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刊名: 教学与研究
        Teaching and Research
主办:  中国人民大学
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  大16开
ISSN: 0257-2826
CN:   11-1454/G4
邮发代号: 2-256

历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953

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促进深度学习的生物学概念教学 ——以”主动运输“为例

【作者】 罗彩红

【机构】 (广东省东莞市大岭山中学)


【正文】摘 要:本文以“主动运输”为例,利用深度学习理念来指导教学,层层剖析概念,创设情境,分析资料,进行实验探究、模型与建模,绘制思维导图等手段来构建概念,实现对概念的深层理解和迁移运用于实际的目的。
  关键词:深度学习;生物学概念;构建;主动运输
  生物学概念是组成生物学素养的重要部分。聚焦概念开展深度教学,对于学生深层理解以及迁移应用知识意义重大,同时能提升学生的学科核心素养,使立德树人真正落地。但现实中部分教师忽视学生对概念生成过程的探究,只是照本宣科进行讲解;有些学生喜欢通过机械记忆来学习概念,对其内涵及外延不求甚解,不懂迁移运用,发展核心素养也就成为空话。
  有见及此,笔者尝试引导学生参与概念构建过程,由单纯知识获取的表层学习变为指向解决真实问题的深度学习。下面,笔者以人教版的“主动运输”概念为例,基于深度学习理念进行教学。
  一、厘清学生现有知识,设计深度学习任务
  教师要准确分析学情,在准备阶段、激活先期知识与获取新知识阶段做好充分的研究,这样才能使深度加工知识阶段顺利进行。认真研究学生已有哪些前概念,如何认识、思考和解决问题的,在学习过程中可能会遇到哪些困难。站在学生成长的立场来思考教学任务,将目标与活动建立起立下,有针对性地设计深度学习任务和学习活动。
  在“主动运输”概念教学中,笔者分析学生已有前概念和迷思概念如下表(表1)。

表1 学生已有有关”主动运输”的前概念、迷思概念分析表








  基于以上学生学情,明确“主动运输”深度学习的任务是将“主动运输”分解成为三个次位概念,利用资料、实验、模型以及问题驱动,通过与前概念形成认知冲突,逐步解决学生的迷思概念,螺旋上升构建形成“主动运输”这个重要概念。
  二、采用多样教学策略,深度构建生物概念
  教师厘清学生基本学情和明确学习任务以后,创设生活情境,引发认知冲突,确立好概念的中心问题,引导学生理性学习关于概念的一些新事实,并与原有的认知结构融为一体,建构起前后概念体系,真正学会解决真实情境中与概念有关的问题。对于概念教学,笔者以新教材中重要概念进行系统整合确定单元学习主题,引导学生主动建构好概念。笔者设计的深度学习理念下的概念教学策略流程如图1。








图1 深度学习理念下的生物学概念教学策略

  基于以上深度学习理念下的概念教学策略流程,笔者对“主动运输”采取的深度教学策略如图2所示:













图2 深度学习理念下的"主动运输"概念教学策略

  具体教学策略操作如下:
  (一)创设教学情境,激发认知行为
  高中的生物学概念往往比较抽象,学生难以理解掌握。可以利用情境使概念变得具体、形象,为学生认知形成良好刺激,从而使概念学习构建过程成为对概念本身的接受,同时在情感上产生共鸣。情境还可以使单调的毫无趣味性的概念产生丰富的附着点和切实的生长点,让学习变得深刻有意义。教师在概念教学过程中要创设多种情境,激发学生学习兴趣,利用学生的生活经验和前概念,引发认知冲突。 
  笔者在“主动运输”概念教学过程中,将“主动运输”分解为三个次位概念,创设有利于概念建构的教学情境(表2)。

表2 “主动运输”深度教学情境策略















  (二)利用问题驱动,深度构建概念   
  优秀教师格蕾塔曾经说过这样一句话:如果必须要我说出教学有什么窍门的话,那一定是问题。当教师不断地设置问题给学生并得到回答的时候,就会不断地接近想要的预期目标。问题是学生思维训练的发动机,通过问题驱动,培养学生的科学思维是深度教学的重要表现。在构建“主动运输”三个次位概念创设的情境中,笔者都配以层层递进的问题串,驱动学生深度学习,发展学生科学思维。下面,笔者简述一下在“主动运输”深度教学中的问题设计(表3)。

表3 “主动运输”深度教学中的问题驱动策略













  通过问题驱动,引导学生深入思考,批判性地构建好次位概念,再结合多媒体演示主动运输动态图,归纳概括出“主动运输”。
  (三)迁移应用概念,深化概念外延
  “迁移与应用”就是将学生所获取的知识转变成为学生综合实践能力。在深度学习中,“迁移与应用”是一项重要的学习策略,是将知识活化的标志,也是学习成果的体现。
  笔者在“主动运输”的深度教学过程中,创设了两个情境让学生应用所学概念进行解决:1.小肠中氨基酸、葡萄糖浓度远远低于它们在小肠上皮细胞中的浓度,但它们仍然被小肠上皮细胞吸收;2.各种植物根部外面的土壤溶液中,植物生命活动需要的很多矿质元素的浓度一般情况都低于细胞液的浓度。基于情境引导学生思考资料中的物质以什么运输方式进入细胞?为什么要以这种方式运输?
  通过迁移应用“主动运输”,深化了“主动运输”的意义,同时也拓展了“主动运输”的概念外延。最后组织学生汇报搜集的与之有关的疾病的一些研究进展,既拓展了概念的外延,也对学生进行了社会责任教育。  
  (四)网络构建概念,整合概念体系
  奥苏伯尔认知理论认为,学习实际上就是学生认知结构的组织和再组织,即新旧知识的相互联系、相互作用的过程。整合前后知识有效手段就是将知识网络化,利用知识树、概念图或者思维导图等形式建立概念的框架网络,再根据新学的知识不断向已有网络增添新的概念,它有助于深度学习,是学生深度学习的有效工具。
  构建好“主动运输”后,笔者让学生绘制“物质进出细胞的方式”思维导图,建立概念之间联系,形成良好概念知识体系。
  三、持续性评价与反思,驱动构建生物概念
  (一)持续性评价学习过程,主动形成构建概念
  持续性评价是深度学习中教师教、学生学习不可或缺的环节。教师要永远关注学生是否学会了,以学科核心素养为导向进行立体性评价。持续性评价要贯穿学习的全过程,让学生全程清楚学习的目标是什么,并自主反馈学习的目标是否完成,主动反思和调控学习进程,主动形成构建概念。
  在“主动运输”的深度教学过程中,笔者设计的评价要点主要是课上观察学生回答问题、能否独立进行实验操作进行探究、从资料实验及模型中能否得出结论、能否绘制思维导图等来自主构建概念。
  (二)反思深度教学过程,调整概念构建策略
  教师要善于反思总结教学全过程,教学设计思路的结构化程度够不够,教学设计的关键环节是否缺失内在的系统联系,情境素材选取是否合理,问题设计、教学内容组织、教学活动安排和学生发展是否脱节。
  在“主动运输”教学过程中,亮点是对概念进行分解,层层递进深入引导。合理地创设多种情境,激发学生参与概念构建欲望,尤其创设的实验情境——氯化汞(呼吸抑制剂)对植物细胞吸收硝酸钾的影响,是学生刚做过的实验——《探究植物细胞的吸水和失水》的一个拓展,与前面实验结果对比,易于激发学生探究欲望,从而主动构建概念。另外两个动态的主动运输物理模型情境也极大地引发了学生学习概念热情,使抽象难懂的载体蛋白和能量这两个概念具体化、直观化。在情境引起的强烈的感性认知冲突下,结合层层递进的问题串、绘制概念图等深层次的思维引导,驱动学生自主构建好“主动运输”,最后在实际情境中灵活应用。不足的是本次所做实验是定性分析,最好能有具体的实验数据进行定量分析,让概念构建更具有事实支撑。
  通过反思,笔者明确了深度学习理念下的高中生物概念教学该如何更好地开展。
  参考文献:
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  [3]刘月霞,郭华.深度学习:走向核心素养:理论普及读本[M].北京:教育科学出版社,2018:003-025,100-108.
  [4]安富海.促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程·教材·教法,2014(11):58-60.
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