情境教學在高中生物教學的應用研究*

孫麗麗

（長春吉大附中實驗學校 吉林長春 130000）

隨著新考改的推進，學科核心素養(yǎng)發(fā)展的課程功能和課程目標不斷調(diào)整，課堂教學的更要遵循學生的認知發(fā)展規(guī)律，開展基于問題情境，以問題研究為平臺的建構(gòu)性教學。在教學中，教師要依托教材精心創(chuàng)設情境，讓學生在真實情景中理解生物學的核心概念，在認同、思考的過程中鞏固和應用知識，促進生命觀念的形成，培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)，進而促進學生的全面發(fā)展。

一、新教材中教學情境總結(jié)

1.“立德樹人”情境

教育的本質(zhì)是育人。在高中生物學中，有很多與個人修養(yǎng)密切相關的情境。比如，在實驗教學中，教師要引導學生形成尊重科學、追求真理的科學精神；通過學習我國轉(zhuǎn)基因生物的相關法律法規(guī)，提升學生的法治觀念和法律素養(yǎng)；在人類遺傳病的教學中，引導學生從基因的視角看待遺傳病、尊重和關愛遺傳病患者；通過分析衰老細胞的物質(zhì)變化及特點，倡導關愛老年人的尊老情懷；在受精作用和胚胎發(fā)育的課程中，滲透珍愛生命的價值觀，引導學生懂得感恩；通過動物生命活動調(diào)節(jié)的學習，引導學生學會調(diào)節(jié)情緒、健康生活等。這些以生物學知識為載體的深厚的教育滋養(yǎng)，會以潤物細無聲的方式，對學生個人品格的形成起著巨大的推動作用。

2.“科學發(fā)現(xiàn)史”情境

科學發(fā)現(xiàn)史是科學進步的縮影，不僅能夠體現(xiàn)科學的發(fā)現(xiàn)歷程，更能展示出科學研究的本質(zhì)，也會彰顯出科學家勇于創(chuàng)新的精神?？茖W研究的過程是對未知世界的探索過程，追尋發(fā)現(xiàn)的腳步，能夠促進學生科學思維建立，培養(yǎng)學生探索事物規(guī)律，形成科學意識。從細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學說的建立到DNA是主要遺傳物質(zhì)的確立過程，科學進步從來都不是一個人的豐功偉績，而是在巨人的肩膀上推動科學進步的過程，是科學家們前仆后繼、集體智慧的結(jié)晶。從遺傳規(guī)律發(fā)現(xiàn)，到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出，再到現(xiàn)在基因工程、蛋白質(zhì)工程的迅猛發(fā)展，科學技術正逐步改變著世界?？茖W的研究從來不是一帆風順的，會歷經(jīng)各種失敗、被質(zhì)疑、被指責的過程。比如，孟德爾提出分離定律和自由組合定律后，經(jīng)過30多年后才被重新認識；拉馬克反對物種不變論后，也不曾被人們所接受。在這個過程中，學生應認識到，科學研究需要鍥而不舍的精神。這會對學生科學精神的培養(yǎng)起到助推作用。

3.“科技發(fā)展前沿”情境

生物學涉及的范圍比較廣泛，除了與學生息息相關的社會生活，還有前沿科技領域，如育種、醫(yī)療、考古等方面。教師運用相關的科研成果創(chuàng)設情境，可以減少學生對前沿科技的距離感，而且這些成果的發(fā)明和創(chuàng)造也應用了學生現(xiàn)在學習的知識，換言之學生現(xiàn)在的學習成果也是科研中的一部分，可以增強學生學習生物的積極性。國內(nèi)外有非常多的生物學家致力于與生物相關領域的技術創(chuàng)新，教師若能把教材中的相關內(nèi)容與前沿的科技成果聯(lián)系起來不僅能吸引學生的興趣，在學生的生涯規(guī)劃上還有一定的指引作用。例如，對細胞凋亡一節(jié)的處理，教師可以創(chuàng)設情境“如果我們能掌握細胞凋亡的機制，能否想瘦哪里就瘦哪里呢？”激發(fā)學生的興趣，展示施一公院士對于細胞凋亡機制的研究成果，統(tǒng)領課堂。2017年，我國取得的重點科技成就“克隆猴”，教師可以借此引導學生思考距離第一例克隆羊多利誕生已經(jīng)很多年了，克隆猴為什么稱之為重大的突破？這背后隱藏的技術突破有哪些？從而推動學對科技發(fā)展前沿的深度認同。在新冠疫苗的研制過程中，教師可引導學生分析都研制出了哪幾類疫苗，這幾類疫苗從安全性、預防性和作用機理有什么不同？針對病毒持續(xù)地發(fā)生變異，疫苗在后續(xù)接種需要注意什么問題？這些科技發(fā)展情境都能激發(fā)學生的學習熱情和探索熱情。

二、情境教學在培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的應用

1.情境教學在培養(yǎng)生命觀念的應用

生命觀念是人們對生命現(xiàn)象解釋的意識、觀念或方法，是生物學核心素養(yǎng)中最能體現(xiàn)生物學科特點的素養(yǎng)。生物學滲透于人們生活的方方面面，創(chuàng)造人類美好生活離不開生物學。生物學的意義不止于科研，它融入我們的點滴生活里。例如，在講到糖類一節(jié)時，教師展示出市場上的“零度”飲料，引發(fā)學生思考，為什么商家宣稱為“零度”飲料？常喝這種飲料能給人帶來什么影響？引導學生分析為什么會得尿毒癥，如何科學補水，如何科學補充無機鹽等問題，培養(yǎng)學生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀。通過分析新冠病毒的變異與進化歷程及人類根據(jù)病毒開展的不同應對措施，培養(yǎng)學生形成進化與適應觀念。居家隔離期間，組織學生開展水培蔬菜活動，在實際的操作活動中，讓學生能夠感受生命的磅礴力量。學生沉浸于各項活動之中，獲得的不僅僅是知識，還有思維的發(fā)展。除此以外，更會帶給同學們豐富的情感體驗。這些都是能促進學生關注生命、珍愛生命，培養(yǎng)從生命科學視角分析問題，形成生命觀念。

2.情境教學在培養(yǎng)科學思維和科學精神的應用

科學思維和科學精神是生物學科作為自然科學本質(zhì)屬性，其根本是在探究的過程中，培養(yǎng)學生掌握科學知識形成特點。為了更好地描述知識形成過程，教材中展示了一些科學發(fā)現(xiàn)史情境和實驗情境。教師在應用這些情境開展教學過程中，就要有效發(fā)掘教材資源，培養(yǎng)學生形成深刻的、有效的、連貫的思維活動?？茖W探究不僅僅是體現(xiàn)在設計實驗的過程現(xiàn)，更多體現(xiàn)在如何發(fā)現(xiàn)問題和及對問題提出合理假說過程中體現(xiàn)。

例如，在基因在染色體上的科學發(fā)現(xiàn)史中，教材中只給出了摩爾根正確的假說，即控制眼色的基因在X染色體的特有區(qū)段，Y染色體上沒有該基因的等位基因。而摩爾根在提出假說的過程中，提出了三個假說，分別是：假說1：基因位于Y染色體特有區(qū)段（X，YW）；假說2：基因位于X染色體特有區(qū)段（XW，Y）；假說3：基因位于X和Y染色體同源區(qū)段（XW，YW）并針對假說篩選開展了一系列的實驗。實際上，假說的篩選過程中，摩爾根也設計了大量實驗，體現(xiàn)了很好科學思維。教師可以拓展這些假說，即假說篩選過程中相關實驗，遵從科學史的情景探究，將學生代入摩爾根的探究過程中，歷經(jīng)了假說的設立與排除階段，通過提出問題、提出假說、設計實驗并得出結(jié)論，從而深刻理解“基因在染色體上”這一重要概念。在這個過程中教師要讓學生感受科學家在科學研究中體現(xiàn)出的尊重事實、尊重科學，追求真理的精神，也提升了學生的質(zhì)疑精神與批判思維。

3.情境教學在培養(yǎng)社會責任的應用

高中生物學有很多傳統(tǒng)文化的智慧結(jié)晶，可以增強學生的人文底蘊，培養(yǎng)學生的民族自豪感，樹立文化自信。例如：“牝雞司晨”，是我國古代人民最初發(fā)現(xiàn)的性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象；在生長素的發(fā)現(xiàn)歷程中，記載了我國古代《種藝必用》中提出的用人尿促進空中枝條壓條生根的方法，體現(xiàn)了古人的智慧之光；在生態(tài)環(huán)境的保護中，莊子提出了“萬物與我并生，天地與我為一”的理念，彰顯了文化自信。

通過情境教學培養(yǎng)學生社會責任，是一個潤物細無聲的過程。比如，構(gòu)建“減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目變化模型”時，提倡學生用過的A4紙張背面畫圖，節(jié)約紙張。以菠菜為實驗材料觀察葉綠體時，可以帶領學生嘗試將菠菜分批栽培處理，不同班級之間循環(huán)利用，體現(xiàn)了對實驗材料的節(jié)約。再例如：結(jié)合教材中實驗內(nèi)容“探究土壤微生物對落葉的分解實驗”，課后增設了“探究土壤微生物對塑料制品的分解實驗”。組織學生定期觀察葉片和塑料制品的變化并形成對比，實驗結(jié)果的反差給學生帶來極大的震撼。在此過程中，學生自覺形成了保護生態(tài)環(huán)境的意識，培養(yǎng)了社會責任?！盁o窮的遠方，無數(shù)的人們都和我有關”，這句話道出了人類相互關愛的崇高精神。在新冠肺炎肆虐時間，對于病毒微專題的學習，作為生物教學中的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)與功能探究，免疫學防護等知識，能夠激發(fā)學生健康生活的意識，注重疫情期間的自我保護。同時，在新冠疫情面前，中國擔當起自身的使命，深化疫情防控國際合作，彰顯大國責任，為構(gòu)建人類命運共同體增添了新動力。

三、生物學情境教學實施的現(xiàn)實意義

1.激發(fā)學生求知欲，培養(yǎng)學生生成核心素養(yǎng)

情緒認知理論認為，影響個體生存和情緒的信息比新認知學習的信息更優(yōu)先加工，也就是說人腦在感覺到積極情緒時，會提高認知的積極性和效率。知識本身就是產(chǎn)生于具體情境中，是對具體情境問題的方法的總結(jié)。如果脫離情境，傳授知識，只會是機械重復，很難內(nèi)化到學生認知層面。所以，教師應該創(chuàng)設積極情境，從實際生活中去引入知識，提取概念，讓學生形成想學、樂學的情緒。利用情境教學積極的設陷增疑，引發(fā)學生的認知沖突，從而能從學生內(nèi)心激發(fā)學生的求知欲望。學習目的是為了掌握知識，更重要的是掌握方法，形成認識世界、改變世界的思維方法。學生的情感高漲時，才是知識內(nèi)化、核心素養(yǎng)培養(yǎng)的關鍵時刻。

2.促進教師成長，適應新型人才培養(yǎng)要求

教師是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的關鍵因素，更是優(yōu)秀人才培育的主體力量。教育教學不僅僅是一門藝術，更是一門科學。教師在教學過程中，需要不斷拓寬視野范圍，深入鉆研教育教學規(guī)律，還要自覺地加強責任意識和育人觀念，加強自身學習，寓“傳道”于情境教學中的“授業(yè)”“解惑”的過程之中，并加強自身示范作用，實現(xiàn)教書育人的有機統(tǒng)一。教學是實現(xiàn)知識傳授的主要途徑，育人也是無法脫離課堂教學而單獨獲得實現(xiàn)的。所有的課程都需要在具體的情境中共開展，都蘊含著豐富的潛在育人因素以及價值觀念。教師要在已有經(jīng)驗的基礎之上對課程進行開發(fā)、整合、拓展和延伸，將其轉(zhuǎn)化為具體生動的有效教育資源，在潛移默化中把精神培養(yǎng)融入知識傳授的過程之中。

3.理論與實踐結(jié)合，落實課程思政

生物學科作為高中教學的重要科目，其隱性內(nèi)容博大精深，涉及倫理價值、國家情懷、民族自信等，本身就包含有一定的德育目標。因此，我們要在情境中關注生物學科本質(zhì)，提高專業(yè)育人價值。生物學貼近生活、結(jié)合實際、生動有趣的性質(zhì)決定了其所具有的育人價值，可以從科學實踐、素養(yǎng)提升、道德法制、愛國主義等很多具體的體現(xiàn)。教師通過情境教學，鼓勵理論與實踐融合，把思政理念與生物學科結(jié)合，樹立整體課程觀，助力于課堂的育人作用，將有利于培養(yǎng)出對個人終生發(fā)展、社會進步、國家興衰都具有責任意識的人才。

四、情境教學在課堂教學中的反思和啟示

1.情境貫穿始終，構(gòu)建課程主線

情境教學在課堂教學中應用過程，不僅僅是單獨地導入課堂，或者是某個資料的引入，而應該是以一個預設的情境貫穿始終，用情境構(gòu)建課堂主線。比如，《降低反應活化能的酶》一文中，作者通過創(chuàng)設“如何做水煮肉片更嫩滑”這一生活情境，通過層層遞進的問題情境及實驗情境，充分調(diào)動學生的思維和情緒，引導學生逐步生成概念并應用概念。本節(jié)課的設計思路是以“如何做水煮肉片更嫩滑——這個過程中嫩肉粉的作用是什么——如何控制條件才能使嫩肉粉發(fā)揮作用”的主題貫穿，從生活情境到科研情境進行知識的應用，在每個情境中都會落實相應的概念，而每個環(huán)節(jié)內(nèi)部也都有一定的邏輯聯(lián)系。

2.依托“大情境”，整合“大單元”，形成“大概念”

新課程理念的一個重要創(chuàng)新之處就是“課程聚焦大概念”。課程的設計和實施追求少而精的原則，必修和選擇性必修課程的模塊內(nèi)容聚焦大概念，讓學生能夠深刻理解和應用重要的生物學概念，發(fā)展生物學科核心素養(yǎng)。

比如，教材必修一第1節(jié)《細胞是生命活動的基本單位》，問題探討中運用了我們國家的國寶大熊貓和冷箭竹引入新課，在后續(xù)的生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次中，也用大熊貓和冷箭竹進行分析，用一個情境貫穿整節(jié)課，構(gòu)建“細胞是生物結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”這一核心概念。教師在生物教學中應因材施教，利用情境創(chuàng)設激發(fā)學生的學習興趣，使復雜、抽象的核心概念簡單化、具體化，還要把生物教學和生活聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生的生物核心素養(yǎng)。

3.從情境到概念，從概念反拔情境

教師通過創(chuàng)設多種多樣的情境，引導學生在情境中構(gòu)建概念，探究概念的本質(zhì)，掌握概念的內(nèi)涵和外延。在這個過程中，學生通過科學流程分析與解決問題，進而掌握生物學核心概念，達到了用核心概念引導教學的目的。教師在教學的過程中更要依靠各類情境載體來完成核心概念的構(gòu)建，情境越復雜，越能考驗關鍵能力和必備品格。而概念的學習并不是學習的終點和終極目標，更重要的是要根據(jù)這些核心概念的學習，培養(yǎng)學生科學的態(tài)度與探究真相的精神，并且運用這些概念反拔各種情境，在有效應用中充分促進學生自我效能感的形成，對個體全面發(fā)展具有重要意義。