促进“深度学习”的教学实践与思考——以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验教学内容为例

（江苏省滨海县八滩中学江苏盐城224541）

目前，正在实施的新一轮课程改革中，科学探究是高中生物学科核心素养的主要内容之一，也是一种教育思想，还是一种学习方式，能够有效地促进学生转变获取知识和能力的方法。在生物学科学探究的实践研究中，由于教师的理解不完全统一，或是学校的学生基础薄弱，亦或是实验条件的缺位，导致科学探究氛围缺乏浓厚性，不能将学生的思维激活到最佳状态；还会导致探究问题和目标的设置缺乏可操作性，无探究的必要和价值；也会导致科学探究的组织方法缺乏科学性，不能确保科学探究的有效性；甚至导致探究过程中教师的角色定位不当，教师由教学的“中心”走向教学的“边缘”；更会导致对学习小组缺乏激励性，不能使学生继续保持积极、活跃的心理状态，并延伸到下一阶段的科学探究中去。殊不知，掌握科学探究的方法能促进学生将自己在课堂上所习得的新知融入自己的知识结构当中，构建起知识框架，进而由以知识积累为主的简单学习过渡到思维品质培养的深度学习。

教学实践的流程为：科学探究之前（发现问题、作出假设）→科学探究之始（设计实验、制定方案、构建见解）→科学探究之中（进行实验、内化知识）→科学探究之后（得出结论、交流评价）→思索质疑（新的问题）→二次科学探究（新的发现）……在实践中实现获取学科基础知识、领悟科学研究方法、发展科学探究能力、提高学科思维素养。

在深度学习的设计实施中，情境素材的选取是比较关键的一步。教师可以在落实教材中本课时教学任务之前，首先利用学生亲身经历过的事实创设问题情境；然后，对学生科学分组和分工，使各小组做到合理搭配，分工细致、职责分明；再利用学生初中阶段学过呼吸作用的知识作为认知基础，充分挖掘教材内容，引导学生根据课本知识，主动探究酵母细胞的呼吸方式。教师所设计的问题应该由浅入深、由易到难、层层递进，为学生提供活跃创造性思维的载体，令学生“身临其境”。教师也可以利用学生自己产生的疑问来设计教学。例如，学生在认知过程中的猜想和假设——酵母菌有氧呼吸除了有CO2产生还有其他物质产生吗?学生的深层思考——酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2到底谁多谁少?学生在探究和问题再生的过程中所得到的思维结果——其他生物无氧呼吸也产生酒精吗?学生在原有的思维基础上获得更多的发展空间——是否还有其他的方法来检测CO2和酒精？这样既关联到核心知识，又关联到核心思想方法，更关联到学生发展的核心素养。

如果上述带有一定难度的问题介于学生现有水平和可能的发展水平两者之间的最近发展区，又符合学生的认知习惯，就能调动学生探究的积极性，发挥其潜能。教师基于实验原理，提出问题，引导学生小组进行合作：怎么鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？重铬酸钾溶液检测酒精在其他酸性条件下也变成灰绿色？引导学生，思考实验材料与实验试剂的选择以及实验装置的设计：为什么选择单细胞的酵母菌？怎么配制酵母菌培养液？怎样保证酵母菌在整个实验过程中能保持活性？为什么选择糖类最合适？糖类中为什么选择葡萄糖更好？你可以设计出比教材所示的更简便实用的实验装置吗？各学习小组讨论实验步骤，构建自己的见解，在各种观点之间建立多元联接。此时，教师适时地补充问题：①本实验的自变量是什么？因变量是什么？无关变量又是什么？②设置几组实验？哪个是实验组？哪个是对照组？③怎样控制有氧和无氧的条件？学生在理解事物的基础上不断地质疑辨析，在质疑辨析中加深对深层知识和复杂概念的理解，并把它们纳入原有的认知结构中，顺利进行下一个发展区，进而更主动地参与学习和构建知识的过程。

掌握学科知识是具备学科素养的基础，学习与发展是一种社会化的合作活动，学习的最终目的不是仅仅为了“学会”知识，而是为了“会学”知识。进入实验室，学生在活动过程中又不断地调整原有认知结构：有的学生用温水活化酵母菌；有的学生在各瓶中依次加入特定的溶液和活化好的酵母菌菌种；有的学生按照教材的设计来连接组装实验装置；有的学生接通通气泵的电源开始实验；有的学生观察记录实验过程中现象；有的学生检测酒精生成；有的学生思考两种呼吸的化学方程式书写……各成员自觉地把探究过程中的发现与自己的预测或猜想进行对照，互帮互学、主动发现并提出新的探究问题，迸出了创新的火花，手脑结合在形成技能素养的同时内化形成知识、积极思维，使探究活动不断向深层次发展，并对建构产生的结果进行重新审视、分析、调整，同时主动地对新知识作出理解和判断，运用原有的知识经验对新概念（原理）或问题进行分析、鉴别、评价，形成自我对知识的理解，建构新的认知序列。

小组中的“协作”发生在探究过程的始终：组长代表本组汇报探究过程、结果和自我评价，成员1评价其他小组的优点，成员2评价其他小组的有待改进的地方，成员3对其他小组提