指向深度学习的高中生物学情境教学策略.pdf

指向深度学习的高中生物学情境教学策略秦?磊?广东省仲元中学?广州?摘?要?基于深度学习理论的?型模式?明晰了深度学习与情境教学的内部关联?从而提出通过?悟境?思理?笃行?三步策略?并以?从影响光合作用的因素谈农作物增产措施?高三一轮复习课为例?探讨情境教学?关键词?深度学习?情境教学?光合作用?高中生物学?随着发展学生核心素养理念的日益深入?深度学习作为其重要的实践路径?已经被一线教师广泛重视?创设合理的情境又是实现深度学习不可或缺的重要条件?因此要实现素养导向下的高中生物学课堂教学转型?构建有效的情境教学是当务之急?基于深度学习理论?有学者将深度学习过程分为下沉与还原?潜行与探究?上浮与反思三个阶段?形象地提出了?型教学模式?根据?型教学模式?指向深度学习的情境教学构建可对应分为三个环节?悟境?思理?笃行?悟境?是通过教学情境设计导入?让学生在?下沉与还原?的过程中体悟场景?打通生物学知识与现实生活的关联?思理?是一个去情境化的过程?指学生在深度学习的?潜行与探究?过程中?要从情境中抽象出生物学问题?将生物学知识置于科学体系中研究与生长?通过深度学习?构建知识体系?培养学生的高阶思维?笃行?是指再情境化过程?是深度学习在?上浮与反思?阶段?通过创设与教学内容相关的情境?学生将所学知识迁移到新情境?在解决新问题中对知识的深化理解与运用?进一步锤炼学生品格?培养关键能力?笔者以?从影响光合作用的因素谈农作物增产措施?高三一轮复习课型为例?以下简称?光合作用复习课?浅议情境教学的构建策略?悟境?以真实情境唤起深度学习的发生?说文?心部?中?悟?的本意解释为?觉醒?引申为理解?领会的意思?本文中的?悟境?是指通过设置导向深度学习的教学情境?从而使学生内心获得深知?生物学课堂情境导入既需要激发学生积极的情感共鸣?还要融生物学问题于情境之中?指向知识的构建?常用的导入情境有以下几种类型?一是从立足学生熟悉的真实生活经验出发?师生有共鸣?二是从学生关注的科技前沿热点问题出发?让科技信息素材与课堂教学知识同步?师生都能情绪饱满地投入课堂?三是根据学生的学习需要?利用他人现成的资源整合情境?但需要对资源实施必要的处理?取精去糟?内容满足与知识的匹配性?关联性?体验性?在?光合作用复习课?的情境教学中?笔者首先以前置作业的形式?要求学生快速复习影响光合作用效率的内外因素?在课堂教学中?首先以岭南学生熟悉的蔬菜地作为情境导入?引导学生寻找?垅?的价值?随后的情境设置以?观察生活?体悟生活?指导生活?的认知发展为线索贯穿全课?图?课堂情境逐层推进?融情于境?寓理于境?使学生入境感悟?情?境?理融为一体?可谓?一境到底?图?情境线索图示?发展的逻辑?没有认识到分科是跨学科的前提?分科教学并不影响学生综合运用知识?误区二?跨学科教学可教授跨学科知识?事实上?没有所谓的?跨学科知识?只有?分属于相关学科的知识?误区三?跨学科实践就是多学科的?拼盘?这种观点忽视了跨学科实践的目的和价值取向?既破坏了原有学科的逻辑力量?又未满足学生学科理解与生活理解的发展需求?技术赋能?解决项目式学习对信息技术关注不足的问题?为了培养能够适应信息化时代需求的学生?弥补项目式学习对信息技术关注的不足?突出学生的创意表达?可在跨学科实践中引入技术支持?如?打印等?建构混合式学习环境?进行可视化学习?帮助学生更好地完成作品?项目式学习重塑了跨学科实践?更贴近学习的本质?让跨学科实践变得有意义?有意思?有可能?主要参考文献?中华人民共和国教育部?义务教育课程方案?年版?北京?北京师范大学出版社?中华人民共和国教育部?义务教育生物学课程标准?年版?北京?北京师范大学出版社?董?艳?和静宁?项目式学习在大学教学中的应用探究?现代教育技术?生物学教学?年?第?卷?第?期?思理?以深度问题构建知识体系思理?即为深层领悟知识的意思?思理的过程是情境教学中培养学生学科素养的重要环节?情境教学的课堂不能偏离教学目标?更不能忽略学科价值导向?合理的情境一定会渲染课堂氛围?激发学生的学习兴趣?但情境的作用绝不止于激趣?满足学生的感官体验?而要为学生深度理解知识搭建桥梁?因此?思理就是去情境化的过程?需要将学生对情境氛围的兴趣转移到对背后所隐藏的教学内容上来?从情境中凝练出生物学系列问题?将情境与所学知识很好地融合?让这些问题在生物学的知识体系中生长发展?在?光合作用复习课?一节的情境教学中?笔者围绕本节教学的核心目标和任务引导学生从影响光合作用的因素分析?增产?措施的科学性?合理性?进而从不同角度设计了具有内在关联?逻辑性较强的系列问题?图?图?问题群图示?结合?垅?的农耕智慧?分析温室大棚所体现的现代农业优势?再加持先进的大田种植管理经验?使学生对农业增产措施中所蕴含的影响光合作用的多种因素进行有效整合分析?从全局认识?清晰地感知所学知识在解决现实问题中所体现出来的应用价值?从而促进学生的思维认知不断向上攀升?实现对生物学核心素养的有效培育?笃行?以深度体验落实生物学核心素养?礼记?儒行?中有?博学而不穷?笃行而不倦?之说?笃行?是为学的最后阶段?就是既然学有所得?就要努力践履所学?如果说情境教学中?思理?的去情境化过程是帮助学生完成对知识的内涵与外延的深刻理解?实现对生物学知识的自我构建?那么要实现从知识?技能到素养?能力转变?还需要构建再情境化的教学环节?指向深度学习的?笃行?再情境化过程就是要重构应用情境?将所学知识和经验在解决实际问题中进行综合?重组和检验?从而实现能力和素养的提升?没有思维负荷和认知冲突的情境不利于深度学习的真实发生?适当的学习困境也是重要的情境资源?在?笃行?环节中?笔者尝试将抽象的光合作用原理浸入简约化的科学实验情境之中?以学业问题的形式呈现出来?实现深度学习中的?二次倒转?以期促进学生对知识的深度理解和迁移运用?在?光合作用复习课?一节的情境教学中设置了如下的三个学习活动?学习活动?研究人员利用玉米植株进行了一组实验?实验的结果如图?所示?图?表示一个种植有玉米植株的密闭容器内?含量的变化?据图分析?玉米植株光合作用释放的?量和呼吸作用消耗的?量相等的点是?请在图?中画出密闭容器内?含量的变化?该玉米植株经过一昼夜后?是否积累了有机物?理由是?生物学教学?年?第?卷?第?期图?种植有玉米植株的密闭容器内?含量的变化设计意图?希望学生明确?对于大多数农作物来说?所谓?增产?的重要指标?是通过植物净光合作用指标来衡量?学会准确判断在一定时间内有机物积累的方法?同时要认识到?有机物积累量的变化是影响光合作用的各种因素综合作用的结果?学习活动?年广东高考?题改编?研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养?天后?图?测定相关指标?图?探究遮阴比例对植物的影响?回答下列问题?某兴趣小组基于上述?组条件下玉米生长更快的研究结果?作出该条件可能会提高作物产量的推测?由此设计了初步实验方案进行探究?实验材料?选择前期?一致?生长状态相似的某玉米品种幼苗?株?实验方法?按图?所示的条件?分?三组培养玉米幼苗?每组?株?其中以?为对照?并保证除?外其他环境条件一致?收获后分别测量各组玉米的籽粒重量?图?遮阳比例对植物的影响探究结果统计?比较各组玉米的平均单株产量?分析讨论?如果提高玉米产量的结论成立?下一步探究实验的思路是?设计意图?本题情境贴近生活?设问新颖?希望学生通过分析图形和柱状图数据?探究遮光对农作物?增产?的实践效应?既注重对学生高阶思维的考查?也时刻提醒学生?将所学知识从解决实际问题的视角去理解知识的内在逻辑关系?努力提升自身的学科素养?学习活动?年浙江高考?题改编?通过研究遮阴对花生光合作用的影响?为花生的合理间种提供依据?研究人员从开花至果实成熟?每天定时对花生植株进行遮阴处理?实验结果如表所示?处理指?标光饱和点?光补偿点?低于?光合曲线的斜率?叶绿素含量?单株光合产量?干重?单株叶光合产量?干重?单株果实光合产量?干量?不遮阴?遮阴?小时?遮阴?小时?注?光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度?光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线?回答下列问题?从实验结果可知?花生可适应弱光环境?原因是在遮阴条件下?植株通过增加?提高吸收光的能力?与不遮阴相比?两种遮阴处理的光合产量均?根据实验结果推测?在花生与其他高秆作物进行间种时?高秆作物一天内对花生的遮阴时间为?小时?小时?小时?小时?才能获得较高的花生产量?设计说明?本科研情境不仅设置以遮阴条件为实践?增产?手段?同时结合?间种?的田间种植措施?综合考查学生面对复杂真实情境?如何运用所学知识?解决实际问题的能力?从而使学生深度认同由知识?技能转化为素养和能力的必要性和迫切性?生物学教学?年?第?卷?第?期例谈高中生物学教材图像系统对发展学生科学思维的重要作用张金鑫?李娟娟?张秀珍?上海市嘉定区第二中学?上海?上海交通大学附属实验中学嘉定分校?上海?摘?要?图像系统是教材知识结构的重要组成部分?是教材体现核心素养价值取向不可或缺的指标之一?科学思维是高中生物学学科核心素养的重要组成部分?可通过深入挖掘沪科版高中生物学必修教材中的图像资源并融入课堂教学?引导学生深度学习?从而培养学生的归纳与概括?演绎与推理?模型与建模?批判性思维?创造性思维等科学思维能力?关键词?沪科版教材?图像系统?科学思维?高中生物学?科学思维是指尊重事实和证据?崇尚严谨和务实的求知态度?运用科学的思维方法认识事物?解决实际问题的思维习惯和能力?包括归纳与概括?演绎与推理?模型与建模?批判性思维?创造性思维?图像系统是指教材中具有直观?形象特点的生物图片?照片?图表?表解等储存和传递教育信息的系统?是教材文字系统的补充?沪科版高中生物学必修教材中图像数量丰富?密度较高?是培养学生科学思维的重要素材?分析比较?发展归纳与概括思维归纳与概括是指透过现象揭示其本质的洞察力和对事物的组成?特性?变化规律的准确概括总结的能力?引导学生分析?比较出图像系统所呈现内容的共同点?概括出一般生物学规律?是培养学生归纳与概括能力的常用途径?必修?教材第?页图?中呈现了几种生物细胞图片?学生通过仔细观察分析?发现不管是绿眼虫?草履虫等低等生物?还是植物和哺乳动物等高等生物?都是由细胞构成?由此归纳出细胞是生物体结构的基本单位?同时通过引导学生观察各种细胞形态?对比各细胞形态结构?可归纳出细胞的统一性?各真核细胞具有相似的基本结构?细胞质膜?细胞核?细胞质?必修?教材第?页图?呈现了几种氨基酸的结构式?教师可引导学生对比观察这几种氨基酸的结构?利用已有的化学知识识别氨基酸?在对比的基础上找出不同氨基酸分子共有的结构?然后进行相互讨论并逐步归纳?概括?总结出氨基酸的结构特点?进而引导学生自主构建氨基酸的结构通式?并与教材中的氨基酸结构通式进行对比?从而发展学生的归纳与概括能力?必修?教材第?页图?展示了不同物质通过质膜的方式?教师可组织学生观察图片?讨论可以从哪些方面对这几种物质运输方式进行比较?在学生列举出物质浓度梯度方向?是否需要载体?是否需要消耗能量等比较项之后?组织学生列表比较物质跨膜运输方式的异同?以上三个学习活动在课堂教学中可以交互开展?为了凸显本节复习课的核心内容?使课堂结构更加清晰?笔者对学习活动?的科学实验情境进行适当的删减?让科研情境尽量贴近学生生活?正所谓?最好的研究源于生活?最好的学术服务于生活?所有知识的构建是在情境的触发下?始于学生积极的情感体验策动?终于积极学习情感的持续发展?避免以做题代替学习?以简单重复训练代替知识巩固复习?总之?深度学习强调知识深度理解与整体构建?高阶思维培养与丰富情感投入?情境教学则强调以贴近学生生活和兴趣的情境为纽带?以调动学生积极情感为触发点?通过问题群的设问追溯还原知识发生的情境脉络?从而有效引领学生抵达深度学习?指向深度学习的生物学教学设计就是运用?型教学模式?通过?悟境?思理?笃行?的环节构建深度学习课堂?有效将深度学习与情境教学的内在关联有机地结合在一起?真正促进学生在真实情境中解决真实的问题?从而促进学生真实地发展?基金项目?广州市番禺区教育科学?十四五?规划课题?指向深度学习的高中生物学情境教学实践研究?广州教育学会?年教育科研课题?指向深度学习的高中生物学情境教学设计研究?主要参考文献?陶明凤?谢虎成?型模式?深度学习导向下概念教学的有效路径?中学生物教学?李?兰?情境教学在高中生物学微专题复习中的应用?生物学教学?单凌娟?深度学习视域下基于真实科研情境创设的教学设计?以?基因在染色体上?为例?生物学教学?吴?悦?李?程?基于真实情境的?细胞分化?深度学习探索?生物学教学?生物学教学?年?第?卷?第?期