沉浸式情景教學(xué)在高中生物學(xué)課堂教學(xué)中的實(shí)踐

沉浸式情景教學(xué)是一種具有創(chuàng)新性的教學(xué)方法，注重學(xué)生的參與和體驗(yàn)，注重知識(shí)與情景的融合，注重理論與實(shí)際的結(jié)合，而且與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)密切結(jié)合，如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、大數(shù)據(jù)網(wǎng)路、3D體驗(yàn)等。在高中生物學(xué)課堂教學(xué)中加強(qiáng)沉浸式情景教學(xué)的應(yīng)用，有利于引導(dǎo)學(xué)生深入探究生物學(xué)知識(shí)，利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)解答疑問，解決一些生活問題，從而提升學(xué)生的生物學(xué)綜合素養(yǎng)。

一、沉浸式情景教學(xué)模式概述

沉浸式情景教學(xué)法是有許多成功范例的語(yǔ)言培訓(xùn)方法進(jìn)行創(chuàng)新和改良而形成的一種優(yōu)異的教學(xué)方法，即在教師創(chuàng)造的相對(duì)封閉的環(huán)境中，學(xué)生全方位、全時(shí)間段地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，降低外界的干擾，通過場(chǎng)景重現(xiàn)、情景模擬、角色互換游戲等教學(xué)方式，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的教學(xué)方法。教師可以通過沉浸式情景化課程資源課件整合高中生物學(xué)中所有抽象、難懂的內(nèi)容，并在微觀或者宏觀場(chǎng)景中使生物學(xué)概念更加直觀、形象、具體，以此將重難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行可視化的轉(zhuǎn)化，賦予教材知識(shí)一定的生命力，使教材內(nèi)容靈活多樣，同時(shí)拓展和深化教材內(nèi)容，讓學(xué)生在看、聽和感受中理解生物學(xué)知識(shí)、掌握生物學(xué)知識(shí)，從而提升學(xué)習(xí)效率。

二、高中生物學(xué)沉浸式情景課堂教學(xué)案例

▲案例一：“細(xì)胞的分化、癌變”沉浸式情景教學(xué)案例。

（一）課程內(nèi)容

教師應(yīng)將分子、細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)作為重點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞的相關(guān)理論知識(shí)，之后引入癌變的概念，借助社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的實(shí)際問題分析細(xì)胞癌變，以及癌變對(duì)人類身體的危害，我們應(yīng)該如何面對(duì)它、如何延續(xù)生命等。在課前要求學(xué)生利用各種信息技術(shù)或者通過其他途徑了解與癌變相關(guān)的問題，在課堂上進(jìn)行小組互動(dòng)交流，在合作學(xué)習(xí)中創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生選擇科學(xué)、健康的生活方式，由于癌細(xì)胞的特點(diǎn)與致癌的原因很難區(qū)分開，這也是課堂教學(xué)的重難點(diǎn)。

（二）教學(xué)目標(biāo)

1.（1）掌握癌細(xì)胞的主要特征。（2）說出引起細(xì)胞癌變的外因（致癌因子）。

2.運(yùn)用資料分析的方法，討論健康的生活方式與癌癥預(yù)防的關(guān)系。

3.聯(lián)系生活實(shí)際，討論惡性腫瘤的防治，選擇健康的生活方式和積極的生活態(tài)度。

（三）情景教學(xué)過程

1.導(dǎo)入新課

教師可以提前準(zhǔn)備學(xué)生熟悉的名人照片或者視頻，通過多媒體展示給學(xué)生，引起他們的注意，使其走進(jìn)課堂深處，然后介紹這些名人去世的真正原因，并要求學(xué)生思考他們?nèi)ナ赖墓餐c(diǎn)，以此引入癌癥話題，強(qiáng)調(diào)癌癥的危險(xiǎn)性，普及相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)之后，課堂上直接進(jìn)入主要內(nèi)容，分析細(xì)胞分化與組織的形成、細(xì)胞分化與細(xì)胞全能性、細(xì)胞癌變的相關(guān)概念，指出癌細(xì)胞的可遺傳性，而且不會(huì)受到集體控制與外界影響。

2.創(chuàng)設(shè)情境

教師播放一個(gè)人從細(xì)胞發(fā)展成人體的視頻。

師：受精卵的分裂方式是什么？

生：有絲分裂。

師：有絲分裂后期有什么特點(diǎn)？

生：紡錘絲縮短，分向兩極的兩套染色體形態(tài)和數(shù)目完全相同。

師：如果只有細(xì)胞的分類和細(xì)胞的生長(zhǎng)，能形成一個(gè)復(fù)雜的人體嗎？

生：不能。

師：剛出生的嬰兒有六指、并指，這是在胚胎期就已經(jīng)形成的，大家是否見過正常手指的成年人突然分化成六指或并指？

生：沒見過。

師：那還需要經(jīng)過一個(gè)什么樣的過程？

生：細(xì)胞分化。

師：對(duì)，只經(jīng)過細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)還不能形成復(fù)雜的人體，還需要細(xì)胞的分化，細(xì)胞分化是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。

師：大家認(rèn)為已經(jīng)高度分化的細(xì)胞是否具有發(fā)育成完整生物體的可能？

生：有，因?yàn)榧?xì)胞具有全能性。

師：動(dòng)植物體的各種組織都是細(xì)胞在正常情況下分化的結(jié)果，對(duì)人體來講，如果細(xì)胞沒有正常分化而出現(xiàn)了畸形分化，細(xì)胞將出現(xiàn)癌變，變?yōu)闊o限增殖的細(xì)胞，這就是我們說的癌細(xì)胞?，F(xiàn)在大家討論一下。

師：為什么癌癥難治？

生：它會(huì)無限增殖，具有特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜異常，易轉(zhuǎn)移。

師：日常生活中什么因素會(huì)誘發(fā)癌癥？

生：吸煙（焦油）、紫外線照射、乙肝病毒、腫瘤致癌病毒。

3.課堂小結(jié)

教師總結(jié)：

癌細(xì)胞一般會(huì)在合適的條件下不斷增長(zhǎng)，并且癌細(xì)胞所處的環(huán)境直接影響它的形態(tài)結(jié)構(gòu)，如果它的表面出現(xiàn)變化，則細(xì)胞膜上的糖蛋白將會(huì)逐漸減少，這時(shí)細(xì)胞的黏著性降低，便會(huì)逐漸轉(zhuǎn)移到體內(nèi)。

在講解癌細(xì)胞因子時(shí)，教師可以借助學(xué)生易懂的日光浴詳細(xì)進(jìn)行分析，因?yàn)槿展庠】梢宰屍つw細(xì)胞中的膽固醇受到紫外線作用不斷轉(zhuǎn)變成維生素D，能夠很好地預(yù)防骨質(zhì)疏松，然而長(zhǎng)時(shí)間的日光浴會(huì)讓紫外線不斷傷害皮膚細(xì)胞，如果患有皮膚癌的人，醫(yī)生會(huì)建議他注意防曬，以免紫外線灼傷皮膚。在癌變?cè)蚍治鲞^程中一定要強(qiáng)調(diào)身體鍛煉與健康的生活方式，讓學(xué)生知道飲食和鍛煉對(duì)身心健康的重要性，進(jìn)而告訴學(xué)生不能亂吃食物，通過生活化教學(xué)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)癌變知識(shí)的理解以及預(yù)防。

（四）課堂總結(jié)

在本次生物學(xué)課堂上，教師借助多媒體技術(shù)展示了學(xué)生比較感興趣的名人導(dǎo)入課堂，引出課堂教學(xué)主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;在主體教學(xué)過程中，通過社會(huì)熱點(diǎn)話題進(jìn)行小組合作交流，讓學(xué)生沉浸式分析教師提出的問題，從而檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果;利用學(xué)生熟知的生活常識(shí)分析癌變，告誡學(xué)生要調(diào)整自己的生活作息，通過加強(qiáng)鍛煉和良好的飲食預(yù)防癌變。

整體課堂教學(xué)中滲透生活元素，讓學(xué)生更容易理解知識(shí)，本次沉浸式情景教學(xué)通俗易懂且有趣，促使學(xué)生自由發(fā)言，交流自己的想法，進(jìn)一步拓展學(xué)生的思路。

▲案例二：結(jié)合理論分析，整合實(shí)際生物學(xué)教學(xué)，設(shè)計(jì)“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”教學(xué)案例。

（一）學(xué)情分析

1.在物質(zhì)層面，這節(jié)課主要探討了生命特有的兩個(gè)分子物質(zhì)，即蛋白質(zhì)與核酸，以及兩者在生命現(xiàn)象中的關(guān)系。在學(xué)習(xí)過程中需要將生物學(xué)必修的分子和細(xì)胞相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)，如組成細(xì)胞的分子以及細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)中便涉及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與合成需要的細(xì)胞器，明確核酸的分布與功能等。

2.在結(jié)構(gòu)層面，基因在表達(dá)過程中也體現(xiàn)了DNA分子的具體結(jié)構(gòu)，以及該部分與遺傳信息、基因的關(guān)系，所以要把基因的本質(zhì)作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。

3.在功能層面，細(xì)胞代謝全程體現(xiàn)了線性狀特征，這也是基因表達(dá)的最終結(jié)果?；诖?，這節(jié)課主要幫助學(xué)生理解生命的基本特征。

（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.清楚遺傳信息的翻譯與轉(zhuǎn)錄全程。

2.將基因的翻譯和轉(zhuǎn)錄劇本化，攻克重難點(diǎn)。

3.在沉浸式小組角色扮演體驗(yàn)中感受基因表達(dá)過程的美妙之處，感受基因表達(dá)原理的簡(jiǎn)約美和邏輯美。

4.認(rèn)同人類對(duì)基因表達(dá)的研究還在持續(xù)。

（三）學(xué)習(xí)重難點(diǎn)

轉(zhuǎn)錄和翻譯全程。

（四）教學(xué)過程

1.情景導(dǎo)入——設(shè)計(jì)故事背景

故事情景設(shè)計(jì)：某建筑公司設(shè)計(jì)師要重新建造一座大廈，該人員手里已經(jīng)有了一份詳細(xì)的建設(shè)圖紙，然而設(shè)計(jì)師因?yàn)橐恍┰虿荒茈x開自己的辦公室，因此他就安排自己信任的助力去工地指揮。他將建造圖紙?jiān)敿?xì)傳授給助理，助理火速趕往施工工地投入工作，并結(jié)合建造圖紙精準(zhǔn)有序地安排搬磚工人進(jìn)行施工作業(yè)，很快就完成了大廈的建造，而且和圖紙上的標(biāo)準(zhǔn)一模一樣。

教師要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)課本相關(guān)內(nèi)容，自主學(xué)習(xí)基本概念，同時(shí)回答教師提出的問題。

師：故事中的設(shè)計(jì)師、助理、搬磚工人、大廈、磚分別是基因表達(dá)中的哪些分子？

生：分別是DNA、mRNA、tRNA、蛋白質(zhì)、氨基酸。

師：設(shè)計(jì)師辦公室、施工工地又特指哪些場(chǎng)所？

生：細(xì)胞核、核糖體。

師：設(shè)計(jì)師手里的建造圖紙又是什么呢？

生：DNA中的遺傳信息。

師：設(shè)計(jì)師是怎樣把圖紙中的內(nèi)容精準(zhǔn)傳授給助理的呢？

生：DNA與mRNA通過嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)傳遞信息。

師：助理是怎么和搬磚工人進(jìn)行溝通，并順利完成大廈的建造的？

生：mRNA上相鄰的三個(gè)堿基被稱為一個(gè)密碼子，對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸，64種密碼子中有61種對(duì)應(yīng)的氨基酸，另外3種為終止密碼子，mRNA末端的三個(gè)堿基被稱為反密碼子，當(dāng)其攜帶特定的氨基酸后即可帶著氨基酸與mRNA上的密碼子通過堿基互補(bǔ)精確配對(duì)，所以mRNA上堿基的排列順序就決定了氨基酸的排列順序，最終形成特定的蛋白質(zhì)。

師：這個(gè)過程叫什么？

學(xué)生：翻譯。

2.完善情景——指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)作劇本

師：結(jié)合上述故事背景，請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位創(chuàng)作自己的劇本，把剛剛我們一起梳理的內(nèi)容精準(zhǔn)表達(dá)出來，讓整個(gè)故事更加生動(dòng)、有趣。

學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)創(chuàng)作。

3.借助情景——開啟沉浸式表演

完成創(chuàng)作之后分配角色、完善表演內(nèi)容和動(dòng)作，促使學(xué)生都參與到故事情景中。

4.延展情景——評(píng)價(jià)反思

每個(gè)小組選一個(gè)代表，從知識(shí)的科學(xué)性、參與程度、配合度以及劇情連貫性等方面進(jìn)行打分。教師可要求學(xué)生進(jìn)行互相評(píng)價(jià)和自我評(píng)價(jià)，集中思考總結(jié)活動(dòng)過程。學(xué)生在評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)每個(gè)小組的劇本和創(chuàng)造性并不相同，一些小組同時(shí)進(jìn)行了原核生物基因表達(dá)過程。

總之，在科學(xué)的知識(shí)引導(dǎo)下，學(xué)生可以設(shè)計(jì)各種各樣的沉浸式劇本，并在情景學(xué)習(xí)中內(nèi)化知識(shí)，在互評(píng)中相互糾正，突破重難點(diǎn)。

（五）反思總結(jié)

不同的課堂形式可以使用不同的教學(xué)方式，沉浸式情景表演體驗(yàn)可用于過程性課堂內(nèi)容教學(xué)中，這樣可以促使學(xué)生在情景中感受科學(xué)家探索的艱難，感受科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度與思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。沉浸式劇本體驗(yàn)可以讓學(xué)生在課后搜集更多的元素，從而獲得優(yōu)質(zhì)的表演體驗(yàn)。

綜上所述，沉浸式情景教學(xué)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高中生物學(xué)課堂教學(xué)中，教師通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的掌握。教師還能通過情景教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，促使學(xué)生不斷完善自己的生物學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。在今后的學(xué)習(xí)中，學(xué)生也能快速適應(yīng)不同的環(huán)境，獲得全面發(fā)展。

（作者單位：三門峽市實(shí)驗(yàn)高中）

編輯：趙文靜

注：本文系2022年度河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目“沉浸式情景教學(xué)在高中課堂教學(xué)中的實(shí)踐研究”（立項(xiàng)編號(hào)：JCJYB2225120016）的研究成果。

作者簡(jiǎn)介：劉利艷（1978—），女，漢族，河南三門峽人，本科，中教一級(jí)，研究方向：高中生物學(xué)。