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摘要：以“基因在染色体上的实验证据”教学实践为例，从情景创设，激发学习兴趣;有效设问，适时评价，引导深度思考;贴图活动，参与深度探究;总结归纳，升华情感四个方面引导学生进行深度学习，实现知识学习与素养培养同步发展。
关键词：深度学习 基因在染色体上实验证据教学实践与思考
中图分类号：G633.91 文献标志码B
1问题的提出
《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的突出变化是将生物学学科核心素养作为本课程的宗旨。而目前高中生物课堂教学中仍普遍存在一些不利于核心素养养成的教学行为：如以知识传授为主，学生学习的主动性和兴趣不高，被动听课;教师能够正确解析知识，但关注知识形成的过程不够;关注教学技能多，关注学科思想方法少;过多关注学生解题技巧训练，较少关注学生素养发展。教学中存在的这些问题导致学生获得更多的是事实性知识、对知识浅显理解，运用知识解决实际问题的能力偏弱，思维深度不够，即学生的学习还停留在浅层学习。
2深度学习的内涵与特征
深度学习概念是美国学者马顿和萨尔乔于1976年针对孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习提出来的。深度学习是指在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，将它们融入原有的认知结构中，能在众多思想中进行联系，并能将已有的知识迁移到新的情境中去，作出决策和解决实际问题的学习。可见，深度学习是一种基于高阶思维发展的理解性学习，具有注重批判理解、强调内容整合、促进知识建构、着意迁移运用等特征。
生物学科深度学习是指建立在学生对生物学知识理解的基础上不断形成的学科观念和理性思维方式，能够针对生物学现象提出问题，设计实验，进行科学探究并解决问题的学习。
3指向深度学习的教学案例
在学科教学中如何促使学生从浅层学习进入深度学习？下面以“基因在染色体上的实验证据”观摩课，对深度学习理论在课堂教学中的应用进行了探索和思考。
3.1情景创设，激发学习兴趣
教师播放简介摩尔根及果蝇实验室的视频，并提出问题：摩尔根对萨顿和孟德尔的学说持什么态度？果蝇作为遺传学实验材料有哪些优点？
设计意图：教师促进激发学生认同科学的发展需要大胆质疑的勇气，使学生体会实验材料的选择是生物学实验成功的重要保障，通过科学小故事激发学生学习的兴趣。
3.2有效设问，适时评价，引导深度思考
教师展示摩尔根的果蝇杂交实验一（图1），并提出问题：红眼和白眼这一相对性状的遗传是否符合孟德尔分离规律？实验结果中有哪些现象是分离定律所不能解释的？你能对这种遗传现象做出解释吗？
各学生小组通过对实验现象的分析，能形成共识，即孟德尔一对相对性状的遗传规律适用于果蝇的眼色遗传;能够发现眼色遗传不同于孟德尔规律的现象，即白眼性状的遗传与性别有关。
设计意图：教师引导学生利用已学的孟德尔分离定律对新的遗传现象进行分析，同时训练学生的观察能力，制造认知冲突，激发学生的探究欲望，培养批判性思维能力。
教师展示雌、雄果蝇的染色体组成，提出问题：雌雄果蝇相同的染色体有哪几对？果蝇的性别由哪一对染色体决定的？果蝇的眼色性状可能与哪对染色体有关？
学习小组交流讨论，达成共识：性别是由性染色体决定的，与眼色有关的基因可能位于性染色体上。
设计意图：教师遵循学生的认知发展规律，为问题的解决搭建思维支架，培养学生科学思维的能力。
教师展示x与Y染色体的形态结构，引导学生尝试作出假说：控制眼色的基因位于x与Y染色体的哪一个区段上呢？
教师引导学生利用减数分裂过程中同源染色体的行为特点，判断x和Y是一对形态特殊的同源染色体，使学生认同x和Y染色体存在同源区和非同源区。各小组流讨论说出各自的观点，并提出本组的假说。
设计意图：提出假说是本节课的一个难点，这里没有规避性染色体同源区段，考虑3个方面：①完全模拟摩尔根的科学发现史;②遵循学生的认知规律;③培养学生思维的严密性。学生为自己的假说进行推理的过程，增加了探究的乐趣，同时推理成功可以让学生感受到学习的快乐，体会到科学研究的艰难。
最终，全班得出的假说有三种：①控制果蝇眼色的基因位于x染色体上的非同源区段（I）。②控制果蝇眼色的基因位于同源区段（Ⅱ）。③控制果蝇眼色的基因位于Y染色体上的非同源区段（Ⅲ）。
3.3贴图活动，参与深度探究
教师引导：你的假说能够解释果蝇杂交实验一（图1）的现象吗？
每组学生根据本组假说，利用染色体以及基因磁性贴片在白板上尝试贴出图1的遗传图解，最终学生得出的贴图图解见图2、图3。
作出假说③的小组无法表示出亲本红眼雌果蝇的基因型，因而作出该假说的小组意识到此种假说不成立，改为尝试假说①或假说②。
作出假说①和假说②的小组上台展示本组贴出的遗传图谱，学生讨论发现其遗传图谱都能解释果蝇杂交实验一的现象。
教师引导学生验证假说：究竟假说①和假说②哪个是正确的呢？用什么方法来验证假说？学生根据之前学习过的孟德尔豌豆杂交实验，能够意识到需要通过测交实验来验证提出的假说。
学生贴出的测交图谱见图4、图5。
学生上台展示测交结果，发现假说①和假说②的测交结果没有区别。
教师引导：该测交实验不能验证假说是否正确。开动脑筋，是否能够设计其他测交实验来验证假说是否正确呢？
学生通过贴图摸索之后，有一个小组提出，用纯种白眼雌果蝇与纯种红眼雄果蝇进行杂交。若后代雌果蝇为红眼，雄果蝇为白眼，则假说①正确;若后代都为红眼果蝇，则假说②正确。该小组展示的贴图见图6。
教师展示摩尔根当年的做法：用纯种白眼雌果蝇与纯种红眼雄果蝇进行杂交。学生发现自己与摩尔根的想法一致，情绪高涨。
3.4总结归纳，升华情感
教师引导学生归纳摩尔根的实验思路，即观察现象一提出问题一作出假说一演绎推理一验证实验一得出结论，使学生体会“假说一演绎法”在遗传学实验中的应用。
学生通过亲身实践体会到科学探究的乐趣与科学发展的不易，在情感上得到升华。
4反思
4.1深度学习需注意问题的开放度
深度学习的问题设计要有一定的开放性，开放的问题不是那种学生“坐在地上都能摘到桃”的简单问题，也不是那种学生“搭上梯子也摘不到桃”高难度问题，而是学生凭借自己的努力能够“跳一跳摘得到桃”的适切性问题。这样的问题最有利于激发学生的认知冲突，发展学生的批判性思维，促进深度学习。当然，问题的解决离不开教师的适时介入和循循善诱，否则，深度学习有可能沦为糊涂学习。
4.2深度学习需进行持续的过程性评价
持续的过程性评价是引导学生深度反思自己的学习状态并及时调整学习策略、实现深度学习的有效途径。它不仅可以促进学生深入理解学习内容，改进学习策略，还可以帮助教师及时调整教学策略，增强课堂学习实效性。
5结语
高中生物课程的根本任务是提高学生的生物学核心素养。传统教学活动中，学生浅层学习的背后是教师的浅层教学。为了促进学生的深度学习，需要开展有高阶思维的深度教学，才能实现学生知识学习与素养培养同步发展。
关键词：深度学习 基因在染色体上实验证据教学实践与思考
中图分类号：G633.91 文献标志码B
1问题的提出
《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的突出变化是将生物学学科核心素养作为本课程的宗旨。而目前高中生物课堂教学中仍普遍存在一些不利于核心素养养成的教学行为：如以知识传授为主，学生学习的主动性和兴趣不高，被动听课;教师能够正确解析知识，但关注知识形成的过程不够;关注教学技能多，关注学科思想方法少;过多关注学生解题技巧训练，较少关注学生素养发展。教学中存在的这些问题导致学生获得更多的是事实性知识、对知识浅显理解，运用知识解决实际问题的能力偏弱，思维深度不够，即学生的学习还停留在浅层学习。
2深度学习的内涵与特征
深度学习概念是美国学者马顿和萨尔乔于1976年针对孤立记忆和非批判性接受知识的浅层学习提出来的。深度学习是指在理解学习的基础上，学习者能够批判性地学习新的思想和事实，将它们融入原有的认知结构中，能在众多思想中进行联系，并能将已有的知识迁移到新的情境中去，作出决策和解决实际问题的学习。可见，深度学习是一种基于高阶思维发展的理解性学习，具有注重批判理解、强调内容整合、促进知识建构、着意迁移运用等特征。
生物学科深度学习是指建立在学生对生物学知识理解的基础上不断形成的学科观念和理性思维方式，能够针对生物学现象提出问题，设计实验，进行科学探究并解决问题的学习。
3指向深度学习的教学案例
在学科教学中如何促使学生从浅层学习进入深度学习？下面以“基因在染色体上的实验证据”观摩课，对深度学习理论在课堂教学中的应用进行了探索和思考。
3.1情景创设，激发学习兴趣
教师播放简介摩尔根及果蝇实验室的视频，并提出问题：摩尔根对萨顿和孟德尔的学说持什么态度？果蝇作为遺传学实验材料有哪些优点？
设计意图：教师促进激发学生认同科学的发展需要大胆质疑的勇气，使学生体会实验材料的选择是生物学实验成功的重要保障，通过科学小故事激发学生学习的兴趣。
3.2有效设问，适时评价，引导深度思考
教师展示摩尔根的果蝇杂交实验一（图1），并提出问题：红眼和白眼这一相对性状的遗传是否符合孟德尔分离规律？实验结果中有哪些现象是分离定律所不能解释的？你能对这种遗传现象做出解释吗？
各学生小组通过对实验现象的分析，能形成共识，即孟德尔一对相对性状的遗传规律适用于果蝇的眼色遗传;能够发现眼色遗传不同于孟德尔规律的现象，即白眼性状的遗传与性别有关。
设计意图：教师引导学生利用已学的孟德尔分离定律对新的遗传现象进行分析，同时训练学生的观察能力，制造认知冲突，激发学生的探究欲望，培养批判性思维能力。
教师展示雌、雄果蝇的染色体组成，提出问题：雌雄果蝇相同的染色体有哪几对？果蝇的性别由哪一对染色体决定的？果蝇的眼色性状可能与哪对染色体有关？
学习小组交流讨论，达成共识：性别是由性染色体决定的，与眼色有关的基因可能位于性染色体上。
设计意图：教师遵循学生的认知发展规律，为问题的解决搭建思维支架，培养学生科学思维的能力。
教师展示x与Y染色体的形态结构，引导学生尝试作出假说：控制眼色的基因位于x与Y染色体的哪一个区段上呢？
教师引导学生利用减数分裂过程中同源染色体的行为特点，判断x和Y是一对形态特殊的同源染色体，使学生认同x和Y染色体存在同源区和非同源区。各小组流讨论说出各自的观点，并提出本组的假说。
设计意图：提出假说是本节课的一个难点，这里没有规避性染色体同源区段，考虑3个方面：①完全模拟摩尔根的科学发现史;②遵循学生的认知规律;③培养学生思维的严密性。学生为自己的假说进行推理的过程，增加了探究的乐趣，同时推理成功可以让学生感受到学习的快乐，体会到科学研究的艰难。
最终，全班得出的假说有三种：①控制果蝇眼色的基因位于x染色体上的非同源区段（I）。②控制果蝇眼色的基因位于同源区段（Ⅱ）。③控制果蝇眼色的基因位于Y染色体上的非同源区段（Ⅲ）。
3.3贴图活动，参与深度探究
教师引导：你的假说能够解释果蝇杂交实验一（图1）的现象吗？
每组学生根据本组假说，利用染色体以及基因磁性贴片在白板上尝试贴出图1的遗传图解，最终学生得出的贴图图解见图2、图3。
作出假说③的小组无法表示出亲本红眼雌果蝇的基因型，因而作出该假说的小组意识到此种假说不成立，改为尝试假说①或假说②。
作出假说①和假说②的小组上台展示本组贴出的遗传图谱，学生讨论发现其遗传图谱都能解释果蝇杂交实验一的现象。
教师引导学生验证假说：究竟假说①和假说②哪个是正确的呢？用什么方法来验证假说？学生根据之前学习过的孟德尔豌豆杂交实验，能够意识到需要通过测交实验来验证提出的假说。
学生贴出的测交图谱见图4、图5。
学生上台展示测交结果，发现假说①和假说②的测交结果没有区别。
教师引导：该测交实验不能验证假说是否正确。开动脑筋，是否能够设计其他测交实验来验证假说是否正确呢？
学生通过贴图摸索之后，有一个小组提出，用纯种白眼雌果蝇与纯种红眼雄果蝇进行杂交。若后代雌果蝇为红眼，雄果蝇为白眼，则假说①正确;若后代都为红眼果蝇，则假说②正确。该小组展示的贴图见图6。
教师展示摩尔根当年的做法：用纯种白眼雌果蝇与纯种红眼雄果蝇进行杂交。学生发现自己与摩尔根的想法一致，情绪高涨。
3.4总结归纳，升华情感
教师引导学生归纳摩尔根的实验思路，即观察现象一提出问题一作出假说一演绎推理一验证实验一得出结论，使学生体会“假说一演绎法”在遗传学实验中的应用。
学生通过亲身实践体会到科学探究的乐趣与科学发展的不易，在情感上得到升华。
4反思
4.1深度学习需注意问题的开放度
深度学习的问题设计要有一定的开放性，开放的问题不是那种学生“坐在地上都能摘到桃”的简单问题，也不是那种学生“搭上梯子也摘不到桃”高难度问题，而是学生凭借自己的努力能够“跳一跳摘得到桃”的适切性问题。这样的问题最有利于激发学生的认知冲突，发展学生的批判性思维，促进深度学习。当然，问题的解决离不开教师的适时介入和循循善诱，否则，深度学习有可能沦为糊涂学习。
4.2深度学习需进行持续的过程性评价
持续的过程性评价是引导学生深度反思自己的学习状态并及时调整学习策略、实现深度学习的有效途径。它不仅可以促进学生深入理解学习内容，改进学习策略，还可以帮助教师及时调整教学策略，增强课堂学习实效性。
5结语
高中生物课程的根本任务是提高学生的生物学核心素养。传统教学活动中，学生浅层学习的背后是教师的浅层教学。为了促进学生的深度学习，需要开展有高阶思维的深度教学，才能实现学生知识学习与素养培养同步发展。