深度学习视域下的高三生物复习例谈

潘海芳

摘   要：以深度学习理念作为指导，围绕巧设问题情境、善用模型构建、挖掘科学史三个方面，以具体事例阐述了在高三生物复习课堂实施深度学习的教学策略。

关键词：高三生物复习;深度学习;问题情境;模型构建;科学史

1  深度学习的内涵

学习者在阅读过程中获取加工信息的方式不同，存在浅层和深度的区别，据此，美国学者马顿和塞尔乔首次提出浅层学习和深度学习的概念[ 1 ]。国内学者何玲和黎加厚提出，深度学习是指在理解的基础上，学习者能够批判地学习新知识，并将其整合到原有的认知结构中，构建新的知识网络，通过知识迁移解决新情境下的问题[ 2 ]。因此，深度学习追求的是高水平思维的能力，包括获取信息能力、理解能力、综合运用能力，这也正是新形势下的高考对学生提出的能力要求。在高三生物复习中，教师只有引导学生学会深度学习，帮助学生整合基础知识、深化学科思维、提升综合能力、发展核心素养，才能真正实现学科育人的最终目的。下面以高三复习课堂中的教学片断为例，浅谈深度学习的实施和效果。

2  深度学习的实施策略

2.1  巧设问题情境，激发深度学习

现代认知心理学认为，思维的本质源于问题情境，没有问题就无以思维。在一次高三生物二轮复习课上，教师已经引导学生复习了“生态系统”的相关知识，紧接着设置了一个问题情境：为了发展生态经济，请你利用所学的生态相关知识，给种植果园的朋友提出一些有效且实用的措施并说明原理。学生调动刚复习过“生态学”知识，将自己置身于新情境下，用“农场主”的身份尝试提出了许多令人称赞的措施。

（1）为果园除草除虫，调整能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分。

（2）在果园中施放浓度较高的性引诱剂，干扰害虫的交尾，降低害虫的出生率。

（3）利用模拟的动物信息（如能够产生与蜜蜂跳圆圈舞和摆尾舞相同的频率或声音的电子仪器）吸引传粉昆虫，提高果树的传粉效率和结实率。

（4）利用音响设备发出的信号诱捕或驱赶某些有害动物，使其结群或远离果园。

（5）果园养鸡，鸡可以吃害虫，减少害虫对果树的破坏，同时获得更多的产品，提高果园生态系统的稳定性。鸡粪还可以为果树提供有机肥，有利于果树的生长等等。

接着教师趁热打铁：为了提高果园的产量和质量，请你利用其他生物学知识（除了生态学知识）提出一些有效且实用的措施。这一问题初步实现了不同章节之间的联系。学生能够联系到可以通过合理灌溉、增施有机肥、合理密植、间作套种、轮作等措施来促进果树的生长;利用植物生长调节剂调节果树生长和发育进程;通过杂交育种、多倍体育种、基因工程育种等多途径育种方式改良果树品种，提高果实的品质和产量。一个问题情境，贯穿一堂课的始终，学生的知识储备被充分调动起来，运用所学知识解决实际问题的能力得到充分的提升。在回答这类开放性的问题中，学生既有独立思考的过程，又能听到同伴的答案，彼此相互质疑，相互补充，在思维的火花碰撞中，学生的思维能力得到多方面的提升，对所学概念及知识有了更加深刻的理解，合作学习的能力也得到充分的发展。

2.2  善用模型构建，驱动深度学习

在课堂上，教师引导学生从下面的材料中提取信息，构建模型。

材料一：摘除大鼠的垂体，甲状腺将萎缩，甲状腺激素显著减少;如果给该大鼠注射垂体的提取物，可以部分地恢复甲状腺的大小。如果向动物静脉注射下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素（TRH），可增加垂体分泌促甲状腺激素（TSH）的量。进一步实验发现，将实验动物下丘脑中分泌TRH的区域损毁，或向该动物的垂体中注射微量的甲状腺激素后，血液中的TSH水平会明显降低。

材料二：运动员从听到枪响到做出起跑的反应，完成一系列活动。但一位运动员突然出现脸部、手臂及腿部麻木等症状，随后上下肢都不能运动。后经医生检查，发现他的脊髓、脊神经等正常，四肢也没有任何损伤，但是脑部有血管阻塞，使得大脑某区出现了损伤。这类现象稱为脑卒中，脑卒中现象在我国老年人之中非常普遍。

材料三：人在乘坐过山车或者受到惊吓等紧急情况下，肾上腺素的分泌会增多，人表现出警觉性提高、呼吸加快、心率加速、血压升高等应激反应。有研究表明，人如果长期处于紧张、焦虑的状态，免疫力也会下降。

如果材料一、二、三中涉及的生命活动都能用如图1所示的模型概括，那么在每个材料中a/b/c/d/e分别代表什么？针对不同的情况，每个模型需要怎样的修正？

图1  生命活动的通用模型

材料一学生比较容易构建出下丘脑-垂体-甲状腺的分级调节和反馈调节的模型。材料二学生能够构建出位于大脑的高级中枢对位于脊髓的低级中枢的调控模型，同时由于提到了老年人脑卒中现象比较普遍，也能引导学生关注家里的老年人，养成健康的饮食习惯。材料三的模型构建能够让学生关注神经调节和体液调节的关系，体液调节可以看作神经调节的一个环节，而激素又会影响神经系统的功能。同时也让学生关注到激素对免疫调节的影响，有利于他们形成健康的生活方式，保持良好的心态。学生通过对不同情境的思考加工、修正整合，构建符合自己认知的生物学模型。通过对模型构建和完善，学生对知识点之间的联系更加清晰，对概念的理解更加深刻，生命观念、理性思维和社会责任等多方面的核心素养得以发展。

2.3  挖掘科学史，深化深度学习

果蝇是摩尔根的好朋友，摩尔根和果蝇的故事成为科学史上的一段佳话。摩尔根的果蝇杂交实验是科学史上非常经典的遗传学实验，红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，F1全是红眼果蝇。F1的雌雄果蝇随机交配，F2果蝇中红眼∶白眼=3∶1，但是白眼全是雄性。也正是这一特殊的现象，成为摩尔根发现伴性遗传的突破口。摩尔根的测交实验中，白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的杂交实验是最有说服力的，这个实验最终证明了控制果蝇眼色的基因在X染色体上。2016年的全国I卷中遗传题考查的两个实验恰恰就是摩尔根的F1果蝇杂交实验和他最有说服力的果蝇测交实验。摩尔根的这两个杂交实验，在遗传题的解答中，具有非常广泛的应用。但凡要探究基因位于常染色体上还是X染色体上，首先要考虑的就是摩尔根的这两个杂交实验。因此，教师在教学过程中，应当充分挖掘科学史的内容，引领学生体验科学家的实验探究过程，领悟科学家的科学思维和科学方法，从而发展自己的批判性思维和科学思维，提高自身知识迁移能力和解决实际问题的能力。

3  结束语

相对于“浅层学习”，深度学习更加注重的是学生高水平思维能力的培养，注重的是学生知识迁移和解决问题的能力。作为教师，希望自己的学生在学习了生物学知识后，不管今后是否从事与生物学相关的工作，都能够用生物学的眼光去珍爱生命，关爱他人，做到与自然的和谐相处，能够在新情境下运用生物学知识解决生产和生活实际中有关生物的问题。在高三生物的复习课堂，引导学生深度学习，既是实施高三复习高效课堂的有效策略，又是培养学生核心素养、促进学生终身发展的重要途径。

参考文献：

[1] 胡有红，高勅.基于深度学习的高三生物学复习策略[J].中学生物学，2020， 36（2）：15-17.

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