巧設(shè)主線化情境，發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)

李艷華

(浙江省江山中學(xué) 江山 324100)

生物學(xué)核心素養(yǎng)每個維度較高水平的發(fā)展，都離不開情境的支撐。真實(shí)、生動的情境，深受學(xué)生喜愛。但是有些課堂，情境僅僅被應(yīng)用在導(dǎo)課環(huán)節(jié)，引入新課之后，教學(xué)便完全脫離情境，這一做法并沒有充分挖掘出情境的作用，脫離情境的教學(xué)會使剛剛激發(fā)出的學(xué)習(xí)熱情被澆滅。也有一些教學(xué)中，教師在導(dǎo)課以及課堂探究的每個環(huán)節(jié)均設(shè)置了教學(xué)情境，但是幾個情境缺乏整體性和連續(xù)性，學(xué)生在幾個不相關(guān)的情境中獨(dú)立地完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，由于頻繁地更換教學(xué)情境，致使課堂探究的主線不清，思路不暢，嚴(yán)重干擾和弱化知識與技能的學(xué)習(xí)以及思維的發(fā)展，降低了教學(xué)的有效性。那么如何充分發(fā)揮出情境在教學(xué)中的作用呢？筆者在教學(xué)中嘗試將情境設(shè)計為貫穿整節(jié)課的主線，即將情境主線化，一條情境主線貫穿始末，設(shè)計思路清晰有序，情境主線與知識主線融合，知識網(wǎng)絡(luò)建成的同時，核心素養(yǎng)得以發(fā)展。下面結(jié)合教學(xué)中的一些案例分析主線化情境的幾種建構(gòu)策略。

1 先總后分，利用分析型主線情境發(fā)展素養(yǎng)

創(chuàng)設(shè)主線化情境的一種方式是總分式，即在導(dǎo)課環(huán)節(jié)將涵蓋整節(jié)課要素的情境資料予以呈現(xiàn)，可以是一幅圖片、一段情節(jié)性視頻、一則文字性資料等等，在開始新授課之后，將這一情境進(jìn)行分解，通過設(shè)置不同的問題將整條情境主線分解為關(guān)聯(lián)多個活動的小情境線索，再引導(dǎo)學(xué)生沿著這種主線情境展開課堂教學(xué)，整節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的落實(shí)被巧妙地融合在對情境分析的各個問題的解決之中。

例如，在“生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)”一節(jié)的教學(xué)中，在新授課時，可以使用“螳螂捕蟬、黃雀在后”的視頻動畫導(dǎo)入新課，然后將這一情境分解為層層遞進(jìn)的小情境主題(圖1)。

圖1 “生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)”一節(jié)的小情境主題

該主線情境的運(yùn)用需有始有終，一則視頻的分析貫穿于整節(jié)課的探究之中，既搭建起完整的情境主線，又引導(dǎo)學(xué)生由表及里、由淺入深地對情境內(nèi)容進(jìn)行層層分析，最后透過現(xiàn)象分析出本質(zhì)。在分析問題的過程中，分析推理的科學(xué)思維素養(yǎng)得以發(fā)展，同時環(huán)環(huán)相扣的主線化的情境，激發(fā)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的熱情，把探究學(xué)習(xí)落到實(shí)處。

綜上所述，分析型主線化情境的建立，需要先創(chuàng)設(shè)情境，再運(yùn)用問題串等形式分解情境，最后巧妙地把這些小情境線索串聯(lián)成線，從而建構(gòu)知識、發(fā)展素養(yǎng)，其建構(gòu)及運(yùn)用模型如圖2所示。

圖2 分析型主線化情境的建構(gòu)模型

2 先驅(qū)后動，利用任務(wù)型主線情境發(fā)展素養(yǎng)

任務(wù)型的主線情境，是指給學(xué)生布置一個以任務(wù)為中心的學(xué)習(xí)情境，驅(qū)動學(xué)生通過個體的或者小組的活動進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí)，從而在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中，完成知識建構(gòu)。這種主線化情境常常需要充分了解學(xué)情，借助學(xué)生已有的概念基礎(chǔ)、借助多種信息的獲取方式。教師設(shè)置任務(wù)進(jìn)行“驅(qū)”，而學(xué)生通過合作充分“動”。具體來講，任務(wù)型主線情境運(yùn)用的一種方式是教師在課前創(chuàng)設(shè)情境，布置資料檢索、收集的任務(wù)，然后在課堂中圍繞該任務(wù)情境進(jìn)行展示交流，另一種方式是在課堂中進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動，開展合作探究活動，展示交流。無論哪種方式，均需構(gòu)建起情境—任務(wù)—活動的學(xué)習(xí)線，引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動下進(jìn)行活動交流，完成探究學(xué)習(xí)。

例如，“艾滋病”一節(jié)的學(xué)習(xí)中，可以以世界艾滋病日這一簡單熟悉但學(xué)生不夠了解的情境引入新課，在課前布置學(xué)生以小組為單位，結(jié)合教材內(nèi)容，到圖書館、學(xué)科教室查詢有關(guān)艾滋病的相關(guān)內(nèi)容(病原體、傳播途徑、危害、防治等)，然后由學(xué)生自己設(shè)計幻燈片等形式，在課堂上以小組為單位交流學(xué)習(xí)結(jié)果，最后自評以及組間互評。

任務(wù)型主線情境以任務(wù)驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動，整節(jié)課緊緊圍繞課前布置的情境任務(wù)，目標(biāo)明確、開放性強(qiáng)，能夠充分發(fā)展學(xué)生分析問題、解決問題、合作學(xué)習(xí)以及交流評價等科學(xué)探究能力。該主線情境的建構(gòu)及運(yùn)用模型如圖3。

圖3 任務(wù)型主線化情境的建構(gòu)模型

3 先破后立，利用沖突型主線情境發(fā)展素養(yǎng)

發(fā)現(xiàn)認(rèn)知沖突并解決沖突是思維深度發(fā)展的重要途徑，也是思維發(fā)展的根本原因。在設(shè)置主線化情境時，借助學(xué)生在不同階段認(rèn)知差異或同一階段不同個體間的認(rèn)知差異，制造認(rèn)知沖突、創(chuàng)設(shè)探究情境，引導(dǎo)學(xué)生通過課堂中自主學(xué)習(xí)、交流辯論、體驗(yàn)活動等對有沖突的認(rèn)知進(jìn)行深度探索和思考。即借助認(rèn)知沖突構(gòu)建情境主線，學(xué)生沿著沖突產(chǎn)生—沖突分析—沖突解決這一主線學(xué)習(xí)的過程中，對概念先破后立，在解決沖突的過程中實(shí)現(xiàn)概念重建，發(fā)展批判性的科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在“體溫調(diào)節(jié)”的學(xué)習(xí)中，可以嘗試在導(dǎo)課環(huán)節(jié)呈現(xiàn)兩則有關(guān)冬去春來、增減衣物的民間諺語：“春捂秋凍”和“知冷知熱”，提出兩種看似相反的認(rèn)知，依據(jù)學(xué)生個體的認(rèn)知差異創(chuàng)設(shè)起認(rèn)知沖突。在大家各抒己見之后，抓住學(xué)生頭腦中的前概念，引導(dǎo)學(xué)生帶著對沖突的探索熱情，探究體溫的產(chǎn)生、體溫的維持、體溫的調(diào)節(jié)，最后再回歸情境，運(yùn)用所學(xué)知識分析對兩種講法的新的認(rèn)知，在發(fā)現(xiàn)沖突、分析并解決沖突的過程中，利用情境完成對概念的學(xué)習(xí)、知識的建構(gòu)和應(yīng)用。

很多新概念的學(xué)習(xí)，需要建立在學(xué)生頭腦中前概念的基礎(chǔ)之上。運(yùn)用沖突型主線情境，先破后立，沖突解決和概念重建的過程中，思維深度挖掘，分析問題、解決問題的能力以及批判性思維充分得到發(fā)展。這一主線化情境建構(gòu)及運(yùn)用模型如圖4。

圖4 沖突型主線化情境的建構(gòu)模型

4 先易后難，利用支架型主線情境發(fā)展素養(yǎng)

受到已有知識體系的限制，有些學(xué)習(xí)內(nèi)容開展探究性學(xué)習(xí)是有難度的，學(xué)習(xí)缺乏必要的知識和背景的支撐。這個時候可以借助一些事實(shí)性的材料、科學(xué)史資料或者科技時事等信息，創(chuàng)設(shè)多則源自同一背景的情境性材料，將這些資料按照學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)逐步呈現(xiàn)，為學(xué)生的探究學(xué)習(xí)逐步搭建支架，學(xué)生借助主線化的情境支架，一步一步向上攀升，主動完成學(xué)習(xí)體系的建構(gòu)和生物核心素養(yǎng)的提升。

例如，“DNA結(jié)構(gòu)”一節(jié)的學(xué)習(xí)中，可以利用DNA發(fā)現(xiàn)過程中的科學(xué)史資料創(chuàng)設(shè)情境主線，為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架，完成整節(jié)課的建構(gòu)學(xué)習(xí)。

情境資料一： 在沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型之前，人們已經(jīng)證實(shí)了DNA分子是由許多脫氧核苷酸構(gòu)成的長鏈，自然界中的DNA并不以單鏈形式存在，而是由兩條鏈結(jié)合形成的。

提出問題1： 依據(jù)資料一，你能找出DNA結(jié)構(gòu)中的哪些特點(diǎn)？(螺旋結(jié)構(gòu)，核苷酸組成，兩條鏈。)

情境資料二： 在1949年到1951年期間，科學(xué)家Chargaff研究不同生物的DNA時發(fā)現(xiàn)，DNA分子中的嘧啶核苷酸的總數(shù)始終等于嘌呤核苷酸的總數(shù)；即A的總數(shù)等于T的總數(shù)，G的總數(shù)等于C的總數(shù)，但(A+T)與(G+C)的比值是不固定的。

提出問題2： 依據(jù)資料二，你又發(fā)現(xiàn)了DNA結(jié)構(gòu)哪些特點(diǎn)？(A與T相等，G與C相等。)

情境資料三： 根據(jù)R.Franklin等人對DNA晶體的X射線衍射分析表明，DNA分子由許多“亞單位”組成，每一層的間距為3.4埃，而且整個DNA分子長鏈的直徑是恒定的。

提出問題3： 依據(jù)資料三，你還能找出DNA結(jié)構(gòu)中的哪些特點(diǎn)？(亞單位組成，平行，每層螺距相等。)

再結(jié)合以上資料提出探究問題： ①結(jié)合情境資料，請畫出你想象中的DNA簡圖；②小組合作，嘗試動手制作DNA片段模型；③結(jié)合制作的DNA模型，分析DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；④學(xué)以致用，嘗試分析你所構(gòu)建的材料中DNA中堿基的數(shù)量關(guān)系。

三則材料層層深入，既是探究主線，又為模型的建構(gòu)一步一步搭建起學(xué)習(xí)支架。學(xué)生順著這些情境支架，一步一步展開探究，獲取新知識的同時，基于科學(xué)史事實(shí)，采用歸納與概括、演繹與推理等方法對概念實(shí)現(xiàn)了建構(gòu)，模型與建模等科學(xué)思維能力也得以充分發(fā)展。這一主線化情境建構(gòu)及運(yùn)用模型如圖5。

圖5 支架型主線化情境的建構(gòu)模型