基于深度學習的高中生物學單元教學實踐研究

摘 要：高中生物學單元教學與學生的深度學習密不可分。深度學習是培育核心素養(yǎng)的重要途徑，能很好地發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，而單元教學是助推深度學習的有效策略。文章以人教版高中生物必修一第五章“細胞的能量供應和利用”為例，結(jié)合分析單元學習目標、制訂單元學習任務、設計單元關鍵問題、設置學習評價方式四個方面，探究基于深度學習的高中生物學單元教學的設計和實踐。

關鍵詞：深度學習；高中生物學；單元教學

作者簡介：劉萍（1979—），女，湖南省株洲市第十三中學。

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出：生物學課程要求學生主動地參與學習，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設、發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程中習得生物學知識，養(yǎng)成科學思維的習慣，形成積極的科學態(tài)度，發(fā)展終身學習及創(chuàng)新實踐能力［1］。這強調(diào)了生物學課程要讓學生從問題出發(fā)進行科學探究，最終形成概念、發(fā)展能力，也體現(xiàn)了高中生物教學需要通過深度學習路徑達成教學目標，使學生實現(xiàn)思維進階。

聚焦生物學科核心素養(yǎng)的課堂教學，應該是情境教學真實化、知識結(jié)構體系化、思維含量深層化、學習評價多樣化的教學。這就要求高中生物課堂教學由“課時教學”走向“單元教學”，以此構建知識框架，形成整體概念，讓學生獲得關鍵能力。

一、深度學習與單元教學的關系

深度學習是指在理解學習的基礎上，學習者能夠批判地學習新的思想和知識，將它們?nèi)谌朐械恼J知結(jié)構中，并將已有的知識遷移到新的情境中作出決策和解決問題。深度學習區(qū)別于淺層學習的特點是理解與批判、聯(lián)系與構建、遷移與應用［2］。高中生物學科要求學生運用演繹推理、批判性思維和創(chuàng)造性思維、實驗設計分析等科學思維以及科學探究方法，探討和闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，這些能力都需要通過深度學習來培育。

單元教學是指教師基于大概念或大問題，把握各單元模塊知識的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，確立若干個教學主題，以主題為線索，進行連續(xù)課時教學的教學方式［3］。這是相對于傳統(tǒng)的單課時教學提出的。傳統(tǒng)的單課時教學，知識結(jié)構較單一，教學時間較固定且時長較短，以至于在課堂上難以建立學科知識間的聯(lián)系，生成大概念，也就無法通過知識遷移來解決實際問題。一個單元往往圍繞著大概念，聚焦關鍵問題，其包含的知識點之間具有較強的邏輯性和相關性。單元教學可以較好地聯(lián)系這些知識點，保證學習的連續(xù)性和整體性。相對來說，高中生物學科知識點較多，知識面較廣，從宏觀到微觀、從結(jié)構到功能、從方法到技術等，而高中生物單元教學可以有效地凝聚知識核心，實現(xiàn)“神聚形也不散”。

基于學科核心素養(yǎng)的高中生物學單元教學與學生的深度學習密不可分。深度學習是培育核心素養(yǎng)的重要途徑，基于深度學習獲得的知識遷移與應用能力，有利于核心素養(yǎng)發(fā)展，二者相輔相成。而單元教學是助推深度學習的有效策略，可以幫助學生整合資源，構建知識體系，更好地解決實際問題?？偠灾?，單元教學可以促進學生的深度學習，進而達成核心素養(yǎng)培育目標。

二、基于深度學習的高中生物學單元教學案例

本文以人教版高中生物必修一第五章“細胞的能量供應和利用”為例，探究基于深度學習的高中生物學單元教學的設計和實踐。這一單元教學的設計思路是先將課程內(nèi)容要求轉(zhuǎn)化為學習目標，將學習目標分解成學習任務，再將學習任務具體化為問題串，并落實到教學活動中，最后進行評價，使學生思維外顯化、表達概念化，最終實現(xiàn)教學評一體化。

（一）關注課程標準，明確深度學習指南

依據(jù)課程標準的要求，圍繞大概念和關鍵問題，從教材內(nèi)容和事實出發(fā)，建立事實與次位概念、重要概念和大概念之間的邏輯關系（表1）。

（二）依據(jù)教材內(nèi)容，奠定深度學習基礎

在實施單元教學前期，要注重夯實課前準備，設計學生自主學習清單（表2）。學習清單能讓師生明確學生的學習問題所在，真正做到急學生所急，解學生所難，為學生進行深度學習打下基礎。

（三）梳理學習清單，繪制深度學習框架

基于學科核心素養(yǎng)，依據(jù)教材內(nèi)容，從生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個方面制訂單元學習目標（表3）。同時，將學習目標細化成具體任務，圍繞任務設置問題串，引導學生思考和討論，設計出任務評價方式（表4）。確定學習目標，以任務作為驅(qū)動，符合學生的認知規(guī)律和學習習慣，有助于深度學習的實現(xiàn)。

（四）依據(jù)教學設計，開展深度學習實踐

美國教育家杜威在《我們怎么思維》一書中，借實例提出“思維起于直接經(jīng)驗的情境”，并把情境列為教學的首要因素。在課堂教學實踐中，教師首先要做的便是創(chuàng)設情境，激發(fā)興趣，啟發(fā)思維。如通過比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的生活情境，開啟酶的學習；通過螢火蟲發(fā)光的情境，探究螢火蟲發(fā)光過程中的能量轉(zhuǎn)化，引出ATP；通過觀察葡萄糖在體外燃燒的現(xiàn)象，思考細胞中葡萄糖分解的過程，引出細胞呼吸的原理和應用；通過植物工廠中光源補充的情境，引出光合作用的原理和應用。

真實的情境能引發(fā)問題思考，教師可以趁勢拋出任務，設置問題串，層層深入，驅(qū)動學生思考討論、探究實踐。如運用證據(jù)和邏輯評析酶本質(zhì)的探索過程和光合作用發(fā)現(xiàn)史中的觀點，設計實驗探究影響酶活性的條件，建構環(huán)境因素對光合作用強度的影響的數(shù)學模型，歸納概括呼吸作用和光合作用的實質(zhì)并建構相關概念模型等。這些都指向核心素養(yǎng)的科學思維和科學探究，也是深度學習的直接體現(xiàn)。

《如何高效學習》的作者斯科特·揚在書中指出，整體性學習最關鍵的步驟就是將所學的知識運用到實際中。這里的整體性學習與基于深度學習的單元教學有異曲同工之處。深度學習最終的落腳點也應該回歸生活，基于生物學知識，解決生產(chǎn)生活中的實際問題。這種在真實情境中解決實際問題所體現(xiàn)的價值觀，正是核心素養(yǎng)的內(nèi)涵所在。

“教”與“學”是課程實施的中心環(huán)節(jié)，而“評”也是課程實施不可或缺的要素?；谏疃葘W習的單元教學要實現(xiàn)“教學評一體化”，才能產(chǎn)生較好的教學效果。基于此，教師在開展單元教學時應依據(jù)不同的任務、不同的問題，設計不同的學習評價方式，以期獲得真實的學習反饋。評價方式主要包括文本閱讀，獲取信息，個人自評；合作探究，展示成果，小組互評；解釋現(xiàn)象，習題檢測，教師點評；等等。評價本身不是目的，評價的目的是給學生展示自我的平臺和機會，也使教師發(fā)現(xiàn)問題，改進教學，以此促進教學相長。

結(jié)語

深度學習是培育核心素養(yǎng)的重要途徑，單元教學是促進深度學習的有效策略。但是，單元教學實踐還存在一些需要改進和優(yōu)化的問題，如單元教學對學生的自主學習能力有一定的要求，學生在自主學習過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力還有待提高。單元教學對教師的備課工作也提出了新的挑戰(zhàn)，教師的教學理念、專業(yè)知識、教學能力等需要進一步提高。另外，關于單元教學的評價方式還比較單一，如何兼顧過程性和結(jié)果性評價還需要進一步探究。

［參考文獻］

中華人民共和國教育部．普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）［M］．北京：人民教育出版社，2020．

何玲，黎加厚.促進學生深度學習［J］.現(xiàn)代教學，2005（5）： 29-30.

黃麗娜.基于深度學習的高中生物學大單元主題教學實踐分析［J］. 教學管理與教育研究，2021，6（24）：99-101.