江蘇省泰州市泰興中學(xué) 蔣 進(jìn)

在學(xué)科核心素養(yǎng)下，生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一是提高學(xué)生的思維與認(rèn)知能力。其中模型建構(gòu)能力是生物學(xué)科關(guān)鍵能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一，其主要是輔助學(xué)生理解與掌握所學(xué)的生物學(xué)科知識(shí)，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)生物知識(shí)的效果。然而，傳統(tǒng)的淺層學(xué)習(xí)理念只注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“做題”，不要求學(xué)生對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行批判性思考和分析，影響了他們解題能力的發(fā)展。因此，有效地貫徹深度學(xué)習(xí)理念，促進(jìn)學(xué)生生物模型建構(gòu)能力發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、深度學(xué)習(xí)理念在高中生物模型建構(gòu)與應(yīng)用中的價(jià)值

深度學(xué)習(xí)，主要是相對(duì)于以往的淺層學(xué)習(xí)而言的一種學(xué)習(xí)理念，具體就是立足于學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，讓他們可以在看待問(wèn)題的時(shí)候使用批判性思維，或者批判性地去學(xué)習(xí)全新的知識(shí)、思想等，之后促進(jìn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的完善與發(fā)展。同理，在高中生物模型建構(gòu)與運(yùn)用的過(guò)程中，如果可以有效地運(yùn)用深度學(xué)習(xí)理念，那么同樣可以為生物模型建構(gòu)提供一個(gè)有效的思維方式，對(duì)增強(qiáng)高中的生物教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生生物模型建構(gòu)能力發(fā)展，構(gòu)建有效生物課堂有很大幫助。比如：基于深度學(xué)習(xí)理念的有效運(yùn)用，可以在新授課、實(shí)驗(yàn)課、試題講評(píng)課等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中貫徹生物模型建構(gòu)理念，這對(duì)提高學(xué)生自身的生物模型建構(gòu)能力具有積極的意義。

二、深度學(xué)習(xí)理念在高中生物模型建構(gòu)與應(yīng)用中的策略

（一）建構(gòu)物理模型，對(duì)抽象生物學(xué)概念直觀表達(dá)

物理模型是高中生物模型構(gòu)建中最為常用的一類生物模型，主要是指顯示客觀的現(xiàn)實(shí)或與客觀事物相似的模型，相應(yīng)的狀態(tài)變量同原有事物之間基本可以維持統(tǒng)一狀態(tài)?；谖锢砟Ｐ偷臉?gòu)建，可以對(duì)相應(yīng)事物功能與性質(zhì)進(jìn)行模擬，力求可以對(duì)相應(yīng)對(duì)象進(jìn)行解釋，可以采用一些特殊的色彩、圖形、符號(hào)等來(lái)對(duì)生命現(xiàn)象的發(fā)生與發(fā)展，以及生物的生理與結(jié)構(gòu)相關(guān)性等形成深刻認(rèn)知。由于所構(gòu)建的模型中可以涵蓋眾多生物知識(shí)信息，所以可以利用所構(gòu)建的形態(tài)結(jié)構(gòu)模型來(lái)有效地表達(dá)生物知識(shí)。高中生物階段中最為常見(jiàn)的物理模型主要是形態(tài)結(jié)構(gòu)模型，如關(guān)于生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)、器官、組織與細(xì)胞等的結(jié)構(gòu)模型，尤其是DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)、動(dòng)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)等最為常見(jiàn)。因此，為了幫助學(xué)生更好地理解與掌握這些抽象、關(guān)鍵的高中生物概念性知識(shí)，可以采取構(gòu)建物理模型的方式來(lái)開(kāi)展教學(xué)。

例如：在為學(xué)生講解動(dòng)物細(xì)胞部分生物知識(shí)期間，為了幫助學(xué)生對(duì)其對(duì)應(yīng)的真核細(xì)胞及其構(gòu)成情況形成深刻認(rèn)知，可以采取物理模型建構(gòu)的方式幫助他們學(xué)習(xí)其中的相關(guān)知識(shí)。針對(duì)這個(gè)模型的建構(gòu)，可以為學(xué)生提前準(zhǔn)備大頭針、卡片以及多種顏色的橡皮泥等教學(xué)器材，引導(dǎo)他們相應(yīng)地構(gòu)建真核細(xì)胞的三維立體結(jié)構(gòu)模型。在具體的教學(xué)過(guò)程中，可以依據(jù)下述教學(xué)流程：首先，在課堂教學(xué)期間，教師可以結(jié)合生物教材內(nèi)容為學(xué)生認(rèn)真講解模型的概念、類別以及構(gòu)建原則等相關(guān)理論知識(shí)。其次，可以采取小組合作的學(xué)習(xí)方式，指導(dǎo)學(xué)生靈活地運(yùn)用所提供的教學(xué)器材，相互討論和溝通細(xì)胞器之間的連接方式以及不同細(xì)胞器的顏色，力求在動(dòng)手制作相應(yīng)模型的時(shí)候突出不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，保證學(xué)生可以更加便于觀察。再次，可以讓學(xué)習(xí)小組的成員分別設(shè)定制作任務(wù)，使他們可以在有機(jī)組合各種細(xì)胞器的過(guò)程中將動(dòng)物細(xì)胞的真核細(xì)胞三維模型完整展現(xiàn)出來(lái)。最后，可以采取查漏補(bǔ)缺的方式，引導(dǎo)各個(gè)學(xué)習(xí)小組將所構(gòu)建的模型展示出來(lái)，通過(guò)組內(nèi)自評(píng)、組間相互評(píng)價(jià)以及教師評(píng)價(jià)等多元評(píng)價(jià)方式完善物理模型的構(gòu)建。通過(guò)有效地運(yùn)用所構(gòu)建的物理模型，可以顯著促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力、思維能力的發(fā)展。

（二）建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，培養(yǎng)高中生的類比推理能力

數(shù)學(xué)語(yǔ)言豐富，涵蓋了函數(shù)、圖像、計(jì)算公式、符號(hào)等眾多語(yǔ)言形式。通過(guò)有效地運(yùn)用函數(shù)、圖像、計(jì)算公式等抽象性數(shù)學(xué)語(yǔ)言元素，結(jié)合生命活動(dòng)規(guī)律等方面生物知識(shí)，構(gòu)建符合生物知識(shí)本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型，可以輔助高中生更好地認(rèn)識(shí)所學(xué)的抽象性生物知識(shí)。在現(xiàn)階段高中生物教材中，涉及的數(shù)學(xué)模型眾多，如計(jì)算類模型（遺傳規(guī)律比例、基因頻率、遺傳病概率、蛋白質(zhì)合成分子量、DNA 結(jié)構(gòu)中堿基數(shù)量與比例等）、種群“J”型增長(zhǎng)、能量流動(dòng)模型等。

例如：在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)完“大腸桿菌數(shù)量變化規(guī)律”部分生物知識(shí)后，可以借助多媒體設(shè)備為學(xué)生展示“澳大利亞地區(qū)野兔呈現(xiàn)倍數(shù)的增長(zhǎng)”變化情況，并引導(dǎo)班級(jí)學(xué)生深入思考“野兔數(shù)量快速增長(zhǎng)的原因是什么？”“野兔數(shù)量增長(zhǎng)的變化曲線是何種類型與形式？”等幾個(gè)問(wèn)題。這種深入思考和討論的方式，可以使高中生意識(shí)到野兔增長(zhǎng)規(guī)律和已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)曲線比較相似。假定在生存空間沒(méi)有限制且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足的條件下，大腸桿菌的種群數(shù)量增長(zhǎng)的變化公式為N=2n，呈現(xiàn)為“J”型變化曲線。然后教師可以為學(xué)生設(shè)定“假定的數(shù)量為10 只，那么其數(shù)量增長(zhǎng)的公式會(huì)變成什么類型？”這一思考題。隨后教師可以繼續(xù)引導(dǎo)高中生推導(dǎo)出Nt=No×λt這一數(shù)學(xué)模型。這種數(shù)學(xué)模型建構(gòu)方式，可以在有效輔助學(xué)生理解所學(xué)生物知識(shí)的同時(shí)，促進(jìn)他們類比推理能力和思維能力的發(fā)展，最終可以有效提升他們的問(wèn)題分析和求解能力。

（三）建構(gòu)概念模型，發(fā)展學(xué)生系統(tǒng)邏輯思維能力

所謂的概念模型，主要是采取文字表述的方式來(lái)對(duì)某一事物的本質(zhì)特征進(jìn)行概括，并且可以利用所構(gòu)建的概念模型來(lái)抽象地描述生物學(xué)當(dāng)中所涉及的核心概念、關(guān)鍵內(nèi)涵以及重要外延知識(shí)。對(duì)概念模型而言，其一般以概念圖的方式進(jìn)行呈現(xiàn)，可以對(duì)改變之間的相關(guān)性進(jìn)行有效表達(dá)，同時(shí)也可以采取命題的方式來(lái)對(duì)概念之間的意義與聯(lián)系之間進(jìn)行深刻體現(xiàn)。通過(guò)有效地構(gòu)建這些概念模型，同樣可以幫助高中生更加深刻地理解與掌握所學(xué)生物概念的相關(guān)性，可以有效地完善學(xué)生所構(gòu)建的生物知識(shí)架構(gòu)，提高他們理解和運(yùn)用生物概念知識(shí)的能力。特別是對(duì)那些抽象、繁雜的生物學(xué)概念知識(shí)，都可以選擇利用概念圖的方式來(lái)進(jìn)行直觀性呈現(xiàn)，以此增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)的效果。

例如：在高中生物教學(xué)中，針對(duì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的概念、酶和蛋白質(zhì)的關(guān)系、光合作用中能量與物質(zhì)的變化、自然選擇學(xué)說(shuō)等都可以構(gòu)建相應(yīng)的概念模型。在指導(dǎo)高中生建構(gòu)生物概念模型器具時(shí)，教師可以針對(duì)每個(gè)章節(jié)的生物知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自主思考和相互討論，對(duì)概念模型建構(gòu)中涉及的核心概念、次級(jí)概念等進(jìn)行系統(tǒng)化梳理。然后依據(jù)概念模型的繪制方式進(jìn)行自主模仿繪制和建構(gòu)，借助這一個(gè)生物概念模型的構(gòu)建過(guò)程幫助學(xué)生對(duì)相關(guān)的生物概念形成深刻認(rèn)知，并且在他們深入思考過(guò)程中有效促進(jìn)他們發(fā)散思維能力的發(fā)展。實(shí)際上，概念模型的構(gòu)建同思維導(dǎo)圖的應(yīng)用形式比較類似，教師可以在平時(shí)生物課堂教學(xué)過(guò)程中將思維導(dǎo)圖的繪制方式與注意事項(xiàng)傳授給學(xué)生，使學(xué)生可以結(jié)合自己所學(xué)的生物知識(shí)與重難點(diǎn)，多多構(gòu)建和應(yīng)用符合自己生物知識(shí)學(xué)習(xí)情況的思維導(dǎo)圖，最終充分發(fā)揮概念模型的作用來(lái)全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)關(guān)鍵生物概念知識(shí)的能力。

總之，深度學(xué)習(xí)側(cè)重于學(xué)生主觀思維能動(dòng)性的發(fā)揮，強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展深入思考和辯證思考，力求借助有效思考方式來(lái)全面提高他們學(xué)習(xí)的效果。在高中生物教學(xué)中，可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和要求，引導(dǎo)學(xué)生靈活地構(gòu)建和運(yùn)用物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型等，借助這些模型的構(gòu)建來(lái)不斷提升高中生的生物知識(shí)學(xué)習(xí)效果。