有深入探讨其中蕴含的科学知识。生物教师在评估学生之前先为其布置该章节预习导学案，要求学生根据导学案完成自主学习。导学案以该章节所学知识重点和目标为基础，用科学史实研究的思维轴承为凭证，为学生自主探究学习提供相对清晰的导引，不仅能提升课前预习效果，还能淬炼学生科学思维，最后环节用所学的知识去解释生命现象，并服务于生活实践，将学以致用的生命理念渗入。让学生尝试绘制“植物生命活动的调节”概念图，要求其中涵盖方式（基因、激素、环境）、实践应用等等，丰富的图片概念能展现清晰层级关系。

（三）由类比入手，激活已有知识，淬炼思维

生物教师在教学过程中采取“辨析式”提问和“入场券”方式对学生已有知识进行激活，例如：在学习“动物与人体生命活动调节”知识后，教师引入入场券方式，即让学生回答以下问题：“大家已经知道‘植物生长素’了吗？”“除了生长素，是否还知道其他植物激素？”“对于植物激素调节还有哪些疑惑之处？”而在植物激素的作用方式及其特点的教学中展开辨析式提问：“生长素只能促进生长吗？”“不同的激素对同一细胞历程的作用一定不同吗？”激活已有知识，目的在于学习新知之前能了解学生学习程度，便于更好地调整教学方案，实现高效教学。

（四）获取“植物生命活动的调节”新知

1.立足于科学思维，建构科学思维

教材中“植物生长素”运用实验示意图呈现，整个过程相对抽象。有实验初始状态缺乏的，有实验对照组别缺乏的等等，对此，生物教师可采用让学生建构完善实验并口述相关步骤，从变量控制入手，运用对照实验设计的加减法原则，建构观察问题提出假说，设计实验验证假说的科学思维能力，培养生物学科的科学素养;针对教材中“其他植物激素”，生物教师可以从科学探究的课题入手，在一定量的实验数据以及结果分析的基础上，从激素间相互作用的方式入手把握植物激素的作用特点;针对教材中“植物生长调节剂的应用”，生物教师可借助实际生活、网络等信息获得途径入手展开，学生从资料的收集处理中，建立理性对待植物生长调节剂的观点……采用多样化的方式获取新的知识，才能在多方面的环节渗入科学思维的长远发展。

2.“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验改进

学生在导学案自主学习后已了解该如何对生长素类似物促进插条最适浓度进行探究，在遵循可操作性、直观性、真实性以及有效性等原则基础上分析实验，存在以下方面不足：其一，一般木本和草本植物生根速度相对较慢，很多情况下其生根现象并不显著，即使生根也只有3条左右。其二，选取木本、花卉植物作为实验材料会耗费较长时间，影响教学进度，尤其温度会限制实验，故而影响探究实验顺利开展。其三，直接在土壤中插条不利于直观地观察实验现象，拔出插条后则极有可能对幼根造成损坏，不仅无法正常观察，更会对实验结果准确性造成影响。针对上述情况有必要改進探究实验，随即让学生以小组形式讨论分析可采取哪些实验改进方式，经深入讨论后，有小组提出选取鳞茎大蒜为实验材料，因为大蒜在干燥条件下不会生根发芽且其根部较易和适宜浓度生长素类似物相接触后十分容易生根，最重要的是大蒜分布相对广泛，较易在市场上获得，其自身不会受温度和季节等因素影响。

（五）基于多重领域深度加工知识

深度学习最为关键的步骤之一即深入加工，也是学生深度学习的关键所在。生物教师从知识应用、分析、评价、创造等四大高阶认知领域对知识进行深入加工，不断提升学生深度学习水平。

1.探究大麦胚芽鞘的向光性

很多高中生在学习中潜意识认为教材所呈现的知识相对深入且全面，正因上述浅层学习水平造成其无法深入思考和分析，更不会创造灵感与质疑应用。对此，教师通过开展“大麦胚芽鞘向光性”探究实验，引领学生深入探究知识。

选取家用豆芽机、大麦种子、喷壶、培养皿、锡箔纸、刀片、防水眼线笔、标签纸、单孔紙盒、营养土、台灯、马克笔、直尺等材料和仪器。之后提出以下问题：“大麦胚芽鞘是否具备向光性？”“分别在哪里感受单侧光刺激部位与弯曲生长部位？”随即做出假设：“大麦胚芽鞘在生长中能向光弯曲且感受光的部位为胚芽鞘尖端，弯曲成长部位即尖端以下。”在具体操作中，运用家用豆芽机达到短期内获取大量萌发种子目的。经实验发现，两天就会产生较多超过1cm胚芽鞘，只需在探究之前2天在家用豆芽机中放入大麦种子。每组学生在自主探究期间可领会已萌发完毕的胚芽鞘并根据探究任务处理胚芽鞘，共计得出8组经处理完毕的胚芽鞘，最后将经处理的胚芽鞘放置于均匀光照或黑暗与单侧光下。通过观察实验得出以下结论：大麦胚芽鞘具有向光性特征，其中胚芽鞘尖端是感受单侧光刺激的主要部位，胚芽鞘尖端以下则是弯曲生长部位，在黑暗环境和光照条件下均可产生生长素。学生在上述探究中感受生物学家探究历程，并发现自身探究结果与预期结果存在差异，虽然这种现象不符合预期，但却在一定程度上强化了学生批判性思维，更能有效发展评价、分析以及综合等一系列高阶思维能力。

2.探究促进大蒜生根的最适萘乙酸浓度

植物生长调节剂广泛应用于生产实践，然而大部分高中生在现实生活中很少和农业生产与花卉种植扦插等接触，故而对于植物生长调节剂应用相对陌生。虽然在生活中使用经乙烯催熟香蕉以及欣赏生长素类似物处理的花卉插条，然而多数学生很少应用植物生长调节剂。对此，教师开展探究促进大蒜生根的最适萘乙酸浓度实验增强学生应用分析与动手操作能力，促使学生对生长素两重作用产生深入理解。

选取烧杯、牙签、玻璃棒、电子天平、无水乙醇、药匙、α-萘乙酸、一次性透明塑料杯、大蒜、电脑、直尺等材料和设备。提出以下问题：“促进大蒜生根最适萘乙酸浓度为多少？”并做出假设：“促进大蒜生根最适萘乙酸浓度为40ppm”。学生在深度加工知识前15d左右开始进行预实验，在预实验过程中将萘乙酸浓度梯度从低至高分别设置为0ppm，20ppm，40ppm，60ppm，80ppm，其中在60ppm和80ppm中浸泡大蒜后再放置于清水中很快出现腐烂，就没有生根迹象，故而学生将促进大蒜生根的最适萘乙酸浓度范围设置为0～50ppm。在正式实验中设置萘乙酸浓度梯度依旧为从低至高排序：5ppm，10ppm，15ppm，20ppm，25pm，30ppm，35ppm，40ppm，45ppm以及50ppm。运用浸泡法处理大蒜，即在上述11组溶液中浸泡蒜瓣18h后再取出晾干4h，通过牙签直立培育方式将蒜瓣放置装入清水的透明塑料杯中，每3d换水并对大蒜生根和发芽情况进行观察和记录。最后所得出的结论与假设不符，显示促进大蒜生根的最适萘乙酸浓度为25ppm。

结束语

现代教育重视学生学习能力和思维发展，正因如此对教学方式、理念等提出比以往更高的要求和标准。高中生物教师在新形势下需注重改革和创新教学方式，引领学生深度学习，对所学知识形成深入理解，为高效分析和解决问题奠定坚实基础。与此同时，生物教师在深度学习背景下需合理设计教学内容，充分发挥学生主体作用，促使学生在学习中实现自我发展和提升，切实提升教育教学质量。

参考文献

[1]曹冬林.驱动深度学习发生的高中生物学教学探索[J].生物学教学，2019，044（1）：8-9.

[2]盛京京，周先叶.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[J].中学生物学，2019，035（1）：5-7.

[3]陈文书.深度学习理论支撑下高中生物课堂科学思维的培养[J].试题与研究：教学论坛，2019（9）：0155-0155.

[4]李超雪，于焕梅，吴洁.基于情境教学引领高中生物学深度学习[J].教育界，2020，（2）：29-30.

[5]王丙全.基于深度学习的高中生物真实情境的创设[J].文理导航，2021（2020-20）：69-69.

[6]窦越.学习工具：深度学习高中生物核心概念的思维助手[J].中学课程资源，2019，146（8）：68-69.

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