情境教學(xué)深化高中生物學(xué)概念學(xué)習(xí)的課例研究

周鑫

摘要 在進行“群落的結(jié)構(gòu)”教學(xué)設(shè)計時，通過“創(chuàng)設(shè)情境—學(xué)生初涉概念理解，關(guān)聯(lián)情境—完善概念體系建構(gòu)，延伸情境—促進概念遷移應(yīng)用”，以情境教學(xué)深化“群落”這一生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)，落實高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

關(guān)鍵詞 情境教學(xué) 概念學(xué)習(xí) 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng) 群落的結(jié)構(gòu)

中圖分類號 G633.91????????????? 文獻標(biāo)志碼 B

中國情境教育學(xué)派的代表——李吉林先生曾概括出情境教學(xué)促進兒童發(fā)展“五要素”：以培養(yǎng)興趣為前提，誘發(fā)主動性;以指導(dǎo)觀察為基礎(chǔ)，強化美感性;以發(fā)展思維為核心，著眼創(chuàng)造性;以激發(fā)情感為動因，滲透人文性;以訓(xùn)練語言為手段，貫穿實踐性?？茖W(xué)雖然是揭示規(guī)律的，但科學(xué)同樣來源于生活，教師創(chuàng)設(shè)真實情境，讓學(xué)生帶著問題進行假設(shè)，通過實驗、觀察、分析進行歸納概括得出結(jié)論，不僅可以培養(yǎng)尊重事實的科學(xué)態(tài)度、探究精神，而且可以激發(fā)他們將科學(xué)知識應(yīng)用于生活的熱情，提高他們的實際操作能力。在大多數(shù)生物課堂教學(xué)中，教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)往往只運用于課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，或在整堂課中創(chuàng)設(shè)多個互不相干的情境，在一定程度上影響了教學(xué)效果的提高。在教學(xué)過程中，如果教師運用某一情境貫穿整個課堂教學(xué)，在層層深入的情境中引導(dǎo)學(xué)生參與課堂、主動學(xué)習(xí)，有利于提升教學(xué)效果。本課例通過“創(chuàng)設(shè)情境—學(xué)生初涉概念理解，關(guān)聯(lián)情境—完善概念體系建構(gòu)，延伸情境—促進概念遷移應(yīng)用”，以情境教學(xué)促進“群落”這一生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)，落實高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

1 創(chuàng)設(shè)情境，初涉概念理解

教師播放視頻《探秘深?！罚髮W(xué)生總結(jié)視頻提及的生物之間的關(guān)系。在學(xué)生回答后，教師要求學(xué)生根據(jù)初中生物學(xué)知識說出這些生物之間的關(guān)系分別屬于的種間關(guān)系。接著，教師給出材料：大草履蟲和雙小核草履蟲形態(tài)和習(xí)性接近，均以枯草桿菌為食，分別單獨培養(yǎng)，得到如圖1所示的種群數(shù)量變化曲線。

據(jù)此，教師提問：若將大草履蟲和雙小核草履蟲放在同一容器中培養(yǎng)時，兩種草履蟲的數(shù)量變化趨勢如何？學(xué)生作出假設(shè)后，教師呈現(xiàn)某校實驗小組將兩種草履蟲各10只共同培養(yǎng)后種群數(shù)量變化表（表1），并要求學(xué)生繪出共同培養(yǎng)時兩種草履蟲數(shù)量變化曲線（圖2），從而引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：兩種草履蟲相似的生活習(xí)性構(gòu)成了競爭關(guān)系，雙小核草履蟲處于競爭優(yōu)勢。最后，教師呈現(xiàn)1934年生態(tài)學(xué)家高斯實驗得到的種群變化曲線圖（圖3），引導(dǎo)學(xué)生跟自己繪制的圖比較，提出問題：海洋中習(xí)性相似的各種魚類真的斗得你死我活嗎？學(xué)生思考后發(fā)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)中競爭關(guān)系往往是“此消彼長”。

生物學(xué)概念是基于生物學(xué)現(xiàn)象和事實，研究生命現(xiàn)象及生命活動規(guī)律進行抽象和概括形成的。建構(gòu)主義理論主張學(xué)生可以通過具體的體驗、觀察和反思形成抽象概念，在新情境中體驗概念的涵義。概念教學(xué)中，教師要能在課堂上創(chuàng)設(shè)問題情境，鼓勵學(xué)生親身體驗在問題情境中進行探究，從而學(xué)習(xí)并應(yīng)用概念，培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。該教學(xué)過程以海洋生態(tài)系統(tǒng)作為情境導(dǎo)入，當(dāng)種類繁多、姿態(tài)萬千的深海生物呈現(xiàn)在屏幕時，學(xué)生都會產(chǎn)生濃厚的興趣。教師總結(jié)視頻中所提及的幾種生物之間的關(guān)系，幫助學(xué)生充分銜接初中知識，喚醒前概念。在學(xué)生了解大草履蟲和雙小核草履蟲生活習(xí)性及分析單獨培養(yǎng)數(shù)量變化曲線圖后，教師組織學(xué)生根據(jù)所給數(shù)據(jù)繪制曲線探究競爭關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生尊重事實和證據(jù)，運用建模的方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維。最后，教師呈現(xiàn)生態(tài)學(xué)家高斯的實驗結(jié)果，學(xué)生比較分析、體驗科學(xué)家的思維與方法，獲得成功的喜悅。通過比較與分析，學(xué)生認(rèn)識到實驗室有限的資源與空間中競爭關(guān)系表現(xiàn)為“你死我活”，而自然條件下往往表現(xiàn)為“此消彼長”。

接著，教師呈現(xiàn)1924年英國生態(tài)學(xué)家埃爾頓利繪制出的90多年間猞猁和雪兔的數(shù)量變化曲線（圖4），引導(dǎo)學(xué)生定量分析捕食關(guān)系，并在已有被捕食者數(shù)量的曲線圖中畫出捕食者數(shù)量變化。在對競爭和捕食關(guān)系充分理解的基礎(chǔ)上，學(xué)生自主建構(gòu)寄生與互利共生兩種關(guān)系的種群數(shù)量變化曲線圖，由此理解構(gòu)成群落的各種生物不是簡單的集合，各種群之間存在相互關(guān)系。

生物學(xué)概念的學(xué)習(xí)不僅要學(xué)習(xí)概念所反映的生物學(xué)規(guī)律，而且要通過概念形成過程的學(xué)習(xí)和模仿科學(xué)家科學(xué)探究的方法及原理，理解科學(xué)過程及規(guī)律。學(xué)生對捕食關(guān)系有定性認(rèn)識，通過猞猁和雪兔數(shù)量變化曲線，可以定量分析數(shù)量變化的規(guī)律，并由具體到一般建構(gòu)出捕食關(guān)系曲線。在兩種關(guān)系深入研究的基礎(chǔ)上，學(xué)生自主構(gòu)建寄生和互利共生曲線圖就水到渠成了。學(xué)生深入分析情境中的種間關(guān)系之后，發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中各種群不是獨立存在的，而是相互依存、相互制約，形成有機整體，從而建構(gòu)群落的概念。學(xué)生整個概念的形成不是教師直接告知，而是從學(xué)生最近發(fā)展區(qū)借助于情境的導(dǎo)入與分析自主構(gòu)建的，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。在概念的構(gòu)建過程中，學(xué)生理解、抽象、概括形成生命觀念，訓(xùn)練科學(xué)思維。

2 關(guān)聯(lián)情境，完善概念體系建構(gòu)

教師呈現(xiàn)熱帶雨林、草原、荒漠、海洋等群落的圖片，引導(dǎo)學(xué)生比較，得出結(jié)論：不同群落最重要的特征是物種組成，其能表示各種群落豐富度的不同。教師提問：熱帶雨林會演變?yōu)榛哪畣?？接著，?lián)系2019年8月“亞馬遜雨林大火”事件，引導(dǎo)學(xué)生分析大火的起因，使學(xué)生意識到人類活動對群落演替的影響。群落的結(jié)構(gòu)除了物種組成還有空間結(jié)構(gòu)。教師引導(dǎo)學(xué)生在垂直方向上分析某一海域表層到海底生物分布的情況，探究影響群落垂直結(jié)構(gòu)的因素，再從水平方向分析生物分布的不同，完善對群落空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

生物學(xué)概念是人們從大量的生命現(xiàn)象和事實中抽象出來的規(guī)律性知識。概念教學(xué)中，教師要盡可能地為學(xué)生提供豐富的建構(gòu)素材，引導(dǎo)學(xué)生通過歸納得出結(jié)論。學(xué)生自主構(gòu)建群落的概念后，先比較不同群落的物種組成和豐富度，再進一步分析海洋生物群落的垂直和水平結(jié)構(gòu)，完善對群落結(jié)構(gòu)的理解。學(xué)生認(rèn)識到群落組成與結(jié)構(gòu)都是建立在生物與生物、生物與環(huán)境相互作用的基礎(chǔ)上;并通過真實的群落圖片，感受自然之美，激發(fā)對自然的熱愛，形成生命觀念。

抽象的概念教育不可能激發(fā)兒童的情感，而沒有激發(fā)情感的教育，又不可能激起兒童內(nèi)心的動力。情境教學(xué)正是以激發(fā)學(xué)生情感為主要特點構(gòu)建其理論框架的。學(xué)生從感受形象出發(fā)，受到教師真情實感的熏染，從而獲得豐富的審美感、高尚的道德感，進而產(chǎn)生內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)習(xí)成為心靈的需求。在介紹豐富度時，教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“亞馬遜雨林大火”這一熱點問題，分析現(xiàn)象背后的自然因素和人為因素，自省人類對環(huán)境的影響，落實社會責(zé)任的核心素養(yǎng)培育。

3 延伸情境，促進概念遷移應(yīng)用

教師提問：由海洋生物群落遷移到陸地上森林生物群落，分析森林群落的垂直結(jié)構(gòu)。我們身邊有生物群落的事例嗎？在學(xué)生聯(lián)系到校園中的動植物后，教師呈現(xiàn)校生命課程基地——藥用植物園的照片，要求學(xué)生分析這一群落的組成與結(jié)構(gòu)，并運用群落結(jié)構(gòu)的有關(guān)原理，對藥用植物園的進一步完善提出建議。

生物學(xué)概念是生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律本質(zhì)屬性在人們頭腦中的反映，是學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的基本思維單元，是理解生物學(xué)原理、法則、模型和理論的基礎(chǔ)。幫助學(xué)生建構(gòu)概念，并運用概念解決實際問題，是高中生物教學(xué)的基礎(chǔ)任務(wù)。本節(jié)課在對海洋生物群落深入分析后，遷移到森林群落應(yīng)用原理，并進一步拓展情境至學(xué)生身邊的校園生物群落，促進學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到復(fù)雜的真實情境中。通過親身參與，學(xué)生能夠深化對概念的理解和應(yīng)用，提升榮譽感與使命感，增強社會責(zé)任和鄉(xiāng)土情懷。

4 教學(xué)反思

學(xué)科核心概念是學(xué)科知識的主干，具有良好的組織功能，能統(tǒng)領(lǐng)和整合眾多下位概念和事實性知識，對于掌握學(xué)科知識的全貌，理解學(xué)科本質(zhì)特征有著不可替代的作用。多數(shù)學(xué)生未來并不從事與生物學(xué)有關(guān)的工作，他們能記住的影響未來個人生活和社會事務(wù)決策的只是少數(shù)核心概念，所以概念教學(xué)要立足于向上拓展，從小概念進位到核心概念中去，而不是向下挖坑，不斷地加深加寬。強調(diào)選擇真實情境，就是要促進學(xué)生“在真實情境中解決真實的問題，促進學(xué)生真實地發(fā)展”。真實情境貴在真實，可以來源于學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)和實踐，也可以來源于科學(xué)實驗和科學(xué)探究，還可以來源于科學(xué)史。真實情境因其真實性更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！叭郝涞慕Y(jié)構(gòu)”一節(jié)內(nèi)容是典型的概念教學(xué)，對于群落概念和種間關(guān)系，學(xué)生通過初中學(xué)生已形成一定的概念基礎(chǔ)，如果教師直接告知學(xué)生這些概念則索然無味，難以激發(fā)學(xué)生興趣，學(xué)生也無法真正理解概念的內(nèi)涵，更不會應(yīng)用。教師利用海洋生物群落的情境貫穿課堂，引導(dǎo)學(xué)生分析種間關(guān)系，建構(gòu)種群數(shù)量變化圖，在活動與探究中建構(gòu)群落的概念，完善對群落特征的認(rèn)知，形成生命觀念，訓(xùn)練科學(xué)思維，并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會熱點問題，提升社會責(zé)任，真正將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育落到實處。

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