高中生物深度学习驱动策略研究论文

2024-03-22 09:47:07 来源: 作者:liyuan
摘要:深度学习是一种强调深入探索学科知识内涵、培养学生高阶思维能力的学习方法。在高中生物学科中,深度学习更注重培养学生的创造性学习能力,需要学生在深入理解生物知识的基础上进行批判性学习和运用。深度学习不仅可以提高学生的学术成绩,还可以培养他们的创新思维和解决问题的能力。为了实现深度学习,在生活课堂教学中,教师需要活用各种教学平台,如启思问题、探究任务、生物实验、实践活动等,以启动学生的思维程序,驱动学生有序、有条理地投入到生物知识建构生成过程中,从而更好地理解和掌握生物知识,提高他们的生物学习综合能力。
摘要
深度学习是一种强调深入探索学科知识内涵、培养学生高阶思维能力的学习方法。在高中生物学科中,深度学习更注重培养学生的创造性学习能力,需要学生在深入理解生物知识的基础上进行批判性学习和运用。深度学习不仅可以提高学生的学术成绩,还可以培养他们的创新思维和解决问题的能力。为了实现深度学习,在生活课堂教学中,教师需要活用各种教学平台,如启思问题、探究任务、生物实验、实践活动等,以启动学生的思维程序,驱动学生有序、有条理地投入到生物知识建构生成过程中,从而更好地理解和掌握生物知识,提高他们的生物学习综合能力。
[关键词]高中生物;深度学习;驱动策略;教学研究
深度学习教育理念下,高中生物学科教学应逐步由知识本位转向能力本位,将更多教学关注点放在学生学习方式改变、学习思维培养、学习能力提升等环节,促进学生生物学科核心素养形成与发展。高中生物教师应立足学科教学特殊性,加快教学观念和教学模式转变,围绕高中生认知特点和学科学情,科学设计生物课堂深度学习驱动策略,发动学生多元参与到生物知识深度学习中,挖掘学生生物学科学习思维潜力,提升学生生物学科学习品质,助推学生生物学科高阶思维能力不断提升。
一、问题驱动,激发生本学科思维
高中生物课堂教学投放具有较强启思性、引导性探究问题,能够激发学生学科学习思维,调动学生生物知识求知欲和探索欲。教师整合高质量的问题资源,合理选择情境教学载体加以投放,将学生带入特定的生物知识深度学习场景中。
(一)整合问题资源
深度学习要比浅层学习更加注重学生综合思维、综合能力塑造,需要指导学生梳理清楚生物知识间的联系,强化学生综合应用生物学科概念解决问题的能力。
着眼学生深度学习的生物课堂问题驱动教学,教师不能简单化把诸多问题素材直接抛给学生,而是要合理设置思维层级,按照由易到难、由点到面的次序,构建深度学习问题链。
如在学习“酶的特性”相关知识时,教师首要的任务是明确酶的定义,让学生对“酶”形成概念性的认知。然后围绕酶的催化作用,依次将“酶的特性有哪些?”“你能找出哪些因素可以直接影响酶的活性?”这两个指向课堂教学核心知识的问题抛给学生,引导学生形成对酶的高效性、专一性、作用条件较温和等生物认知,在问题的探究中掌握本节内容的重难点知识。最后再适当拓展问题教学维度,结合本节所学知识,在已知的八千多种酶中,适当选择几种常见的酶,指导学生探究其催化的不同化学反应,帮助学生全面深化对酶的特性的理解。
(二)创设问题情境
教师采取创设问题情境的方式投放生物问题素材,能够为抽象的提问内容增添生动性和直观性,调度学生通过生物问题探索学习兴趣,丰富学生生物知识建构生成的感性认知素材。教师减少生物课堂深度学习问题情境的思维限制,鼓励学生结合自身个性认知展开生物学科创造性学习。
在“酶的作用和本质”一小节中,教师创设问题情境,以细胞代谢中产生的代谢废物过氧化氢的分解为例,指导学生自主探究过氧化氢在不同条件下的分解速度。问题情境学习中,学生得出了温度、无机催化剂、酶的催化是影响其分解速度的主要因素的答案,也有学生认为其分解过程并不受其他因素干扰。学生们基于各自的观点,分别进行探究活动,再将各自所得的结果进行对比分析,形成最终结论:加热能够促进过氧化氢的分解,酶的催化效率高于无机催化剂,酶的催化作用具有高效性。开放性问题情境的创设,给了学生无限的可能性,使学生充分发挥他们的想象力,在思维的碰撞中深化对酶的作用的理解。
二、任务驱动,理清生本学习目标
深度学习驱动设计需要具有鲜明的方向性、目标性,离不开对应学习任务的辅助。教师精心筛选学习任务内容,创意设计多样化的任务驱动教学形式,让学生在学习目标引领下层层递进地探索生物知识的本质属性和学科内涵,深化学生生物知识认知理解。
(一)精选任务内容
生物课堂驱动型学习任务具备较强的学科性和目标性,需要围绕于生物课堂三维教学目标,紧密贴合生物课堂教学知识特点,同时匹配学生生物学科自主学习能力和深度学习需求,对教师教学应对提出了更高要求。
教师在设置学习任务内容时,要善于拆解生物课堂教学内容,将教学总目标拆解成诸多小目标,引导学生在不断解决子任务的过程中,对生物知识建立丰富的表象认知。“光合作用与能量转化”这一节包括捕获光能的色素和结构与光合作用的原理和应用两个小节,每个小节又有多个知识点,需要学生学习、掌握的内容很多。教师精选任务内容,设置多个学习目标,以逐层递进的方式,将本节的教学内容拆解为色素的种类及对光的吸收、叶绿体的结构、光合作用过程的两大反应阶段三大学习任务,在此基础上再在其中分别设置多个小任务,将教学的重点、难点在学习任务中展现在学生面前。有了清晰明确的学习任务做驱动,学生学习专注力和学习效率显著提升,学习效果更值得期待。
为提高学生任务学习主动性,教师可采取创新教学手段,创意设计驱动任务投放方式和组织形式,增强任务学习的生动性,让学生收获更多生物知识深度学习的认知体验和情感体验。
教师可以在任务驱动学习活动组织中渗透一些游戏要素、竞赛要素,为任务驱动学习注入更多活力。“细胞呼吸的原理和应用”是高中生物教学的一个重要章节,其中包含了多个重、难点知识点。教学该章节时,教师创新任务形式,对于细胞呼吸的方式、有氧呼吸和无氧呼吸的概念这种比较简单的知识点,要求学生独立学习掌握。而对于有氧呼吸的全过程、无氧呼吸的全过程、二者之间的对比等理解等学习难度较高的内容,教师组织学生相互配合,协作探究。在探究过程中教师可以有意引起学生间的竞争意识,使各小组竞相完善自己的学习成果,从而提高学生的细胞呼吸相关知识的学习质量。
三、实验驱动,强化生本操作体验
实验活动是高中生学习接受度较高的一种教学载体,以实验驱动学生展开生物知识深度学习,可以强化生本操作体验,提高学生生物学习参与效度。在课堂教学中,教师需要优化实验方法指导,强调实验反思学习,构建实验感知与理论构建的联系桥梁,提高学生实验活动深度学习实效性。
(一)优化实验指导
指导学生运用合理的实验方法展开实验探究,从实验操作、实验现象中归结生成生物知识,能够历练学生抽象思维、逻辑思维、辨析思维等高阶思维能力,提高学生生物知识建构准确度。学生对生物实验活动有特殊的学习情感,学习参与度较高,教师利用实验教学驱动学生进行深度学习时,需要将主要注意力落在各实验环节的教学指导上,规范学生生物实验操作行为,适时帮助学习答疑解惑,纠正学生错误认知,培养学生科学探究的实验学习核心素养。
生物实验学习是个动态性很强的深度学习过程,学生很多实验学习表现是不可预知的。教师需要全面预设学生生物实验学习各环节会出现的困惑或问题,选择恰当的时机渗透相关教学指导。如,“探究植物细胞的吸水和失水”生物实验教学活动中,该实验操作难度最大的步骤是在载物台上边滴加清水或蔗糖,边用吸水纸吸引。很多学生会因为忽略相关操作要点、出现操作失误等原因,导致生物实验学习失败,值得教师重点关注。
教师通过板书讲解和亲自操作示范来展示操作的细节,规范学生的实验操作,使学生掌握操作要领,使细胞充分浸润,确保出现明显的质壁分离现象。在进行实验时,教师需要做好动态跟进,适时答疑解惑,有助于实验的高质量完成。
(二)关注实验反思
生物实验教学活动关涉的教学环节、教学内容都较为丰富,教师组织学生进行实验反思时,不能局限于某一项内容的回顾反思,而是从生物实验的实验原理、实验方法、操作步骤、实验现象、实验结论等多个方面入手,指导学生系统回顾实验活动的全过程,提高学生生物实验反思学习品质。
比如在进行“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的生物实验过程中,教师根据实验进展,引导学生及时回顾相关的生物知识,有助于提升学生观察实验的效果。高等植物细胞有丝分裂的基本过程分为分裂间期、前期、中期、后期和末期,处于不同时期的细胞的特点是不同的。多环节的实验反思学习,可以帮助学生更加细致地分析每个时期的细胞的特征,让学生准确对应各个时期的细胞形态,促使学生深刻、全面地抽象出生物实验中蕴含的相关知识。
四、实践驱动,培养生本综合能力
依托生物实践活动驱动学生实践应用所学生物知识,能够推动学生生物学科深度学习成果内化,培养学生学科综合素养。教师有意识地延伸实践训练维度,加强实践项目与学生认知经验的对接融合,强化学生生物学科实践意识,提升学生实践应用能力。
(一)延伸实践维度
实践教学活动本身就具备较强的实践性、开放性、综合性,为教师拓展延伸生物学科实践学习维度创造了有利条件。教师多元切入生物实践活动设计时,要立足学科教学核心要素,设置知识巩固型、能力提升型实践活动,促进学生生物学科学习力提升的基础上,还要关注学科之外的教学对接,考查学生运用多学科学习内容解决实践任务的能力,落实学科交叉教学,促进学生全面发展。
高中生物知识的教学可拓展性很强,教师要多样化的延伸教学切点中选择最合适的角度,适应和满足学生学科综合能力的个性化成长需求。如学生在学习“细胞的能量‘货币’ATP”一节时,新接触到了ATP(三磷酸腺苷)这个新的概念。这种看不见摸不着的物质,一直是学生生物知识理解建构的一大“绊脚石”,给学生生物概念深度学习带来了很大挑战。教师在教学这部分内容时,将教学内容与学生的生活实践联系起来,将ATP比作学生日常生活中的零用钱,糖类、脂肪等则比作现实中的银行存款,而ATP与ADP(二磷酸腺苷)的相互转化则比作是商品交易的过程。这样的对应关系可以生动形象地将ATP在人体中的所起到的作用展现在学生面前,帮助学生更好理解相关内容,强化学生对于所学生物知识的认知,促进学生生物学习能力的提升。
(二)培养实践意识
学生可以把理论知识和实践应用结合到一起,学会自觉使用生物知识分析、解决生活现象和生活问题,是学生进行深度学习的重要特征。教师要将培养学生生物学科实践意识放在深度学习驱动教学的重要位置,在课堂教学中主动对接更多生物知识相关的应用案例、应用场景,凸显生物知识的实用价值,并让学生参与到生物知识实践应用的资源发掘中,强化学生自主发现生物问题、应用生物知识的实践能力。课下活动中,教师也要利用家庭资源、社会资源增设实践学习项目,给学生实践体验搭建学习平台。
教师加强课堂内外的联动设计,保持生物学科教学的一致性和连贯性,让学生在持续的实践教学影响下,建立深刻的生物学科实践意识。如学生在学习“组成细胞的分子”一章的过程中所学到的关于糖类、脂质、蛋白质等相关的生物学知识,与我们的日常生活是密切相关联的。教师在带领学生学习这一章内容时,尝试启发学生的生物学科实践意识,让学生去思考这些生物知识的可实践性。学生在经过思考后,可以发现这些知识与我们的日常生活具有十分密切的联系,进一步尝试应用所学知识去认识、解决一些生活中遇到的实际问题,比如吃熟鸡蛋容易被消化的原因、不能过多摄入脂肪的原因以及急性肠炎输入葡萄糖盐水的原因等。多点对接形式下的实践教学联动设计,让学生更加直观地认识到生物知识的应用方法和应用场景,有利于学生生物学科实践意识形成与强化。
综上,加强高中生物学科深度学习驱动教学,既是塑造学生生物学科学习动力,改善学生生物知识认知品质的有效方式,也是延展学生生物学习思维深度和广度,促进学生生物学科多元思维发展、综合能力成长的必然要求。采用启思问题、探究任务、生物实验、实践活动等教学策略,都是高中生物课堂触发学生深度学习的有效切入点,教师在教学中要提高生物课堂动态教学能力,善于根据学生认知学习情况灵活穿插渗透不同的驱动教学活动,为学生生物概念理解、认知体系建构带来更多思维启发,不断提升学生深度学习的实效性,从而提升生物学科核心素养的发展水平。
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