基于深度学习的高中生物概念教学有效性策略分析

杜军

摘 要：生物概念是学生生物学习的基础，是指导学生解决问题的有效手段。教师只有重视生物概念，在强化学生理解的基础上促使学生探究概念的形成过程，才能实现学生的深度学习。据调查研究显示，当今高中生对概念的理解还停留在背诵、记忆上，为了在掌握概念的基础上达到灵活应用的目的，文章结合自身的工作实践，首先简述了高中生物概念深度教学的必要性和重要性，而后分析了概念教学问题及高中生生物概念学习停留在表层的原因，并提出了概念教学要遵循的几点原则，并以《细胞呼吸原理》为例对深度学习理念指导下的生物概念教学的开展进行了深入的研究，最后对本节课的开展进行了反思，以从根本上提升生物概念教学的有效性。

关键词：深度学习；高中生物；概念教学；有效性；策略

生物概念是生物学家在对生命现象和活动观察的基础上得到的概括性的观点，包含原理、法则与模型等，是学生学习生物体系的一部分。但受到各方面因素的影响，当今的高中生对生物概念的理解还存在于浅层认知上，教师只有积极优化和调整，才能将学生的主观能动性发挥出来，才能促进学生深度学习的发生，以助力学生学科素养的发展。加强对生物概念教学的研究刻不容缓。

一、高中生物概念深度教学的必要性和重要性

（一）必要性

依照新课标提出的核心素养教学要求，需要重视学生的深度学习，唯有如此才能促使学生从对知识的记忆过渡到理解、主动建构等高阶思维上来。同时，教师还必须看到，概念是学生生物学习的基础。通过对近5年的生物高考试题总结分析与研究发现：与概念相关的试题占的分值最高，这说明对概念开展深度学习非常重要。另外，在深度学习理念指导下的生物概念学习中，教师可以让学生不断优化自身的学习状态，这有助于学生思维的拓展，学生思维的拓展又是他们探索其他内容的有力武器。

（二）重要性

1.深化学生的理解

生物概念学习有助于学生对知识的理解，在概念学习中，学生可以了解某个事物的根本属性，产生生物思维。开展概念教学，还能让学生体会到知识学习的重要性，同时还能根据已有概念认识其他概念，最终形成举一反三的能力[1]。

2.建立系统知识体系

高中生物概念知识点纷繁复杂，且各概念错综复杂，采取概念教学可以很好地避免学生学习中出现遗漏和混淆的情况，同时还帮学生建立起了系统的知识体系。在完成概念学习后，学生的短期记忆会变为长效记忆，有助于学生的总复习。

3.纠正学生的认知偏差

生物知识具有很强的抽象性、逻辑性，这难免会让学生在学习中产生理解偏差，加强概念学习完成既定的教学效果，同时纠正了学生概念的错误衔接。

二、概念教學问题及高中生生物概念学习停留在表层的原因

（一）问题

生物概念是以概括的方式对生物现象、种群本质和特征进行反应的过程，包含原理、规律和理论，同时也是一种高级思维形态。虽然我国一直在加强教学的改革与优化，但在生物概念教学中依然没有落实“以生为本”的理念，依然采取教师灌输的方式，学生处于被动学习状态，难以对概念有深入的理解，学生的学习力、综合实践力也无法得到很好的提升。因学生缺少学习的兴趣，在学习中过度依赖教师，这样就会加剧学生的厌烦情绪，影响他们的概念学习效率。加之，教师深受应试教育体制的影响，只会按部就班地遵循书本内容授课，根本没有树立单元与深度教学理念，也不能从整体上指导学生对单元知识进行建构，最终导致学生学到的知识是散乱的、无序的，降低了他们的学习效率。而且高中生面临着巨大的学习压力，难以有更多的时间对生物知识进行细致的探索，难以对生物学习有系统的认识，长此以往，会影响学生的学习成绩[2]。

（二）原因

笔者在一次生物问卷调查中了解到：20%的学生认为概念学习很难，结果不理想；60%的学生认为感觉一般；只有不到20%的学生表示概念学习很容易。关于是否可以准确地说出生物教材内的重要概念问题，只有40%左右的学生可以，超过50%的学生不能区分生物概念和现象，同样有50%左右的学生会混淆相似的概念。调查研究显示，学生的生物概念学习不理想，这也从侧面反映概念教学不深刻。本文结合自身的教学实践以及问卷调查分析，总结了如下几点原因。

1.认识不到位

经历初中生物学习，学生对一些概念形成了固化思维。学生对生物概念的原有理解与高中生物学习发生冲撞，这会对学生新知识的学习产生影响。举例来讲，谈到“细胞周期”概念时，虽然学生知道它与细胞分裂有关系，但因局限于初中生物学习，不了解两者的关系。所以在高中生物概念的学习中，教师必须帮助学生明确这一要点，并指导他们做好归纳和总结。

2.生活中的冲突

学生对生活常识的认识也是影响他们对生物概念深刻理解的一个重要因素。例如有关动物这一概念，动物这一种类指的是以有机物为食、可以感觉和运动的生物。但学生受到生活认知的影响，将可以活动的生物定义为动物，所以病毒、细菌也都在动物这一概念范围内，很明显这是错误的。

3.对比障碍

高中阶段的生物概念有很多是相似的，如“类脂”与“脂类”“纤维素”与“维生素”和“生物素”等，学生的理解停留在浅层。如若从概念区分，类脂指的是存在于生物组织内的天然大分子有机化合物，脂类指的是人体需要的营养元素之一，是人体细胞组织的一部分。两者的概念不同，所以要准确地区分，很明显在学生的学习中因学习不深入，对两者的记忆容易出现混乱，这种错误又会加大学生不深入学习的问题，造成恶性循环。

三、高中生物开展概念学习遵循的基本原则

生物教学是对生物内容基本规律的反映，教学是对知识和经验传递的过程。但这种传递并非机械化地展现与一味地灌输，而是在师生互动、沟通过程中的信息互通。这就需要教师树立起“以生为本”的原则，在概念教学中，以学生的需求为出发点采取有效的教学模式。同时，为了吸引学生的主动参与，教师还必须加强理论与实践的联系，通过指导学生的理论知识指导实践，提升学生学以致用的能力。高中生物具有一定的抽象性，教师只有将直观与抽象结合起来，才能让学生深刻地理解生物概念。直观性原则即利用学生多重感官和以往的经验，为学生提供丰富的感性资料来调动他们的学习热情，比如实物、模型、投影、多媒体等，以实现学生对生物概念的充分理解。所以，为了提升教学的直观性，教师还可以适时地引入生活案例，结合案例对生物概念进行讲解，不仅深化了学生的认识，同时有助于学生将所学的知识作用于实际生活中[3]。

四、基于深度学习的高中生物概念教学有效性策略分析

以深度学习理念为指导的生物概念学习，需要学生在理解的基础上，批判地接受新知识，并将其纳入自己原有的知识结构中来，建立起知识点间的联系，促进学生高阶思维能力的发展。文章以《细胞呼吸原理》为例，对如何推动概念教学的深度发生进行了如下的研究。

（一）创设教学情境，激活学生的认知动力

深度学习主张教师构建教学情境，在概念学习中，教师可以以学生以往的经验、生活为基础进行导入，如此才能让学生产生学习的动力，才能引发他们的深入思考。教材内给出的“细胞呼吸”的概念是“有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成无机物或小分子有机物，释放出能量并产生ATP的过程”。在细胞呼吸概念学习之前，学生已经对细胞生物膜系统、线粒体功能、酶、ATP等概念和相关知识有所了解，能够运用所学的知识对生物现象进行解答，能够对发现的问题展开分析与思考。在把握学生认知的前提下，教师构建了“馒头为什么松软，酒是如何酿造出来的”的生活情境，以生活为背景展示问题，可以唤醒学生的认知动力，使其聚焦于“酵母菌应用于蒸馒头和制酒中产生的无氧呼吸和有氧呼吸”的概念理解和应用中。

（二）构建生物概念，培养学生的批判思维

批判式学习主张学生在概念学习中追本溯源，探寻概念背后的实质，对概念做出判断与理解，最终达到学生深度学习和认识的目的。只关注概念学习并将其落实于课堂之中，学生很难建立起概念间的联系，深度学习要求教师批判性地接受事物。以核心素养为指导的生物教学，需要教师立足整体，对大概念进行统筹定位。在初次接触细胞呼吸这一概念时，很多学生认为是在酶的催化下产生能量的过程。在生物教学开展中，教师首先组织学生开展探究酵母菌呼吸方式的实验，提炼出检验二氧化碳和酒精的方法，最后通过对实验结果的分析推理出酵母菌在酶的催化下进行两种呼吸方式的产物与过程，通过引导学生探索细胞呼吸的两种方式，在批判分析与思考中促进学生深度学习的发生。具体可以从如下方面开展教学。

1.分析核心概念，挖掘次位概念

基于核心素养的概念教学，需要教师立足大概念，通过引领学生分析教学目标，促使学生对概念追本溯源，并将此概念挖掘出来，以促进学生深度学习的发生。

2.构建概念模型，理解抽象知识

探寻知识本质是深度学习的核心，深度学习强调学生对知识的真正理解，而这些以学生的浅层学习为基础，通过深度加工获得。细胞呼吸是有机物分解释放能量和ATP的一个过程，而有机物是否完全分解以及释放能量的多少是决定细胞呼吸方式的根本。在实践教学开展中，教师可以聚焦核心问题，通过模型建构的方式探寻概念背后的实质，以在提升学生科学探究能力的同时促进学生科学思维的发展。文章通过对“细胞呼吸原理”本节内容的分析，整合了相应的概念。一级概念为“细胞呼吸”即细胞呼吸是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程。从一级概念上可以分设为“有氧呼吸”和“无氧呼吸”两个重要概念：有氧呼吸即细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程；“无氧呼吸”即细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，不彻底把葡萄糖等有机物氧化分解，产生C2H5OH（乙醇）和CO2或C3H6O3（乳酸），释放出少量能量，生成少量ATP的过程。然后又根据有氧呼吸的反应提炼出次概念“细胞质基本质、丙酮酸、线粒体基质和内膜、ATP”和根据无氧呼吸的反应提炼出“乙醇、二氧化碳、乳酸”的概念。

为了深化学生对细胞呼吸概念的理解，教师指导学生根据自己的理解画出有氧呼吸、无氧呼吸的过程，汇总全部模型，聚焦核心问题，向学生介绍次位概念，以深化学生对核心概念的理解。在学生认知不全的时候，教师可以设置问题引发学生的思考如“有氧呼吸和无氧呼吸分别是在什么场所中完成的”“根据反应过程写出有氧呼吸和无氧呼吸的反应式”“以思维导图的方式对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同点（从场所、条件、产物、意义等角度入手）”，通过上述关键问题的探究，教师通过画图模式将其有氧与无氧呼吸中涉及的次位概念提炼出来，可以深化学生对重要概念的理解。当学生对细胞呼吸的方式与其有机物是否完成分解有關的认识后，继续引导学生优化模型，以帮助学生建立起知识点的关联，深化学生对细胞呼吸概念的理解。通过直观模型的分析，培养了学生用批判视角分析问题的能力，同时，在学生的动手操作中提升了他们的探究能力，推动着学生高阶思维的发展[4]。

3.整合新旧知识，构建系统知识框架

深度学习强调对新旧知识的整合，推动学生将各概念串联起来。依照概念的联系与定位，构建有关细胞呼吸方式的框架图，可以训练学生的逻辑思维能力，可以帮助学生建立起系统的知识体系。

（三）知识应用，推动学生核心素养的真正落实

从本质上来看，理解细胞呼吸的概念可以提升学生的知识迁移能力。当学生构建起单元知识框架后，知识体系自然会落实到位。教师可以引导学生对本节知识进行梳理，促进学生核心素养的深层次发展。深度学习强调知识的迁移和灵活应用，为此教师可以提出探究问题“举例说明有氧呼吸和无氧呼吸原理经常被应用于生活中的哪些方面？”“影响细胞呼吸的因素有哪些，选取一个重要因素以实验的方式说明它的影响”。在学生对这些问题的分析与解答中，会理解细胞呼吸与生活的紧密联系，同时培养了学生的生命观念[5]。

五、教学反思

在本课程的开展中，教师以生活情境和问题为引导，在细胞呼吸方式的批判性思考中对多维概念进行分析，并通过构建模型的方法突破学生的理解障碍，推动“结构与功能适应”以及生命观念的落实，让学生通过认识概念、建立概念联系的知识框架，建立起系统化的知识体系，达到深度学习的目的。

结束语

综上所述，概念是生物教学的重点，学生对概念的理解度影响着他们的生物学习，突破概念学习要点就能打通学生生物学习的通道，提升学生的生物学习质量。生物概念具有数量多、错综联系的特点，但概念又是学生生物学习的基础，所以必须在明确概念重要性的基础上，采取合理的方式开展教学，以提升生物概念教学的有效性。深度学习指引下的生物概念的学习，需要教师认真分析核心素养，全面把握新课标的教学理念，在遵循学生认知规律的前提下构建生物情境，引导学生用批判性的思维探究科学本质，从中提升学生利用知识解释生物现象的能力，推动学生核心素养的形成。

参考文献

[1]吴锦锋.基于深度学习的高中生物概念教学有效性策略探究[J].教师，2021（9）：69-70.

[2]严春燕.蒋进.基于“深度学习”的高中生物学课堂教学活动设计：以“遗传信息的携带者：核酸”为例[J].中学生物教学，2020（18）：10-11.

[3]谢秀青.基于深度学习的高中生物核心概念问题化教学设计与评价研究[J].女报（时尚版），2020（8）：1-2.

[4]张术雪.基于深度学习的高中生物学概念教学策略[J].中学生生物教学，2020（28）：14-16.

[5]洪永清.例析深度学习视域下的高中生物课堂教学策略：以“血糖平衡的调节”为例[J].教育实践与研究：中学版（B），2019（11）：49-51.