吳久宏

摘要：通過教學處理，將學習材料與學生的已有經(jīng)驗、認知基礎進行有意義的關聯(lián)，可讓學生積極主動地進入“學習場”，促進深度學習。教學《細胞的衰老和凋亡》一課時，嘗試引領學生建立學習材料與學情、活動體驗、學習內驅的意義關聯(lián)。

關鍵詞：意義關聯(lián);深度學習;學情;活動體驗;學習內驅

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》在“課程性質”中強調：“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?！比绾巫寣W習真正發(fā)生？如何讓學生親歷知識的形成過程？教師的教如何更好地促進學生的學？筆者認為，教師通過教學處理，將學習材料與學生的已有經(jīng)驗、認知基礎進行有意義的關聯(lián)（即“意義關聯(lián)”），可讓學生積極主動地進入“學習場”，促進深度學習。教學人教版高中生物必修1《細胞的衰老和凋亡》一課時，筆者便嘗試建立學習材料與學情、活動體驗、學習內驅的意義關聯(lián)。一、建立學習材料與學情的意義關聯(lián)

美國教育心理學家奧蘇伯爾說過：“假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話，那么，我將一言以蔽之曰：影響學習的唯一最重要的因素，就是學習者已經(jīng)知道了什么。要探明這一點，并應據(jù)此進行教學?！睂W生進入課堂時并非一塊白板，而帶著日常經(jīng)驗和在其他情境中獲得的先前知識等。有意義的學習就是將新知識與已有知識、經(jīng)驗建立明確的聯(lián)系，并將新知識整合進原有知識結構的過程。這就啟發(fā)我們：研究和把控學情是教師開展教學活動的前提和首要任務。

教師可重點從以下幾個方面立體地剖析學情：（1）分析“已知”，即學生已經(jīng)有哪些與學習材料相關的知識儲備、生活經(jīng)驗或相關習得、能力基礎;（2）預測“未知”，即學習材料對于學生來說存在哪些挑戰(zhàn)，存在哪些認知與能力的障礙;（3）研究學生的認知風格，尊重他們在知覺、記憶和思維模式上的差異，剖析他們在學習過程中處理信息的模式和完成學習任務時所使用的策略。

具體到《細胞的衰老和凋亡》一課，我們可這樣分析學情：

（1）知識儲備分析：具備細胞的結構和功能、物質運輸、能量代謝等基礎知識;對細胞的增殖分化有一定的認識。

（2）生活經(jīng)驗分析：對宏觀的人體衰老等現(xiàn)象有一定的感知，但是對微觀的細胞衰老比較陌生。

（3）“未知”分析：個體衰老與細胞衰老有什么關系？細胞衰老有哪些表現(xiàn)？細胞衰老的原因是什么？凋亡與壞死是什么關系？

（4）認知特點和學習習慣分析：自主學習能力有所提高，學習策略和技巧更加完善;對實際應用問題興趣濃厚;偏愛體驗式、討論式學習。

在充分把控學情的基礎上，設計教學主線，建立意義關聯(lián)：課前，利用網(wǎng)絡，收集關于人體衰老、細胞衰老、細胞凋亡的教學資源，包括文字素材、圖片素材和視頻素材等，幫助學生增加感性認識，克服對微觀結構認識的困難;設計組織觀察、討論等探究性學習活動，幫助學生領悟科學研究的方法;創(chuàng)建多個討論議題，如個體衰老與細胞衰老的關系、細胞衰老的原因、細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別等，幫助學生樹立生命觀念，培養(yǎng)社會責任感，提升科學思維。

二、建立學習材料與活動體驗的意義關聯(lián)

“活動與體驗”是深度學習的核心特征：“活動”是指以學生為主體、有思維參與的主動活動，而非不受控制的生理活動或受他人支配的肢體活動;“體驗”是指學生在活動中生發(fā)的內心體驗。學生要成為學習的主體而不是被動的知識接收器，就得有“活動”的機會，有“親身經(jīng)歷”（用自己的身體、頭腦和心靈去模擬地、簡約地經(jīng)歷）知識的發(fā)現(xiàn)、形成、發(fā)展過程的機會，讓學習在心底留痕。

《細胞的衰老和凋亡》一課，學生熟悉的是個體的衰老，而細胞的衰老因其微觀不可見性，學生是沒有感性認知基礎的。那如何突破本節(jié)課的核心內容“細胞衰老的特征”？通過學習活動讓學生在體驗中感悟，建立與學習材料的意義關聯(lián)，是解決這一問題的較好途徑。具體地，我們可設置如下實驗探究學習活動。

（一）衰老細胞的水分真的會減少嗎？

1.實驗步驟：剪取相同大小的同種植物葉片（一片新鮮的綠葉、一片衰老的黃葉），分別裝在兩支試管中;將試管傾斜45°，底部置于酒精燈火焰上方1 cm處，灼燒約30秒。

2.觀察現(xiàn)象：比較冷凝水出現(xiàn)的快慢以及30秒內出現(xiàn)的水的多少。

3.啟發(fā)思考：從實驗現(xiàn)象中，你能得出什么結論？受到什么啟發(fā)？

讓學生在動手實驗中，感知到衰老葉片的含水量明顯少于新鮮葉片，從而體悟出“水分減少是衰老細胞的重要特征之一”這一結論，繼而從細胞結構和功能相適應的視角對細胞衰老的特征進行歸納和總結。這比教師簡單地告知結論效果要好得多，能有效培養(yǎng)學生的生命觀念和科學思維。

（二）衰老細胞的呼吸作用速率會減慢嗎？

1.實驗原理：離體葉片在黑暗中只進行呼吸作用;暗處理24 h，葉片中的糖類被消耗完;接著，用蛋白質、脂類等作為底物（反應原料）進行呼吸作用，由于蛋白質、脂類的氫含量大于糖類，消耗的氧氣多，使呼吸過程中氧氣的吸收量大于二氧化碳的釋放量。

2.實驗步驟：（1）將250 mL錐形瓶洗凈、晾干備用;（2）材料分組裝瓶處理;（3）用自然球長9 cm的小氣球套住錐形瓶口，封瓶后放置在25℃（恒定）的黑暗條件下，72 h后測定氣球的內陷程度。

3.分析結論：72 h后，新鮮葉片對應的氣球內陷程度明顯高于衰老葉片的，說明衰老程度大的葉片消耗的氧氣更少，呼吸作用速率更低。

教師講解相關原理后，讓學生進行實驗設計，將抽象、靜態(tài)的結論還原為直觀、生動的探尋。同時，還能將本冊第5章所學的“ATP的主要來源——細胞呼吸”與本課內容關聯(lián)起來，讓學生經(jīng)歷知識結構的豐盈過程。

當然，學習活動顯然不只是實驗探究活動，還有座談會、背后故事、文藝形式、討論會、成果展示、志愿服務等形式?！都毎乃ダ虾偷蛲觥芬徽n，還可以通過“時光機”App，拍攝教師和學生從青年變成老年的視頻，投射到大屏幕上，讓學生提前感受從年輕走向衰老的時光歷程，升華對生命的敬畏和對光陰的珍惜。也可以布置課外任務，讓學生查閱報刊、利用互聯(lián)網(wǎng)或走訪敬老院，搜集有關老齡化的資料，了解老年人的生活狀態(tài)，延續(xù)學生對老年人的關心，同時引發(fā)他們對人口老齡化給國家、社會和家庭等帶來的一系列問題的思考。

三、建立學習材料與學習內驅的意義關聯(lián)

教學若不能打動學生，何談深度學習？深度學習就是要引導學生透過符號去感受（理解）背后的內容與意義，去理解知識最初被發(fā)現(xiàn)時人們面臨的問題，解決問題的思路，采用的思維方式、思考過程，去理解知識發(fā)現(xiàn)者可能有的情感，判斷、評價知識的價值。只有經(jīng)歷這樣的過程，知識才可能活化為學生的精神力量，優(yōu)化學生認識世界的方式;學習的過程才能成為學生成長發(fā)展的過程。

教學“細胞衰老的原因”這一內容時，教師首先分發(fā)了如下閱讀材料：

自由基（free radical），又稱游離基，是指化合物分子在光、熱等外界條件下，共價鍵發(fā)生斷裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。1900年，摩西·岡伯格于密歇根大學發(fā)現(xiàn)并證實了第一個自由基——三苯甲基自由基;1956年，德納姆·哈曼提出衰老是細胞代謝過程中生成的自由基的有害作用造成的;中國有機化學家劉有成院士在自由基化學領域也做出了杰出的貢獻。

人體細胞中常見的自由基有：超氧陰離子自由基（·O-2）、羥自由基（·OH）、羧自由基（ROO·）、一氧化氮自由基（NO·）、硝基自由基（·ONOO-）等。這些自由基會影響生物膜的活性，引起DNA突變和蛋白質活性的降低，從而導致細胞衰老。

然后，引發(fā)學生的認知沖突：你知道超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）究竟是什么嗎？它有什么作用？蘭蔻“小黑瓶”宣稱是全球首款“基因保養(yǎng)”類的精華肌底護膚產品，對于這則廣告宣傳，你怎么看？抗衰老、延年益壽成為當今社會很多人追捧的話題，如果你是一名醫(yī)生，你會提供什么樣的見解和建議呢？

進一步，激發(fā)學生的學習內驅：關于衰老的原因，目前有“自由基學說”“端粒學說”等，研究還在持續(xù)進行中……希望同學們發(fā)奮圖強，打牢學習基礎，將來投身科研，探尋生老病死的奧秘，為人類的健康、幸福而奮斗！

《細胞的衰老和凋亡》一課教學，顯然不只是為了讓學生記住“細胞衰老與個體衰老間的關系”“細胞衰老的特征”“細胞凋亡與壞死的區(qū)別”等結論，更指向引導學生透過材料，建立與現(xiàn)實生活、個體生老病死的直接關聯(lián)：衰老的原因有哪些？目前對于衰老原因的研究有哪些成果？凋亡與壞死有什么區(qū)別？這些問題能引發(fā)學生體悟“衰老不可避免”“凋亡是細胞的程序性死亡”“壞死是由某些外界因素造成的細胞急速死亡，是一種被動性死亡”，生發(fā)對衰老原因、造成壞死的因素等的探究欲，了解到健康的生活方式的意義，感受到學習生物知識能更好地指導、服務生活實踐。

本文系江蘇省中小學教學研究第十三期基金項目課題“指向深度學習的高中生物學習資料包開發(fā)與應用”（編號：2019JK13ZB05）的階段性研究成果。

參考文獻：

[1] 郭華.深度學習及其意義[J].課程·教材·教法，2016（11）.

[2] 劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養(yǎng)（理論普及讀本）[M].北京：教育科學出版社，2018.評價研究