高中生物教学中促深度学习策略研究

吴姝雯

【摘  要】探究生物教学中促进深度学习的教学策略研究，帮助学生学会鉴别、选择教材或试题文本给出的相关信息，提高信息筛检、提炼并整合有效信息用于解决问题的能力。因此，教师在高中生物课堂教学中，应围绕高阶目标、真实情境、有效活动、多元评价等核心要素来组织教与学的过程，有利于实现深度学习。

【关键词】深度学习；模型建立；系统分析；能力转化

2022年最新修订的高中生物课程标准要求：生物教学中应着重培养学生对知识的深度理解，把握知识间的内在联系，并内化形成独立的技能方法用于解决实际问题。这不仅是对“培养核心素养”的实践层面回应，也是高中学段生物教学实施、评价、考核的目标指向。本文从高考考试大纲标定的“增加对学生阅读理解水平和语言表述能力考察”的要求出发，结合高中学生认知发展特点，整理论述课堂教学中促进学生深度学习，将信息构架为知识、把知识转化成能力、将能力输出成问题解决方案的系统化教学培养方法，帮助学生建立认知模型，学会系统分析，从解决应试问题到理解社会生活中的问题，从而真正达到深度学习、高效学习。

一、高中学生的认知特点分析

第一，高中学生的知觉能力和观察水平提高，目的性强且更加持久。比如观察脱氧核苷酸和核糖核苷酸结构区别，多数学生能快速发现其五碳糖二号碳上关联基团的差别，并对碳元素编号原则产生疑问和联想，足见其快速精准。

第二，高中学生在学习中更多采取有意识地记忆，多数学生能根据学习目标制定较长远的任务规划，并自觉监督分步完成，会主动进行自我检测和复习确保记忆效果；学习过程中机械记忆减少，更倾向于使用理解记忆和抽象记忆的方法达到融会贯通，使記忆内容保持得更加持久。比如学生会自觉将数据材料制成图表，找规律记忆；也会将长篇文本制成概念导图，提纲挈领，确保记忆的速度和效果；将相似概念对比分析，列举相同点和不同点，尝试总结普适性规律，形成记忆模块，减少纯机械记忆带来的负担。

第三，高中生理论型抽象思维发展占据明显优势，形式运算特征明显。善于摆脱具体事物限制而用抽象概念进行逻辑建构，如学习人体内环境和稳态模块的知识时，不需将所涉及的循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统所有器官和功能一一列图明细讲解，只说明它们之间的相互作用关系就可以理解其内在生理机制。

第四，高中生元认知监控能力已趋完善，能主动对思维过程进行自查和纠正，对假设也善于演绎推理，因而在解决复杂问题过程中表现出一定的策略性和预见性，并通过自我反省来确保准确和高效。如探究SGLT-2抑制剂是否有减肥功效的课题中，学生从“SGLT-2能抑制肾小管重吸收葡萄糖”这一既得结论出发，先验主义地得出“SGLT-2能促进排糖减肥”的结论。但很快就意识到该结论的成立需要以下几个条件来加以框定：健康人群和糖尿病人的药代动力学机制完全相同；SGLT-2功能受抑制不会对其他生理活动产生干扰；心因性药物反应不干扰实验结果。在现有实验条件下，这些因素是无法精确控制而规避系统误差的，所以上述结论并不一定成立。学生往往能自觉意识到这些问题，并尝试用语言对小组合作成员准确表达出来，以方便交流改进。这是典型的元认知对思维过程的监控体现。

第五，高中生的能力结构发展差异显著。比如在摄取知识时有的学生偏重于视觉型，有的是听觉型，有的喜欢边做一些动作边学，属于典型的运动型。在理解记忆时，有的学生习惯将知识转译成画面，有的喜欢用概念语言，有的喜欢将知识归纳成图表、函数等数学模型。不同能力结构的学生在学习方式、工具选择和思维系统的架构方式上存在明显差异，是教师们选择适当教育教学方法的重要基点。

二、高中生物教学中促进深度学习的实践策略

（一）明确教学目标

1.创设情境，引导学生学习目标的自发生成

深度学习是培养学生基本知识储备的重点有效途径之一，而高中阶段的生物教师应该把重点放在引导学生深入学习的角度上面。生物学作为高中的重要科目之一，要求教师在教学过程中不仅要培养学生的知识掌握能力，更重要的是要培养他们对基础知识应用技能的使用。此外，随着新课程改革的继续推进，在高效优质教育的教学理念下，培养学生学习生物学科的基础知识已成为现代教学的重要内容。教育改革之中要求学生培养关键知识技能储备，同时更加注重学生的终身发展和核心素养。新课标要求高中生物学习要培养学生的生命观、科学观，培养实验精神，养成社会责任感。课堂教学要针对相关培养目标发力。有效创设教学情境，增加学生代入感，产生深刻体验，是启发学生内在动力，使之自觉生成学习目标的关键。如讲授构成细胞的有机化合物时，单纯以“糖类物质包括哪些”“脂肪就是脂质吗”这类与学生实际生活经验缺乏直接联系的问题导入，不容易吸引学生注意力，难以调动其学习兴趣，学习效果也就不明显。如果能从学生生活中遇到的实际问题出发设计问题，用问题串引出相关知识，就能帮助学生理解的同时，把零碎知识点串联成系统模块，方便学生进行意义记忆。比如，“包装上标明0糖0卡的饮料真的不会给人体带来能量吗？”这个问题就帮助学生把“哪些物质属于糖”“糖是否都能为人体供能”“糖在人体消化吸收过程中会发生什么转变”这一系列知识高度整合，达到加深理解的效果，从而提高课堂教学和学习的效率。再比如，“有氧运动中为什么要进行到一定程度才能达到燃脂的效果”“有机物的消耗顺序是怎样的”这些问题的设计和当下青少年关注的热点问题紧密结合，使得学生非常容易带入情境，激发起好奇心和学习热情。而这些问题整合的知识范围也比较广泛，涉及到有机物在人体内代谢的过程，有机物的转化规律，运动与氧化分解有机物这一生命过程的联系等。由此可见，好的学习目标是学生出于自我成长、自我完善的内在需求而主动生成的目标，在这样的目标指引下学习的知识，才能和学生已有经验发生交互，经反复检验、确认的深加工过程，方才内化成自身知识系统的一部分，成为学生深化旧有经验，理解并吸纳新知识的基石。这正是深度学习的意义之所在。

2.目标升级带动活动升级，导向思维升级

学生自我实现的内在需求必然伴随着学习目标的不断升级，知识格局的拓展也必然会带来质量更高的思维体验。这就要求教师对设定的目标及时进行调整，去精准匹配学生思维的迭代升级，拓宽其能力边界，不断强化正反馈，增加学生的自我效能体验，使学生身心获得真正意义上的成长。

在研究高糖高脂饮食饲喂孕期母鼠对子代鼠饮食习性影响的实验中，初级目标是通过设计对照实验验证孕期母鼠高糖高脂饮食会增加子代偏嗜高糖高脂食物的概率。这一目标较易达成，但是学生很快会深入到生化机制层面联想出新的问题：既然对糖和脂的偏嗜欲与老鼠体内瘦素作用相关，那引起子代鼠嗜糖嗜脂的真正原因是其体内瘦素含量不足还是细胞膜表面瘦素受体不足？这就需要进一步设计实验探究。其间，还需要充分考虑所选脂肪组织是否因位置特殊而影响结果数据的有效性，如何避免内源激素的干扰，实验结果能否为其他哺乳动物的相关研究提供参考借鉴等问题。

这个实验课题的研究，就体现了学生学习目标的渐进升级：从表观现象到内在机理，从直观具象到微观抽象，这符合高中学生的认知特点。在以学生为中心的大方向指导下，教学目标的生成式演化也需要不断调整适配。

（二）直观呈现，抽象整合

教学中使用的材料、模型甚至言語尽可能直观，降低学生端信息输入成本。这一点，现代多媒体教具的应用可以提供不少助力。信息材料经由学生个体消化整理后，一定要有目标导向的主动输出过程，才能让学生对所摄取的信息进行深加工，促进新知识与学生旧有知识系统的深度融合，从而实现知识到能力的迁移。因此，输出内容的形式就非常重要，需要教师在课堂教学管理中做出明确要求：需是概念化、系统化的输出形式，具有普适性的参考和解释价值，并能与物理模型、数学模型等其他内容形式相互转化。

好的输出是经由广泛发散、精准求证、深度整合的思维产物，其质量直接受到加工过程中主体思维品质的影响。越抽象、越高维度的输出形式对学生思维过程的要求就越高。因此，要求学生对摄取的材料信息进行整合加工输出概念体系，有助于帮助学生搭建思考框架，锻炼思维品质，拓宽认知格局。

这一点，在梳理降糖药发展史的课题研究中可见一斑。授课过程中，教师会以图文和视频材料介绍胰岛素类、他汀类、艾塞那肽类和列净类药物的作用机制和一般性治疗效果。得益于形象生动的视频材料，学生并不难理解。但从理解到灵活运用于实际问题解决，还存在相当的距离。这时如能在教学过程中设计一个以概念图表现各类药物作用机理并列表对比各自优缺点和适用范围的环节，就能让学生从快而急促的信息输入状态慢下来，将新信息和原有知识体系进行整合深化。输出过程不仅强化记忆，材料形式的转译还能进一步综合锻炼学生的能力，使他们内在认知模型更加优化。同理，还能再给一些相关任务升级一下：针对几种药物的优缺点，探讨它们各自适用于哪类病人，说出你的观点并设计实验验证，设计出实验结果统计图表。分析整理，学以致用，从而达到触类旁通的效果，这是更高维度的输出。

（三）鼓励创新，综合实践

“纸上得来终觉浅”，生物学科的学习尤其是生物技术与实践模块更离不开动手实践促进其知识技能和人格心理的全面发展的探索。因时因地制宜开展发酵工程实验，结合乡土资源进行生态工程设计，联合高校资源进行基因工程、细胞工程乃至胚胎工程方面的探索，都不失为很好的尝试。这些活动能创造机会给学生以大量直观体验，而对一个学科的深度理解和热爱，正是经由这些直观经验感受才能形成。这是塑造一个学生的生命观、科学观，培养其专业化学科素养，形成高度社会责任感所必不可少的积累。给成长以真实体验，还生命以亲历过程，寓教育于感受，成思维于实操，这是非常质朴却有效的育人方法。

实践带来积累，厚积就有机会创新。创新离不开实践，实践给创新带来落地应用的场景。二者相互依存，演化发展。而高中生正是意气蓬勃的年龄，在实践中合作，在创造中求索，正是他们完成自我认同和群体认同的必经之路。因此，鼓励他们实践创新，培养躬身务实的品质，也是我们改进教学，促进深度学习发展的重要抓手。

【参考文献】

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