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林祖荣老师在河北省的新课程新教材培训中，以深度学习为核心，结合教学案例，进行了一次有深度又接地气的教学分享讲座。讲座的框架引用了北师大郭华老师提出的深度学习的五个特征：联想与结构、活动与体验、本质与变式、迁移与应用、价值与评价。

1联想与结构：经验与知识的相互转化

深度学习融合了有效学习和建构主义的特点，强调有逻辑、有结构、有体系，是在教师指导下的学习，不等于自学。林老师以DNA复制与PCR为例讲解如何联系新旧知识，以组培为例讲解如何使知识结构化。

例1：DNA复制与PCR的联系

“DNA复制”新授课应为PCR做好铺垫。DNA复制需要解旋酶解开双螺旋。在解旋的同时，DNA聚合酶只能从5’→3’合成新链，导致一条链连续合成，另一条链分段合成（冈崎片段），连接DNA片段需要DNA连接酶。由于DNA聚合酶是将单个核苷酸连接到DNA片段上，无法将两个脱氧核苷酸相连，因此DNA合成的起始端需要RNA引物。在冈崎片段之间的RNA引物能够被剪切，被新合成的DNA片段取代。但是，DNA两端的RNA引物被剪切后，无法合成新的DNA，因为DNA聚合酶只能从3’-OH开始合成。因此，DNA复制会导致端粒缩短。

在PCR体外扩增时，解开DNA双螺旋除了用解旋酶，还可以用什么方法？那就是加热。但是，加热会影响DNA聚合酶和DNA连接酶的活性，如何解决？DNA聚合酶需要使用耐高温的Taq酶，而DNA连接酶可以省去，因为体外不必边解旋边复制，可以完全解旋之后再复制，避免冈崎片段的产生。引物可以使用DNA引物，省去了剪切和填补的过程。原料和体内一样，都采用dNTP。

林老师的课堂信息密度较大，拓展的内容较多，但是神奇的是，听下来并不会觉得繁冗或消化不良，这是因为林老师对前因后果进行鞭辟入里的剖析。DNA复制过程的讲授容易陷入枯燥的境地，即使结合视频、图片的展示，学生仍然会感觉到记忆的压力。林老师的讲授过程，是一个不断回答“为什么”的过程，为什么需要酶？它会带来什么新问题？如何解决这个新问题？一步一步引导学生思考，吸引学生探究更深层次的奥秘。经过由简入繁，再由繁入简，学生对教材内容的理解会更清晰、更深刻。在讲解PCR时，林老师引导学生基于DNA复制的特点去思考如何简化和优化体外复制的条件。PCR概念的形成不是搭建空中楼阁，而是在DNA复制的地基上自然生长起来的。

例2：组培知识的结构化

生物技术主要解决三个问题：怎么做？为什么这么做？有什么用？这三个问题分别从技术、科学、社会三个层面进行阐释。

①组培怎么做？

外植体→愈伤组织→胚状体、诱导产生芽和根→植物体

②为什么这么做？

围绕外植体提问：

选什么做外植体？体细胞或生殖细胞

为什么选它？具有全能性

为什么要有全能性？包含全套遗传物质

培育单倍体或脱毒株有什么要求？单倍体选生殖细胞，脱毒株选分生组织

围绕脱分化提问：

脱分化的目的是什么？恢复分裂分化的能力

前提是什么？离体

为什么需要离体？类比辞职以后具有更多可能性

离体之后放哪儿去？培养基需要含有营养物质（活下去），调节物质（分化方向）

围绕愈伤组织提问：

愈伤组织有什么特点？细胞排列疏松不规则，细胞高度液泡化、无定形

围绕再分化提问：

再分化的培养基有何特点？激素、光照

③组培有什么用？

愈伤组织有什么用？细胞产物的生产、突变体的利用

胚状体有什么用？人工种子

组培获得的植物体有什么用？快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种、转基因育种、体细胞杂交育种

以三个大问题作为主干，再从主干上长出枝丫。概念的建构不是采撷星星点点的野草，而是浇灌枝繁叶茂的参天大树。林老师在组培的教学案例中，展示了他对教材知识加工的过程。学生的学习不只是在学生物知识，更重要的是在学习如何学习。教师对教材知识理解的深度，直接决定了课堂教学的有效性。

例3：必修一的大单元教学

以糖尿病为线索，将必修一的知识贯穿。

血糖、尿糖是什么？→糖类、水、无机盐

为什么血糖高？胰岛素是什么？→蛋白质

胰岛素怎么合成与分泌？→细胞器、细胞膜、脂质

胰岛素的合成与分泌如何调节？→细胞核、核酸

其他细胞为什么不能合成胰岛素？→细胞的统一性和多样性

林老师用一个情境贯穿了必修一整本教材，上次见到类似的奇妙设计是上海吴晓柏老师用“柏林病人”的情境贯穿了高中三本教材（点这里）。重组教材的教学顺序可能会给新授课带来很大的挑战，不过，在二轮复习时可以尝试用一节课的时间将必修一一境贯穿。

2活动与体验：学生学习的机制

课堂活动的设计应重视主动活动、内心体验和教师引导。学生的体验贵在真实，不一定是成功的体验，失败的体验也是有收获的。学生的活动不必像，也不可能像真实的科学发现，学生的活动应典型地、简约地经历结构性的关键过程和内容。

例：种群的数量特征

以调查入侵生物加拿大一枝黄花为情境，以真实的科研文献为材料，引导学生分析样方选多少个合适，从精度、工作效率和经济效益的角度综合分析，引导学生从五点取样法和等距取样法出发，尝试设计真实样地中的样方分布。

选取入侵生物作为情境并不难，设计模拟样方调查活动也不难，但是仅仅做到以上两点依然是单薄的，是脱离实际的。用科研文献提供真实的研究数据，能够让情境更真实、更丰富。

在介绍标志重捕法之后，林老师还提供了东北豹种群研究的相关论文，介绍了标志重捕法的新技术和新进展。

3本质与变式：对学习对象深度加工

林老师将递质和激素等信息分子的作用过程统一为信息传递进行总结。

信息可能来自化学信息、环境信息、电信号等。

传输途径可能是长距离（激素）、短距离（神经递质）、接触（精卵细胞）。

信息接受是细胞膜上或细胞内的受体。

但是，信息接受→信息转导→生理效应这部分过程是高中教材不讲的内容。这部分内容对于学生来说就像暗箱一样，是模糊不清的。如果学生完全不了解暗箱内的生理过程，在解答情境类信息题时就会非常困难。因此，教师可以适当补充个别案例，让学生了解信息转导过程。

受体分为离子通道耦联受体、酶联受体、G蛋白偶联受体等。受体接受信息后，可以打开离子通道，或激活酶的活性，或通过G蛋白借助第二信使激活酶的活性。生理效应可能是酶催化代谢，也可能提高DNA的表达，或者作用于细胞骨架。

例1：ATP是否为信号分子的两种实验思路

学生容易出现的错误是，将ATP作为自变量，一组有ATP，一组没有ATP，直接检测生理效应。这种错误是忽略了神经递质的作用，即使没有ATP，神经递质也能产生生理效应。因此，需要在去除神经递质的情况下设计实验。

写出第二种实验思路也是难点所在。在分析信息传递的特点之后，学生会发现信息分子和受体都是必需的，一种思路