基于情境認知理論的生物學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略

朱曉燕

(福建省南平市普通教育教學(xué)研究室 353000)

情境認知理論指導(dǎo)下的教學(xué)設(shè)計必須以學(xué)生為主體，設(shè)置具體的情境與教學(xué)內(nèi)容及活動相結(jié)合，將知識獲得與能力發(fā)展統(tǒng)一。在教學(xué)中，通過情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，進行合理地可能推測，綜合探究活動或?qū)嶒炈占男畔⒑蛯嶒灲Y(jié)果進行分析，得出結(jié)論并進行表達與交流。同時，在經(jīng)歷探究活動的過程中，學(xué)習(xí)科學(xué)思維的一般方法，獲得解決問題的知識與能力及情感體驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提高科學(xué)素養(yǎng)。

生物學(xué)核心素養(yǎng)是指通過學(xué)習(xí)生物學(xué)科知識與技能、思想與方法而習(xí)得的讓學(xué)生終身受益的重要觀念、學(xué)生解決問題時所需要的綜合性能力與必備品格。具體體現(xiàn)為能用生命觀念闡釋生命世界、解釋生命現(xiàn)象；能理性思考與論證生命現(xiàn)象及規(guī)律；具備一定的科學(xué)探究與合作能力；具備對生物科技的認知與實踐能力；對社會有擔(dān)當(dāng)與責(zé)任感。

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出“讓學(xué)生身臨其境，親自動手。通過實驗和其他實踐活動，幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)的知識，促進學(xué)生在觀察、實驗操作、科學(xué)思維、表達等方面的能力”，并強調(diào)“充分認識到科學(xué)、技術(shù)、社會相互關(guān)系教育的重要性，關(guān)注和參與生物科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會問題的討論和決策，培養(yǎng)學(xué)生對自然和社會的責(zé)任感，提高科學(xué)素養(yǎng)”[1]。本文以人教版高中生物學(xué)教材中“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”一節(jié)為例，闡述情境認知理論在高中生物學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面的應(yīng)用。

1 利用文本情境，培養(yǎng)理性思考習(xí)慣

教材的文本信息是教學(xué)非常重要的資源，教材中關(guān)于概念的表述，所設(shè)置的實驗或活動，相關(guān)的圖形、圖表等，目的都是為了幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵。教師在教學(xué)中要指導(dǎo)學(xué)生精讀教材，特別是與概念密切相關(guān)的部分，尤其是一些學(xué)生容易忽略而對學(xué)生概念理解至關(guān)重要的細節(jié)。要引導(dǎo)學(xué)生正確閱讀理解文本材料，并學(xué)習(xí)使用規(guī)范科學(xué)的生物學(xué)語言來表述生物學(xué)問題。教材中課后練習(xí)往往是教學(xué)的重難點問題的體現(xiàn)，要指導(dǎo)學(xué)生讀懂其中隱含的生物學(xué)原理與概念。

小資料等課外知識欄目往往也緊扣教材主線，是對學(xué)科知識的拓展與補充，要善于利用它來深化學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固與理解。

例如，讓學(xué)生閱讀資料分析“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”，思考問題并回答：巴斯德的研究結(jié)論是什么？李比希的觀點和巴斯德有什么不同？畢希納的實驗可以得出什么結(jié)論？你能給酶下一個大概的定義嗎？利用教材中科學(xué)發(fā)現(xiàn)史進行情境創(chuàng)設(shè)，學(xué)生不僅通過資料體驗酶本質(zhì)的探索歷程，感受到科學(xué)結(jié)論均建立于不懈的探索與研究，得到科學(xué)精神的滲透；同時，也在對問題的思考中，了解酶的特性與作用。在學(xué)習(xí)酶在細胞代謝中起的作用時，解讀教材插圖“酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的圖解”，理解酶的催化作用與高效性。充分利用圖解的直觀性，把抽象的知識具體化。通過文本閱讀，引導(dǎo)學(xué)生通過理性思考，領(lǐng)悟邏輯思維方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家論證生命現(xiàn)象及規(guī)律的思路與方法。

2 重視實證情境，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

教材中豐富的探究與實驗等活動，可以讓學(xué)生親身體驗實證與邏輯推理過程，是非常重要的教學(xué)資源。對于生物學(xué)科而言，實驗是最真實的情境，而觀察是引發(fā)學(xué)生思考的重要途徑。教材中的實驗為學(xué)生提供了豐富的感性知識，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)觀察的方法與步驟，幫助學(xué)生明確觀察的目的和重點，擬定觀察計劃，做到全面細致的觀察，從而獲得最直接的感性認知，并努力激發(fā)學(xué)生思維，提出質(zhì)疑，大膽提出合理推測，嘗試了解觀察現(xiàn)象與導(dǎo)致原因之間的關(guān)系。

例如，在酶的教學(xué)中，教材中設(shè)置了實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”，目的是讓學(xué)生觀察到酶的催化及其高效。這是通過實驗創(chuàng)設(shè)的真實情境，在實驗前引導(dǎo)學(xué)生討論實驗設(shè)計方案，聯(lián)系化學(xué)知識，設(shè)置改變過氧化氫分解速率的條件，并對設(shè)計實驗的科學(xué)性進行探討。分析探究實驗所要遵循的基本原則，可以設(shè)置問題串：本實驗中應(yīng)該如何設(shè)置對照實驗較合理？要觀察過氧化氫的分解，每支試管中首先要加入什么？如何利用教師提供的實驗用品，使設(shè)置的反應(yīng)條件得以實現(xiàn)？ 通過什么現(xiàn)象判斷過氧化氫分解的速率？在討論的過程中，可以強調(diào)一些實驗需要關(guān)注的細節(jié)問題：為什么要選用新鮮的肝臟？將肝臟制成研磨液有什么意義？滴入FeCl3溶液和肝臟研磨液時，可否共用一個吸管？等等。在這一過程中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的一般方法，而對酶的認識也將進一步深入，理解細胞內(nèi)每時每刻都在進行著成千上萬種化學(xué)反應(yīng)，這些化學(xué)反應(yīng)需要在常溫、常壓下高效率地進行，酶對于細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進行至關(guān)重要。此外，學(xué)生還將收獲情感體驗，在科學(xué)發(fā)展進程中，人們對科學(xué)的認識常常建立于科學(xué)實驗。

在實驗教學(xué)中，強調(diào)學(xué)習(xí)過程的開放性，也要重視教師的主導(dǎo)作用。探究過程是學(xué)生個體知識建構(gòu)的過程，生物學(xué)實驗可以提供學(xué)生獨立地、主動地參與探究活動的機會。也可在這一過程中還原科學(xué)研究，體驗研究的歷程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)學(xué)生具備一定的科學(xué)探究與合作能力及科學(xué)實證思想，體驗論證生命現(xiàn)象及規(guī)律的過程。

3 創(chuàng)設(shè)生活情境，培養(yǎng)解決問題能力

在學(xué)科教學(xué)中滲透STSE思想[STSE 是科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)、社會(Society)、環(huán)境(Environment)的英文首字母縮寫]是科學(xué)教育研究的一個熱點，生物學(xué)是一門與STSE有著緊密聯(lián)系的自然科學(xué)，在教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)與生物學(xué)相關(guān)的實際問題，利用所學(xué)知識嘗試解釋生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象，解決生活中的疑難問題，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合能力，而且可以提高科學(xué)素養(yǎng)，增加社會責(zé)任感。

例如，在酶的教學(xué)中，可以指導(dǎo)學(xué)生課后查閱相關(guān)的資料，了解酶在生產(chǎn)與生活實踐中的應(yīng)用，讓學(xué)生例舉出酶在實踐生活中的應(yīng)用實例，從而認識生物科學(xué)與生產(chǎn)、生活的關(guān)系，鞏固學(xué)生對酶的本質(zhì)與特性的理解。

情境認知理論指導(dǎo)下的生物學(xué)課堂，遵循學(xué)生的認知心理規(guī)律，將概念的學(xué)習(xí)變得具體生動，使知識的習(xí)得過程經(jīng)過同化與順應(yīng)過程逐步完善，提高教學(xué)效益。同時，也讓教學(xué)不僅僅局限于獲得知識，而是在對知識的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，充分培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，達成能力上的提升與知識建構(gòu)的共同發(fā)展，真正實現(xiàn)自然科學(xué)學(xué)科的教育目的。

在這一過程中，沉淀于學(xué)習(xí)之外的生物學(xué)科實證與思辯思想，對科學(xué)問題的探究能力，以及在學(xué)習(xí)過程中對學(xué)科知識與社會生產(chǎn)、生活關(guān)系的認識與思考，均是生物學(xué)科素養(yǎng)的有機組成部分，綜合的體現(xiàn)了生物學(xué)科的育人價值。

(基金項目：全國教育“十三五”規(guī)劃2016年度教育部重點課題“核心素養(yǎng)導(dǎo)向的科學(xué)課程課例研究與實踐”，No.DHA160353)