张 伟 （江苏省如东高级中学 江苏如东 226400）

思维能力、 思维品质和创新精神的培养是素质教育的核心， 思维品质提升和思维能力训练的主阵地毫无疑问在课堂， 教师在课堂教学中应将深度思维贯穿于教学的每一个环节。

1 基于深度思维的课堂教学模式探索的缘起

观察当下部分课堂， 教师过于注重教学方法的新颖和现代教育手段的推陈出新， 一味追求课堂流程的顺畅和学生的参与率，重形式而轻效果。甚至一些比赛课， 教师刻意回避学生的深度思维训练，课堂看似一帆风顺，但是这样的课学生的能力得到真正发展了吗？是真正的好课吗？与当下核心素养培养的理念吻合吗？由此，开始探索构建基于“深度思维”的课堂教学模式。

2 基于深度思维的课堂教学模式探索的意义

通过问卷调查部分教师和学生， 发现生物学应以记忆为主的观念仍然大有市场， 这与当下高中生物学核心素养培养的理念大相径庭。 培养学生的深度思维是落实核心素养的有效途径， 科学探究需要深度思维， 例如观察类实验需要关注细节探究， 探究类实验需要遵循科学发现的过程完成实验。生命观念的形成需要深度思维，例如神经调节需从静息电位产生的离子基础、 动作电位产生的原因等角度分析； 内环境与稳态应该从物质的角度、平衡的角度来深入解读。社会责任的培养需要深度思维， 例如酒后驾车的危害需要从神经调节入手； 焚烧秸秆的危害需要从物质循环的角度展开。科学思维的形成需要深度思维，例如基因工程需要深入知识内部，对各种情况进行辨析，学生才能真正领悟基因工程的精髓； 细胞工程和胚胎工程，需要深入分析原理和操作要点，才能掌握科学技术的本质属性。

3 高中生物学课堂教学中激发深度思维的策略

3.1 通过深度对话激发深度思维 多维的互动对话是激发学生深度思维的有效手段， 主要策略有：①合作学习和展示过程中的生生深度对话，通常使用在重、难点突破上，在科学分组的前提下，精心设计讨论题，然后进行质疑互动，最终达到突破难点的效果；②展示和总结阶段的师生对话，通常使用在习题讲评、 小组展示或在小组活动后的总结阶段， 教师根据学生的典型错误或者小组活动中出现的问题，进行设问或追问激发深度思维，师生对话时允许其他学生进行补充和再次提问。

3.2 通过问题导学激发深度思维 问题导学是激发学生深度思维的有效措施， 可在课前编制导学案， 以问题的形式设计活动内容， 可编制问题串，问题的内容可以是基础问题的综合，可以是日常生活问题的解决， 也可以是知识与最新科技成果的关联。 课堂上首先让学生围绕问题在自主学习的基础之上进行合作攻关， 展示环节可根据学生问题解决的情况提出新的问题进行思维拓展，最后可设计有一定难度的问题进行拓展延伸等。

3.3 通过合作探究激发深度思维 合作探究能让学生像科研人员一样， 在学习过程中主动地发现问题和解决问题，还能培养学生的创新能力。首先营造情境激发学生的探究欲望， 接着按照探究的一般步骤使学生沿着科学家探究的足迹经历探究过程，并体悟科学家的思维过程，最后得出探究结论。 例如，在光合作用的发现过程、生长素的发现过程，以及DNA 是主要的遗传物质等内容的教学中，使用合作探究会取得意想不到的效果。

3.4 通过展示交流激发深度思维 展示交流分为组内展示和班级展示2 种。 组内展示由学习组长组织，主要解决基础性问题，通过小组讨论可形成一些含金量较高、 代表学生深度思维水平的生成性问题，有利于教师把握教学方向，对于组内展示未能解决的问题则进行班级展示。 班级展示由教师组织， 各小组选派代表展示小组学习成果并提出小组困惑，其他小组进行解惑或质疑，对于班级展示仍然无法解决的问题， 教师应及时进行恰当的引导并调整思维方向。

4 基于深度思维的课堂教学模式在生物学教学中的运用

基于深度思维的课堂教学模式以发展学生思维为目的，课堂以学生为主体，遵循学生的发展规律，尊重学生差异，以自主学习、小组活动、自主展示、问题导学和拓展延伸为手段，注重课堂氛围的营造，以多元评价为保障，以学生全面发展为终极目标。

以人教版高中生物学必修3 第4 章第2 节“种群数量的变化”新授课为例，基于深度思维的课堂教学模式的教学流程如图1 所示。

图1 基于深度思维的课堂教学框架图

4.1 情境导入，引发思考 高质量的情境能激发学生的思考， 引发情感共鸣， 是深度思维的诱发剂。情境的选取一般就学生的最近发展区而定，可以是新闻、故事、生活热点或最新科技等，使学生意识到学习本节课的必要性， 进而调动其学习积极性。情境也要有一定的思维量，使学生带着问题和求知欲进入下一阶段的学习。

在“种群数量的变化”一课中，设计了2 个问题情境，通过短片的形式展示。

情境1：互花米草曾被认为是保护沙滩和河堤的最佳植物， 但是因为互花米草的超强繁殖能力危害了其他物种的生存， 许多国家将其列为入侵物种。

情境2：长江江豚是淡水豚类，被称为微笑天使， 目前仅存1 000 余头。 2014年农业部将其升级为国家一级保护动物。

提出问题： 怎样从种群数量角度进行有害物种的防治和濒危物种的保护？ 笔者所在的地区滨江临海，学生对互花米草和长江江豚很熟悉，但对于它们的危害和濒危并不清楚， 通过情境强烈激发了学生的探究欲望。

4.2 分块活动， 知识完善 该环节以学生为主体，使学生在小组合作探究中完善知识，产生新的困惑并逐渐将思维引向深入。 教师将知识归类并制定导学案，在课前发给学生，让学生明确学习目标和重难点，自主思考导学案，并带着问题进入课堂参与讨论， 自主学习内容的设计要源于教材而高于教材， 使学生意识到要认真看书并积极思考才能在分块活动时参与讨论。

在“种群数量的变化”一课中，设计了3 个活动。

活动1：构建种群数量变化的数学模型。 设计了1 个情境和4 个问题。

情境3：营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min 通过分裂繁殖1 代，将1 个细菌接种在该条件下培养。问题串如下：①描述细菌种群数量的变化规律。 ②构建细菌种群数量变化的数学方程式。 ③构建细菌种群数量变化的曲线图。 ④总结数学模型构建的一般方法。

活动2：分析种群数量变化的“J”型和“S”型数学模型。 设计了2 个情境和5 个问题。

情境4：1859年，一位英国人来澳大利亚定居时带来了24 只野兔。一个世纪之后，这24 只野兔的后代竟达6 亿多只。问题如下：①根据模型构建的一般方法构建模型。

情境5：生态学家高斯在0.5 mL 培养液中放入5 个草履虫， 发现第5 天后草履虫基本维持在375 个左右。 问题串如下：①根据模型构建的一般方法构建模型。 ②构建种群增长速率变化的数学模型。 ③从种群数量增长规律等角度对海洋捕捞提出合理化的建议。 ④种群数量将永远维持相对稳定吗？

活动3：运用种群数量增长的模型分析问题。设计了2 个问题： ①请运用种群数量增长模型分析互花米草的防控举措。 ②请运用种群数量增长模型分析长江江豚的保护举措。

4.3 自主展示，网络构建 该环节是活动后的成果展示，经过环节2，小组成员都带着自己的思考进入该环节。在小组展示时，允许本组成员进行补充，也鼓励其他小组的学生不断追问甚至争论，教师要适时地提醒，并判断问题的价值，引导学生思维的方向。 通过该环节， 学生的思维真正走向深入，不断产生新的问题，构建知识网络。

在“种群数量的变化”一课中，每个活动结束后都及时进行自主展示， 学生会有激烈的思维碰撞， 尤其活动2 和活动3 之后的展示。 针对活动2，学生提出了下述问题：①如果进行害虫的防治和濒危物种的保护，应将它们保持在“S”型曲线的哪一点？ ②如果在K 值怎样进行捕捞？ 针对活动3，学生提出了下述问题：①如果是家鼠和大熊猫怎样进行防治和保护？ ②怎么知道长江江豚的种群数量的大小？ ③如果将互花米草全部去除对海岸线会有影响吗？在思考同伴所提问题的同时，课堂教学也达到高潮，学生都沉浸在深度思维中，这时教师可将学生感兴趣的问题通过师生、 生生互动逐一解决。

4.4 问题导学， 思维深入 通过上述3 个环节，学生已掌握绝大多数的知识， 但毕竟学生能力有限，这时教师可在学生已掌握知识的基础上，针对学生的学习情况编制新的深层次问题， 可以是问题串，也可以是已有知识的拓展或变式。

在“种群数量的变化”一课中，针对活动2 设计了如下2 个问题串：

问题串1：①当λ＞1、λ=1 时，种群的数量变化都呈“J”型吗？②“J”型和“S”型曲线的增长率和增长速率曲线分别应如何画？

图2 小球藻种群增长速率随时间变化的曲线

问题串2： ①图2 是某实验小组测得的一定体积培养液中小球藻种群增长速率随时间变化的曲线。 请将该模型转换成小球藻种群数量变化的数学模型。②某细菌种群随时间延续营养物耗尽，由于突变的原因出现了新菌株， 它们能利用原来菌种产生的有害代谢废物。 请构建该细菌种群数量变化的数学模型。

学生对以上2 个问题串产生了浓厚的兴趣，课堂气氛再次活跃。 通过合作探究、小组展示、组间争论和师生互动，这些问题得到了圆满的解决，学生对问题的认识也达到了新的高度。

4.5 拓展延伸，联系生活 拓展延伸是对本节课知识的升华， 可以通过问题的形式与日常生活联系，激发学生课后探究的欲望。可以是教材知识的拓展， 使学生的思维走向深入； 也可以是习题巩固，使学生在训练中巩固知识。避免使用陈旧的习题，采用改编或者原创习题，鼓励学生在黑板上作答，在学生自主讲解和互评后教师进行精析，可即时进行变式或根据学生的错误设计二次训练。

在“种群数量的变化”一课中，拓展延伸了如下问题：酿酒时酵母菌的种群数量是怎样变化的？能用曲线的形式表示吗？

教师原创了5 道课堂即时训练题和15 道课后训练题，即时训练题如下：

原创题1：下列有关种群“J”型增长的叙述，正确的是（C）。

A.“J”型增长的种群生存条件是有限的

B.“J”型增长的种群都有K 值

C.“J”型增长的种群个体数一定不断增加

D.自然界中绝大多数种群呈“J”型增长

原创题2：下列有关种群“S”型增长的叙述，错误的是（D）。

A.种群生存的资源和空间是有限的

B.达到K 值时种群的出生率与死亡率相等

C.K/2 值时种群的增长速率达到最大

D.同一种群的K 值是固定不变的

原创题3：图3 表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间变化的曲线。 经调查，在第10年时该种群数量为200 只， 估算该种群在此环境中的环境容纳量约为（D）。

图3 某物种种群增长速率随时间变化曲线

A.100 只 B.200 只 C.300 只 D.400 只

原创题4：近年来，我国在许多海域实行“伏季休渔制度”，其目的是（B）。

A.定期检修渔船和捕鱼机械，节省渔船所用燃料

B.控制被捕鱼的大小和数量，实现渔业可持续发展

C.实施分区管理，避免渔事纠纷，平衡各方利益

D.防止海洋出现“赤潮”或降低海水污染的程度

原创题5：（多选）某地乌鸦连续10年的种群数量增长情况如图4 所示， 后一年的种群数量是前一年的λ 倍，下列分析正确的是（B、C）。

A.第6年以前乌鸦种群数量呈“S”型曲线增长

B.第3年的乌鸦种群数量最大

C.第5年的乌鸦种群数量多于第7年

D.第3年的乌鸦种群增长速率最大

5 基于深度思维的课堂教学模式的实践反思

5.1 准确定位师生关系是前提 深度思维的前提是确立合理的师生关系，营造良好的课堂氛围，开拓学生的思维从而实现思维的碰撞。 还要确立学生的主体地位， 使学生在自主和合作学习中构建知识网络。教师是课堂的组织者、引导者和促进者，调控课堂对教师提出了更高的要求，对于一些“偏”和“怪”的问题要及时纠正并引导正确的方向。 例如在“种群数量的变化”一课中，当学生提出“家鼠为什么不在K/2 时防治”“‘J’型为什么一直增长”等讨论价值不大的问题时，教师应迅速答疑后引入新的问题。

5.2 学生思维品质的培养是关键 在课堂中，要培养学生的辩证思维， 培养学生用发展的眼光看问题，对具体问题要一分为二地看。例如生物技术的安全性和伦理问题、 运用现代生物进化理论解释某些现象，以及环境污染的治理，都需要学生有这样的思维品质。要培养学生的创造性思维，鼓励学生质疑问难，肯定学生挑战权威的精神，例如在课堂中多安排合作探究、自主展示等环节，鼓励组内互助和组间评价。还要培养学生的发散思维，在问题导学时，鼓励学生从不同的角度分析问题，教师要多引导，多使用“怎么样”“为什么”等语言，激发学生的深度思维。

5.3 多种教学手段的合理运用是保证 传统课堂中“教师讲学生听、教师写学生记”的模式无法激发深度思维， 要给学生充足的预习和准备时间去思考。课堂教学中运用小组合作探究的方式，经过团体互补，学生的思维会更加开阔，教师对于学生的灵光一现要及时追问并正确引导， 使学生的思维不断走向深入。多运用知识网络的构建方式，让学生的思维在互动中不断的碰撞， 在组间辩论中进一步深化。注重知识的归纳，更要关注知识演绎的过程， 使学生沿着科学发现的过程完成知识的演绎，同时采取问题导向，根据学生的最近发展区设置路障，使学生始终处于深度思维中。

5.4 多元评价机制是根本 教师要尊重学生的个体差异， 通过多元的评价促进每一位学生的全面发展，要注重过程性评价，注重对学生参与度和思维度的评价，对于学生的积极性要给予肯定，表扬勇于展示、乐于合作和善于探究的学生。同时还可以安排学生自评和学生互评， 使学生在评价中不断地完善自我，在评价中不断地享受进步。

基于“深度思维”的课堂教学模式使教学走向实效，使学生思维品质提升并走向深入，同时教学模式对教师的要求也更高了。作为一线教师，只有多实践、多反思，扎根课堂并改革课堂，才能构建充满思维张力的课堂，为学生的终身发展奠基，落实核心素养的同时开辟出课堂教学新天地。