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高中生物学教学中学生深度学习机会的创设策略

2021-12-29崔欢欢戴国

中学生物学 2021年9期
关键词:深度学习

崔欢欢 戴国

摘要 为了促进学生的深度学习,教师需要选择合适的策略来为学生创设深度学习机会。本研究在讨论高中生物学深度学习机会特征的基础上,重点分析了高中生物学教学中学生深度学习机会的创设策略。

关键词 深度学习 深度学习机会 高中生物学教学

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

1前言

深度学习亦称深层学习,最早在1976年由马顿和赛尔乔相对于浅层学习概念而提出,并于2005年由黎加厚教授团队引入我国。深度学习因强调对学习内容积极主动的理解、联系和结构的建立、基本原理的追求、相关证据的权衡、批判反思和应用,能培养胜任21世纪工作和生活所需能力的学习者而日益受到重视,已成为了当今国际科学教育改革的主要指导思想。随着研究的深入,国内外研究者发现众多教学策略均能促进学生的深度学习,但究竟这些策略是如何促进学生深度学习的仍不十分清楚。随后,Ottmar等的研究发现,学生深度学习的促进与教师提供的深度学习机会密切相关。本研究拟基于深度学习机会的相关理论,探讨高中生物学教学中学生深度学习机会的创设策略,以为深度学习的教学实践提供参考。

2深度学习机会的创设是促进学生深度学习的关键

深度学习不能自然发生,需要促发条件。这意味着教师须选择合适的策略,创设深度学习机会以满足学生的学习需求。深度学习机会的创设是促进学生深度学习的关键,所有深度学习策略的应用本質上均是通过给学生创设深度学习机会,最终促进学生深度学习的发生,因而该领域也成为了近年国际科学教育的研究热点。Bitter等认为深度学习机会是指鼓励学生发展更高层次能力和技能的活动或互动,其将深度学习机会分为个人、人际、认知和跨领域四个一级维度,复杂问题解决、创造性思维、沟通和合作等9个二级维度。但这些机会维度较多,且与生物学科教学的联系不够紧密。根据深度学习对高中生物学学习者的能力要求,结合Bitter和Dumas等的研究结果,基于课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准,本研究将高中生在生物学课堂学习中所需的深度学习机会整理为个人、人际和认知3个领域,理解与整合知识、科学探究、创造性思考与生物学复杂问题的解决、合作、交流、与真实世界联系、接受反馈和指向深度学习的评估共7个维度的具体机会(类别和表征详见表1),并初步建立了其与高中生生物学教学策略、深度学习能力之间的关系模型(图1)。生物学教师可以依据这些内容,在高中生物学课堂中针对性为学生创设深度学习机会,促进学生的深度学习。

3创设学生深度学习机会的教学策略已有研究表明教师、学生、教学内容和学习环境等均会影响学生的深度学习,其中教师深度学习机会创设不足是主要原因。因此,高中生物学教师在实施课堂教学时,需要结合具体的教学情境,从前述高中生物学深度学习机会的类别和特征出发,尽可能地选择合适的教学策略,为学生创设深度学习的机会,促进学生深度学习的发生。

3.1聚焦高阶思维发展目标,创设深度学习的机会

教学目标是课堂教学实践的标尺,是对学习者发展的预期,引领着教学活动的发展方向。为更好地创设学生深度学习的机会,教师应转变观念,不仅要注重学生对知识的记忆与理解,还应引导学生发展运用、分析、综合、评价等高阶思维,帮助学生形成可理解、有逻辑、能运用的知识,提升合作交流技能,使学生成长为具有积极学习动机、正确价值观、能胜任21世纪工作和生活的学习者。在实际教学中,教师可基于对学习材料、学情、学习环境的前端分析,设计聚焦“运用、分析、综合、评价”等高阶思维发展的目标,并以此为标尺贯穿课堂始终,最终促进学生深度学习的发生。

3.2开展单元主题教学,提供知识的联结与整合机会单元主题教学强调基于内容的本质联系,从整体出发统筹安排教学,可以跨越教材中的章节界限、年级界限,甚至学科界限,从而形成具备学科特点的完整体系,能为学生提供知识的联结与整合机会,是当前国内深度学习教学改进项目常用的教学手段。开展单元主题教学,教师需先确定单元主题,再从单元出发进行备课,包括从单元出发分析教学内容、制定教学目标和教学过程、进行教学反思,而具体的课堂教学是在单元备课下的进一步细化。

例如,在学习《选择性必修2·生物与环境》的“生态系统”相关内容时,教师可从“结构→功能→应用”的逻辑呈现知识内容,确定“生态系统及其稳定性”为该单元的主题。然后,根据大概念、次位概念、事实概念规划教学活动,促进学生的深度学习。

3.3重视科学论证,提供批判性思维机会科学论证强调从资料到主张的论证过程,是指基于事实资料,借助证据或理由并通过严密的逻辑推理辩护主张,从而解决争议,形成最终结论的科学活动。在高中生物学教学中,教师应大胆引入科学论证,引导学生像科学家一样思考。这需要教师首先明确能提供良好论证“脚手架”的主题(如社会科学性议

题),再引导学生围绕该主题提出主张,并寻找资料(证据)辩护主张、回应挑战,从而得出令人信服的结论,促进学生思维的共享与交锋,为学生提供充分的批判性思维的机会,进而发展深度学习。

例如,在学习《必修2·遗传与进化》“DNA是主要的遗传物质”时,教师首先可带领学生回顾染色体相关知识,引导学生明确论证主题“蛋白质和DNA谁是遗传物质”;随后,回顾蛋白质和DNA相关知识,引导学生提出主张,如“DNA是遗传物质”;之后,引导学生体验科学家的探索论证过程,依次批判分析格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验,以此寻找证据辩护、修改其主张,从而得出“DNA是遗传物质”;最后,引导学生批判质疑“只有DNA是遗传物质吗”,并引导学生寻找证据完善主张,得出结论“DNA是主要的遗传物质”。

3.4积极开展科学工程实践,提供参与科学实践机会深度学习强调学生是学习的主体,需要动手与动脑双重参与学习活动,注重“做中学”。近年来倡导的科学工程实践建议“让学生像科学家一样去研究,像工程师一样去设计制造系统”,是实现学生深度学习的重要途径之一。因而,高中生物学教师有必要积极开展科学工程实践,为学生提供参与科学实践的机会,使其体验生物学研究的基本过程,帮助学生真正深入地理解生物学概念的内涵,进而利用这些概念解释生物学现象、解决生物学问题。科学工程实践的基本步骤通常包括8个环节:提出与明确问题,开发与使用模型,计划和实施调查,分析和解释数据,运用数学计算思维,设计解决方案,用证据阐明观点,获得、评价和交流信息。实施中,教师可根据学情与学习内容,做出合理的调整。

例如,在学习选择性必修2“生态系统的结构”时,教师可动员学生设计制作“生态瓶”,以此建构生态系统的结构模型。具体而言,学生需明确问题“生态系统的必要组成成分有哪些”,设计制作含有不同成分的“生态瓶”,通过观察评估不同“生态瓶”的环境,进而论证生态系统的组成成分,最终基于证据,建构生态系统的结构模型。另外,开展科学工程实践时,教师不仅要关注在课堂教学中引导学生体验科学探究的过程,还应鼓励学生走出课堂,如开展生物模型制作比赛、开展研学活动、参观校外实践基地等。

3.5重视问题情境的创设,提供复杂问题的解决机会问题解决属于较高层次的认知水平,学生在建构知识内核的过程中需运用分析、综合、评价、创造等高阶思维方式,能加深对知识的理解,实现思维的高度提升,最终实现深度学习。在教学中,教师应重视问题情境的创设,给学生提供解决复杂问题的机会,引导学生在发现问题、解决问题中学习新知,并在解决现实新情境的问题中运用与巩固新知,建立学生与真实世界的联系,帮助学生了解世界、认清自己的社会责任、迁移创新解决实际问题。

例如,在学习“细胞膜的结构与功能”时,教师可引导学生通过解决“细胞膜有哪些主要功能?包含哪些成分?具有怎样的结构”等问题,帮助学生利用高阶思维参与新知建构过程,并通过创设“农业中种子的选育”“医学中脂质体药物的研发”等问题情境,引导学生批判思考、巩固所学知识并迁移解决实际问题。

3.6建立课堂学习共同体,提供交流与合作机会

交流与合作是实现深度学习的重要手段,而课堂学习共同体是由学生和教师共同组成的关系网络和学习型团体。教师鼓励团体成员相互对话、交流、协商、互助与合作,能为学生提供交流与合作的机会,有利于学生建立积极的人际关系,增强对学习和学习环境的认同,从而激发学生的内在学习兴趣,促进深度学习。教师可通过组建学习小组、营造平等和谐的学习氛围、鼓励小组合作等措施来建立课堂学习共同体。

具体来说,教师可先根据学生的学习能力和特点,均匀分配小组成员,组建学习小组,以充分发挥同伴互助的力量。在教学中,营造平等和谐的学习氛围,尊重學生的差异,认真倾听学生的想法,鼓励学生不怕错误敢于发言。同时,教师应以学生为主体,鼓励学生参与合作,给予学生合作交流的时间,提供共同讨论的主题,让学生合作分析观点、设计方案、开展实验、检验学习、复习知识等。值得注意的是,为避免形式化的合作交流,教师所设置的合作讨论主题应适当超出学生个人的能力或精力范围。

3.7开展指向深度学习的评估,提供自我学习管理机会评价具有导向、鉴定、诊断、调控和改进的作用。

有证据表明,指向死记硬背知识的评价不利于学生的深度思考,但定期要求学生解释想法、评价信息来源等能促进学生深度学习。因而,教师在教学中应以深度学习为导向展开评价,为学生提供监控、反思等自我学习管理的机会。

具体操作中,教师需综合考虑评价主体、评价内容、评价形式等多个方面,开展指向深度学习的评价。例如,评价主体除关注教师评价外,还应充分发挥同伴评价和自我评价的作用,以帮助学生高效监控和指导自己的学习。评价内容不能只关注学生的最终成绩,还应关注学生的课堂表现、注重学生新旧知识的联系和学习方法、关注学生的真实想法。评价形式上除采用终结性评价外,也应注重开展关注学生思维参与过程的形成性评价,可通过引导学生绘制概念图、设计问题解决方案、构建结构模型、画结构图等多种操作形式鉴定和调控学生的知识掌握和运用情况。

4结语

深度学习机会的创设对学生深度学习的发生具有重要作用。本研究基于高中生物学课程标准和学科特点等,分析了学生的生物学深度学习机会的类别和特征,在此基础上结合教学案例重点探讨了深度学习机会的创设策略。后续研究应进一步从实践层面分析深度学习机会的创设策略,以为教师高效培养学

生的深度学习能力,提供实践参考。

参考文献:

[1]MARTON F,S?LJ? R.On qualitative differences in learn?ing:I—Outcome and process[J].British journal of educational psychology,1976,46(1):4-11.

[2]何玲,黎加厚.促进学生深度学习[J].现代教学,2005,(5):29-30.

[3]何晶晶,郑晓蕙.基于深度学习理论的生物学概念建构——以“基因突变和基因重组”的教学为例[J].生物学教学,2020,45(3):12-14.

[4]Ottmar E.The effects of deeper learning opportunities on student achievement:Examining differential pathways[J].Psy?chology in the Schools,2019,56(5):840-855.

[5]Dumas D,Dong Y.Development and Calibration of the Student Opportunities for Deeper Learning Instrument[J].Psy?chology in the Schools,2019,56(5):1381-1412.

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