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“深度学习”指引下的问题驱动式教学实践与反思
——以“伴性遗传”为例

2020-12-25

中学生物学 2020年10期
关键词:深度学习遗传深度

(陕西省汉中市洋县中学 陕西汉中 723300)

《普通高中生物学课程标准(2017年版)》中明确提出:“高中生物教学要着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要,从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养,充分体现课程的学科特点和育人价值”。深度学习是落实核心素养的必经之路。美国学者马顿和赛利约认为“深度学习”是不同于浅层学习的高阶思维活动,主张学生是学习的中心,教师更多的是为学生搭建“知识支架”,引导学生在前认知的基础上构建新知识,主动学习和解决真实情景下的问题。

1 深度学习与浅层学习的比较

20世纪50年代美国心理学家布鲁姆等人,将教学活动所要实现的整体目标分为认知、情感、心理活动等三大领域,并从实现各个领域的最终目标出发,确定了认知领域的目标,分为识记、理解、运用、分析、综合和评价6个层次。前两个层次属于面向低级认知技能的低阶思维活动。后四个层次属于面向高级认知技能的高阶思维活动。深度学习与浅层学习的区别主要体现在以下几个方面,见表1。

从表1中可以看出,深度学习是学生从自身需求和个体长远发展出发,在对知识认识、理解和批判的基础上,将本身已经具备的知识和面临问题进行有机联系和构建,实现对已有知识在新的问题情境下的迁移应用,然后解决新的问题。浅层学习强调学生被动的接收知识,大部分建立在学生的机械记忆,缺乏体验和思考,所学的知识存在周期短,容易忘记,更缺乏已有知识在新的知识情景下的加工应用。显然,深度学习才是有效提升学生生物学学科核心素养的学习方式。

表1 深度学习与浅层学习的比较

2 深度学习流程及策略

2.1 深度学习流程

实现深度学习,教师要设置学生容易理解且真实的问题情景,使学生在感受问题的过程中,梳理自己具备的,与解决问题有关的知识、能力和情感基础。接着,将待解决的问题整合归纳,重新分解问题,设立解决问题的小目标;了解学习的途径,解决问题的方法,整合素材资源;最后进行知识迁移,总结反思,形成自己的深度理解。具体流程如图1所示。

2.2 深度学习模式

实现深度学习,教师必须明确学生的当前的学习现状,才能明确怎么去教的问题。因此,教师首先应基于学生立场,了解学生目前的知识能力基础;确立高阶的学习目标,通过创设真实的学习情境,引导学生对所学内容进行有机的整合;最终,促进学生迁移应用知识,从而实现深度学习效果。

“问题驱动”教学模式是基于现实情境,以学生为中心的教学方式,通过问题驱动,引导学生探究、思考、讨论,注重培养学生知识的生成性,不光使学生知道是什么了,更让学生能在探究讨论中了解为什么,并通过问题梯度的层层递进,促进学生自主构建知识。因此,问题驱动教学模式是实现深度学习的有效途径。教师可根据高中生物学内容特点,结合深度学习的目标要求,制定具有可操作性的问题驱动教学模式,具体流程如图2所示。

3 “深度学习”教学实践案例

下面以高中生物人教版必修2中的“伴性遗传”为例,谈如何结合问题驱动教学模式引导学生进行深度学习。

3.1 情景的“深度”导入,建立思维基点

新课程倡导探究性学习,探究是以问题为驱动的,问题的发现与问题的解决应贯穿于探究的全过程。教师有效设计学生可以胜任与完成的问题是进行问题教学的关键。生物学教学过程中,教学情境的创设要从关注作为导入环节的情景设计转变为作为问题解决型学习任务的真实情景转变。这就要求教师在教学中要创设贴合实际、真实具体的问题情境或现象,提供有思维联系和思维递进梯度的问题串,一步步引导学生进入课堂的思维氛围,为问题的进一步深入探究,思维的进一步驱动升华提供思维基点,引导学生进入深度学习的氛围。

案例:在“伴性遗传”教学的导课中,教师可展示男、女的性染色体核型分析图,设问:男、女的性染色体有什么差异?这些差异说明性别区别可能与哪条染色体有关呢?教师再展示红绿色盲在男女性中发病率调查的饼状图,并说明红绿色盲基因在X染色体上,设问:为什么红绿色盲在男女当中发病率不同呢?以一系列梯度性问题的形式为本课更深层次问题的探究提供思维基点,让学生在理解生物学概念的基础上通过概括归纳、创造性的科学思维,并引出本课教学目标和教学内容。

3.2 教材的“深度”整合,寻找探究方法

“建构主义学习理论”主张要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系,并对这种联系加以认真的思考。教学中提倡学生探究,仅仅促进学生探究思维的和习惯的形成还不够。教师应该从关注探究转变为关注探究与实践。引导学生利用已有的知识、概念、理论、观点等对新的知识情景进行解释归纳,更应该在教学中利用具体的生活实例,促进学生探究能力的形成。教学中,教师可以利用教材中的图片、资料分析等情景,针对性地设计问题,引导学生分析问题,构建探究问题的有效方法,更好地组织学生进行有效的探究,为进一步实现深度学习提供方法。

案例:“伴性遗传”教学中,引导学生自学教材第35页表2-1“人的正常色觉和红绿色盲的基因型”以及图2-12、图2-13两个不同的“婚配的遗传图解”,然后要求学生完成以下问题:①人类关于红绿色盲的基因型和表现型有哪些?②用基因型形式写出针对此疾病所有的婚配方式。③观察图2-12、图2-13,分析两种不同婚配方式,红绿色盲发病率在男女后代中大小各多少?学生通过对红绿色盲基因型和表现型的书写及结论分析,培养自主学习、获取信息和分析问题的能力。

3.3 同伴的“深度”合作,共同解决问题

合作探究就是指在教学中运用一定教学程序与方法进行小组成员的共同学习,通过合作性人际关系促进学生达到认知、情感和社会性的全面发展。教学中以问题为基础,基于学习任务开展合作学习有助于学生合作目标明确和学会共处。在小组合作中,组员分享同伴的观点,体验同伴的奉献,经历观点的碰撞,在交流、讨论、争执、妥协和接受的循环中实现合作共赢,并促进理性思维的形成,为深度学习提供“合力”。

案例:“伴性遗传”教学中,教师引导学生分小组,仿照第35页的图2-12、图2-13,写出其余4种针对红绿色盲的婚配方式的遗传图解,计算每组男女发病率大小,设问:①综合6种婚配方式后代发病率情况,你可以得出什么结论?②根据数学的概率论知识,是否能从基因型角度分析所得结论的原因?这样,在前一环节学生所获得的知识和能力的基础上,学生通过讨论,以问题的解决的形式进一步培养协作能力,培养问题意识和科学思维。

3.4 思维的“深度”冲突,实现迁移评价

概念学习理论认为:在新的情境中,学生会产生激烈的思维碰撞,激发认知冲突,从而产生对原概念的不满状态。教师可借机采取措施,进行概念重新解释或概念重建,实现前科学概念向科学概念的有效转变。在问题引导下,教师围绕重要概念展开一系列思维活动,如解释、寻找证据和实例、综合、类推等,引导学生尝试解决现实生活中生物学问题的担当和能力,培养学生的社会责任感。

案例:“伴性遗传”教学中,教师设计更具体的例题,让学生模仿对伴X隐性遗传病的分析所总结的方法,以问题激发学生思维,举一反三来分析伴X显性遗传病的遗传特点。

例题:以下是某种伴X染色体遗传病的家系图,据图3判断该病的遗传特点。

教师给出以下任务:①根据Ⅰ代和Ⅱ代部分个体的患病情况分析致病基因是否是隐性基因?②如果有个男性患了该病,请推测其亲代和子代的患病情况。③根据该病的遗传特点,判断患者中男性和女性的比例?在问题的引导下,学生依据已有知识和技能,进一步跨越知识界限,实现类似问题的解决探究,并做出理性的解释和判断。

4 “深度学习”指引下的教学反思

“深度学习”指引下的问题驱动教学模式主张教师在教学中,要对学生进行指向性的引导,以问题为核心规划学习内容,在一系列梯度问题的驱动下,让学生通过自主学习和合作探究等方式,围绕问题寻求解决方案,不断设置知识和思维基点,引导学生自主构建知识体系,解决生活实际问题。学生在每一次由“现象”到“知识”再到“能力”的过程中,实现对知识的“深度学习”,在知识的不断构建,技能的不断获取、能力的不断内化中不断达成“核心素养”的培养。

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