走向深度学习的高中生物学课堂实践路径——以“光合作用——光能的捕获和转化”教学设计为例

周 燕

（江苏省新海高级中学 江苏连云港 222000）

深度学习是相对于浅层学习的一种学习方式，体现了在真实情境中解决问题并进行高水平认知加工的过程。深度学习要求教师通过创设问题情境，引导学生进行生生或师生社会性交往，进而培育学生的学科核心素养。要实现课堂上的深度学习，课堂教学需要经历“情境导向、问题引领、活动体验、评价促进”等环节（图1）。下面以“光合作用——光能的捕获和转化”教学为例，阐述促进学生深度学习的实践路径。

图1 “深度学习”的教学实践模型

1 情境导向真实化，促进深度理解

教师将学生置于真实而具体的实践情境中，注重学生的亲身实践、亲身体验，既能激发学生的学习情绪，又能引导学生在情境中确立学习目标。高中生物学教学中的情境主要包括：生活、学习和实践情境；科学实验和探索情境；生命科学史情境。情境要贴合生活实际、富有科学性、启发性，蕴含复杂性和关键信息，能够成为学习学科知识和解决现实问题的载体。教师要以真实的情景或任务为中心，构建教学活动的场域，聚焦应对生活实践与学习探索情境中的问题时所需要的知识与能力（表1）。情境的创设要从“三大能力群”出发，使学习内容与真实世界互相联系。情境可以是一个事实、一组图片、一组数据、一个实验或者一段视频等。

表1 从能力群出发设计情境活动

以“光合作用——光能的捕获和转化”为例，创设情境。

课前，教师联系真实的社会生活热点——东北多地拉闸限电及限时供电的情况，布置调查任务。学生分组讨论，形成问题：限电对世界带来的积极影响和对城乡居民生活带来的不便等有哪些？调查后，小组讨论调查结果，形成新问题：是否存在其他的产电方式？教师播放充电盆栽的视频，引导学生思考：科学家利用植物吸收的光能已经实现了为手机充电。为什么盆栽可以充电？光能是如何转化为电能的呢？自然界中植物叶片的颜色多种多样，你会选择什么颜色的叶片呢？学习小组确定探究实验：各种颜色的叶片中色素的含量和种类。

教师利用直观视频和一系列真实的问题情境，激发学生好奇心和求知欲，使学生明确学习的要求：植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在水和二氧化碳转变为氧气与糖的过程中转换为化学能。

2 问题引领开放化，促进深度加工

问题是思维的核心，是打开知识大门的钥匙。教师充分提炼问题，使课堂充满探究的魅力。课堂要以问题为主线，以深度学习问题解决为目标，实现问题的开放化，注重问题解决的过程。恰如陶行知先生所说：“创造从问题开始，问题引导思考，思考引导问题的解决，才会有独立思路的可能。”

2.1 问题引领，促进学习合作

深度学习的本质是非结构性知识与结构性知识建构的过程，也是信息加工的过程。教师利用问题引领，引导学生学习处理、提取、凝练关键信息，将学习内容归纳到相关的概念系统中，从而提升学生的思维层次，培养科学思维。

例如，以分离和提取色素中的问题为例。（1）关于制备滤纸条的问题：①滤纸的一端剪取两个角的目的是什么？②为什么用铅笔划线，可以改用圆珠笔吗？有其他的方法吗？（2）关于画滤液细线的问题：为什么滤液细线要干了以后再画？为什么要重复画2或3次？（3）关于分离色素的问题：①为什么层析液不能触及滤液细线？②为什么烧杯要用培养皿盖好？（4）关于实验结果分析的问题：①观察所选材料分离出几种色素带，它们的顺序、颜色和宽窄如何？②所选植物的色素带的异同是什么？③哪种色素扩散最快？材料中有紫色色素的移动吗？请解释原因。④请分析是否符合实验预期。如果不符合，是什么原因？

各小组展示本组实验后得到的滤纸条，合作分析结果不理想的原因。例如，①无水乙醇添加过多，色素颜色偏浅；②层析时间过短，叶绿素a和b没有分离；③划滤液细线用力不均匀，分离后的色素带不平直，等等。这些问题使学生的认知不是停留在“了解、记忆”这些低阶的思维层次，而是向“应用、分析、评价、创造”这些高阶的思维层次提升。这是促进深度学习的重要环节。

2.2 问题引领，促进学习创新

深度学习终极追求的是学生高阶思维、创新能力的发展。学生通过课本、“前概念”、生活经验的学习，进阶升级找到关联点，对这些内容精细深度加工，创新性解决问题。本实验在教材实验步骤的基础上，通过问题引领，学生查阅资料和合作实践，从色素提取、分离、滤液细线画法等方面进行了创新。学生分组探究各种方法，比较其效果（表2）。

表2 实验分组探究方案

3 活动体验综合化，促进深度建构

有了问题引领，教师还需要精心设计有针对性的学习活动，促进学生参与学习活动，运用知识解决问题，增加学习体验。这种亲历性的体验能够培养学生从切身感受出发领悟生活，并结合自身体验建构知识。教师要围绕活动，引导学生开展体验学习，使学生主动建构思维框架，打通知识关联，聚焦学科方法与思想。教师利用挑战性学习任务或者活动，达到解决问题、形成概念、发展素养的目的（表3）。

表3 “光合作用——光能的捕获和转化”的活动体验设计

4 评价应用素养化，促进深度反思

教师要注意围绕学习目标的落实、学习方法的运用、合作学习的表现等，进行多元评价，通过课堂评价及时反馈，帮助学生自我调整、改进学习，促进学生深度学习的实现。评价应用要基于教材，高于教材，应用知识，探究未知，注重探究过程和知识创生。教学评价包括课堂教学评价、活动表现评价和学业质量评价3个方面。其评价目标与学习目标要一致，评价任务与学习任务要整合，过程评价和结果评价要并重。

教学评价是持续性学习评价，是对核心素养导向的活动体验达成情况的测查，同时起到监测与调控学习过程、反馈与指导学习改进的作用。例如，在学生操作提取和分离叶绿体色素的过程中，教师可通过希沃授课助手对学生的实验操作进行实时直播，及时发现学生实验操作中的错误，并反馈修正，精讲点拨。评价要强调“伴随式”，包括课前、课中和课后。例如，学生在课前查阅资料，自由选择红叶石楠、菠菜、小黑菜、韭黄、紫叶李等实验材料，确认无水乙醇、石油醚与四氯化碳的混合溶液（3∶2）、二氧化硅、碳酸钙等实验试剂。教师对学生的预实验做出评价，确保课堂实验的高效达成。

在深度学习的教学活动中，教师要自觉引导学生反思和评价自己的学习状态和学习结果，帮助学生形成正确价值观，发展生物学学科核心素养。例如，通过基因工程的方法创造出发光植物，解决拉闸限电的现实问题，这既是生物学知识的学习过程，也是学生承担社会责任、给出自己的判断和观点的过程。教师要注重正确的价值导向，体现人文关怀。

生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，通过情境导向、问题引领、活动体验、评价促进，关联知识的内在联系，掌握知识的本质，能够促进学生的深度学习，发展生物学学科核心素养，真正走向知识的创造和应用。