基于真實科研情境的高中生物教學策略

生物學是自然科學的重要分支，能解決諸多現(xiàn)實生活問題，其在現(xiàn)實生活中的應用衍生了大量的科研成果，這些成果成為高中生物課堂的優(yōu)質(zhì)教學資源。在高中生物教學中，教師應立足生物課程內(nèi)容，并將其與現(xiàn)實生活相聯(lián)系，創(chuàng)設真實的科研情境，以此滿足學生的科學探究欲望，豐富學生的學習體驗。教師通過組織學生圍繞生物大概念展開科學思考與探究，使其深入理解生物理論知識的實際應用價值，培育學生利用生物學知識解決實際問題的能力，促進學生生物學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、真實科研情境應用于高中生物教學的優(yōu)勢

（一）激發(fā)學生的科學探究興趣

高中生已具備一定的抽象思維和邏輯推理能力，他們渴望了解真實的科學研究過程，想要掌握運用科學知識解釋或解決實際問題的方法，以期在參與科研活動中實現(xiàn)個人價值。然而，保守單一的講授式教學難以給學生提供充足的科學探究條件，削弱了學生科學探究的積極性。因此，教師創(chuàng)設真實科研情境，能夠改變以生物理論講解為主的傳統(tǒng)教學模式，構建以學生為主體的新型生物課堂，為學生提供更多的科學思考與探索空間，并鼓勵他們主動發(fā)現(xiàn)科學問題，積極探索運用生物知識分析并解決問題的方法。教師通過開展生物理論研究與科學實踐活動，不斷激發(fā)學生對生物知識的探究興趣，有效培養(yǎng)學生的科學思維，充分發(fā)揮高中生物課堂的育人功能，為學生未來從事科研工作奠定堅實基礎。

（二）提升課堂實用價值

隨著育人教育理念的深入實施，培養(yǎng)學生運用生物知識解決現(xiàn)實問題的能力，已成為高中生物課堂的重要教學任務。在高中生物課堂教學中，教師通過創(chuàng)設真實的科研情境，能夠?qū)F(xiàn)實存在的社會問題引入課堂，啟發(fā)學生從生物學視角出發(fā)，主動發(fā)現(xiàn)生活中的生物問題，通過探究生物大概念，學會分析和解決實際問題，從而實現(xiàn)生物課程內(nèi)容的實踐應用，有效提升高中生物課堂的實用價值。教師借助真實科研情境，打造理論與實踐相結合的生物教學模式，使生物教學不再停留于淺層的理論教學層面，而是將生物概念置于真實存在的社會問題中，使學生在探究生物學知識的同時，提升解決實際問題的能力。由此可見，教師為學生提供應用生物課程體系的實踐機會，使學生學以致用，有效提升高中生物課堂的實用性。

（三）提高課堂探究深度

在傳統(tǒng)的高中生物課堂教學中，教師將新課標強調(diào)的生物課程結構與教材內(nèi)容作為主要教學依據(jù)，側(cè)重于學生對生物概念、結構、特性及功能的理解與應用。這種教學模式往往導致學生在科學探究方面缺乏深度。因此，教師創(chuàng)設真實的科研情境，能夠突破生物教材和傳統(tǒng)教學方法的局限，拓寬學生的科學探究維度，提高其科學探究深度。教師結合生物教材創(chuàng)設真實的科研情境，為學生提供豐富的科學研究資料，指導學生圍繞個人科研需求搜集并整理相關資源和論據(jù)，從而提高他們對生物課程的探究深度。同時，教師引導學生從解決實際問題的角度出發(fā)，鼓勵他們自主建立生物知識點之間的聯(lián)系，使其在應用生物知識的同時，實現(xiàn)對生物課程的深度探究。

二、基于真實科研情境的高中生物教學原則

（一）真實性原則

在基于真實科研情境的高中生物教學中，教師應致力于為學生打造沉浸式的學習環(huán)境，讓學生在真實科研情境中深度內(nèi)化生物大概念，學會創(chuàng)新性地應用生物理論知識。在生物課堂上，教師應圍繞生物大概念，深入挖掘其在社會生活中的應用，將重要的生物知識點與真實的科研案例、生物課程資源相融合，創(chuàng)設真實的科學研究環(huán)境與場景，激發(fā)學生的深度思考，讓學生親身體驗發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決科學問題的過程，使其樹立正確的生命觀念。在這一過程中，學生不僅能夠有效鍛煉科學思維，提升科學探究能力，還能增強學生的社會責任感。同時，教師打造真實的生物學探究環(huán)境，能夠有效提升高中生物教學質(zhì)量。

（二）開放性原則

在以學生為主體的高中生物課堂教學中，教師應遵循開放性原則創(chuàng)設真實的科研情境，將生物課堂打造成開放性的科研平臺。在生物課堂上，教師可以提出開放性問題，引發(fā)學生對科學現(xiàn)象的質(zhì)疑，鼓勵他們從不同角度分析現(xiàn)實生活中的科學現(xiàn)象，多層次、多角度研究生物學案例。同時，教師應為學生提供開放性的思考與探究空間，鼓勵學生之間展開多樣化的互動交流，以此拓寬學生分析生物問題的視角。學生在交流與互動中碰撞出思維火花，并在多角度、多層面的科學探究中，系統(tǒng)地內(nèi)化生物概念、結構、功能及其關系等基礎知識體系，從而理解人類活動與生物環(huán)境之間的關系，樹立正確的價值觀。

（三）指導性原則

在基于真實科研情境的生物課堂教學中，教師應遵循指導性原則，對學生的生物探究過程實施針對性指導。在創(chuàng)設真實科研情境時，教師應深入了解學生的生物素養(yǎng)發(fā)展情況，在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)，提出具有思考價值的生物科研問題，布置具有導向作用的科學探究任務，循序漸進地引導學生從生物學角度分析科研問題，指導學生利用所學知識解決問題。在科研過程中，教師應根據(jù)學生的個性化需求，啟發(fā)學生的思維，指出學生在科學探究中產(chǎn)生的問題，為學生提供個性化的引導，指導學生沿著正確的科研方向探索實際問題的解決方法，幫助他們深度學習生物大概念，從而有效提升他們的科學思維與探究能力。

三、基于真實科研情境的高中生物教學策略

（一）創(chuàng)設科研情境，增強探究意識

生物是一門自然科學，而科學探究則是高中生解讀生物本質(zhì)、探索生物規(guī)律、把握生物與自然環(huán)境關系的有效途徑。在新教育改革背景下，增強學生的科學探究意識是高中生物教師需要重點思考的內(nèi)容。教師通過創(chuàng)設科研情境，能夠引發(fā)學生對生物問題的深度思考，增強其探究意識。在生物課堂上，教師應圍繞教學主題，搜集并整理相關的科研素材，如科研故事、科學探究成果、生物分支科學史資料、科研案例等，從學生感興趣的科研內(nèi)容出發(fā)，創(chuàng)設真實的科研情境，加強生物課堂與社會問題的銜接，引發(fā)學生對社會問題的深度思考，引導他們綜合利用生物知識解釋社會問題，增強他們的科學探究意識，為其后續(xù)的深入探究奠定堅實基礎。

以人教版高中生物必修一《蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者》教學為例，本課教學目標是引導學生深入了解蛋白質(zhì)的功能和結構。為了增強學生對蛋白質(zhì)這種細胞有機物的探究意識，教師可以引入加拿大外科醫(yī)生弗雷德思克·班廷提出并發(fā)明治療糖尿病胰島素的科研故事，向?qū)W生講述人工合成胰島素治療糖尿病的科學原理、發(fā)明過程及其對社會作出的巨大貢獻，以此創(chuàng)設真實的科研情境。在故事的熏陶下，學生從社會生活角度深刻認識到蛋白質(zhì)對人體活動的重要性，了解科學研究能解決諸多困擾人類的難題，體會到科學探究的價值。這一科研故事不僅能激發(fā)學生對蛋白質(zhì)功能和結構的科學探究意識，還能驅(qū)動學生在生物學領域的探究中積極發(fā)揮個人價值。

（二）利用科研資源，拓展探究依據(jù)

隨著新教材的改版，高中生物教材所涉及的知識面雖有所拓寬，但其內(nèi)容仍然不能滿足學生的學習需求。因此，教師需要結合生物教材內(nèi)容和學生的發(fā)展需求，引入優(yōu)質(zhì)的生物教學資源，拓展學生的科學探究依據(jù)。在基于真實科研情境的生物教學中，教師應將生物教學資源拓展至課外，充分利用社會科研資源的優(yōu)勢，充實生物課堂教學內(nèi)容，為學生提供豐富且優(yōu)質(zhì)的生物學探究依據(jù)，幫助他們深入理解主要生物知識點，解決生物課堂中的問題。在真實的科研情境中，教師應搜集并整合與教學主題相關的科研資源，并將其引入生物課堂，增加學生的生物知識儲備，引導學生學會將真實的生物科研資源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)的科學探究依據(jù)，為延伸學生的科學探究提供有力支持。

以人教版高中生物必修一《細胞的分化》教學為例，本課教學目標是引導學生探究細胞分化的概念和意義。細胞分化被廣泛應用于醫(yī)學領域，如在干細胞的保存和培養(yǎng)方面，其能解決人體受損組織或器官的修復與更換難題。這也是當前許多科學家正在研究的課題。在研究細胞分化作用時，教師可以引入2018年我國科學家首次高清晰解析體內(nèi)造血干細胞歸巢的完整動態(tài)過程資料，讓學生直觀地了解造血干細胞的保存和培養(yǎng)過程及其在醫(yī)學領域的應用價值。這些科研資源不僅能引導學生從宏觀領域深入探究細胞分化的意義，還能啟發(fā)學生從微觀角度深入探究運用細胞分化知識解決實際問題的方法，從而有效提升生物課堂的教學效果。

（三）精選科研案例，鍛煉科學思維

科研案例是營造真實科研情境的重要素材，能夠聯(lián)結生物課程與社會生活，有效鍛煉學生的科學思維能力。它能夠直觀地將科研工作人員的科學探究過程、科研思路呈現(xiàn)給學生，啟發(fā)學生的科學探究思路，培養(yǎng)學生的科學精神，使其在生物學習中養(yǎng)成科學思考與探究的好習慣。在基于真實科研情境的生物教學中，教師應深入分析生物課程內(nèi)容，精選具有典型代表性的科研案例，將生物知識融入真實的科研案例，引導學生從不同層次、不同視角對案例展開科學思考與分析，使其從案例分析中深度內(nèi)化生物知識，深入理解生物的本質(zhì)規(guī)律，并積極探索生物知識在社會生活中的運用。教師應借助科研案例，加強對學生科學思維的訓練，以此培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

以人教版高中生物選擇性必修一《內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)》教學為例，本課教學目標是引導學生理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及其生理意義，使其能清晰地解釋生物體維持PH穩(wěn)定的機制。教師應精選科研案例，創(chuàng)設真實的科研情境，引導學生利用內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的相關知識解釋并分析科研案例，以此鍛煉學生的科學思維。教師可以引入阿南·弗雷克研究團隊研究的“人造子宮”案例。該科研團隊研制了一個充滿電解質(zhì)溶液的大塑料袋并成功撫育了早產(chǎn)的羊羔。教師應組織學生從內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的角度分析“人造子宮”的結構和動作原理，闡述“人造子宮”如何為早產(chǎn)羊羔提供穩(wěn)定的生長環(huán)境，使學生通過科學思考理解內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)在現(xiàn)實中的應用，不斷發(fā)展學生的科學思維。

（四）模擬科研過程，培養(yǎng)探究能力

在高中生物課堂上，教師應發(fā)揮課程優(yōu)勢，培養(yǎng)學生的科學探究能力，指導學生從科學角度審視社會問題，探索解決問題的方法。在基于真實科研情境的生物課堂上，教師指導學生模擬科學探究過程，激勵他們積極參與科研探究，并引入與課程相關的現(xiàn)實問題，鼓勵學生圍繞生物問題大膽提出猜想與假設。教師可以讓學生以小組合作方式，自主探索生物實驗的設計方法，通過親身參與生物實驗進行科學探究，并引導學生深度剖析生物實驗成果，論證猜想與假設，使其在交流互動中對科學問題展開批判性思考，得出科學結論。學生通過模擬科研過程，可以有效提高自身的科學探究能力。

以人教版高中生物必修二《DNA的結構》教學為例，為了幫助學生進一步理解DNA的雙螺旋結構模型，加深學生對DNA結構特點的認識和理解，教師可以組織學生搜集沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構的科研過程。教師可以讓學生以小組合作的方式模擬該科研過程，自主選擇材料，設計并制作DNA雙螺旋結構模型。在實驗活動中，教師指導學生深度整合并分析DNA的構成，明確各結構的連接方式及其連接部位，思考兩條鏈的反向平行和堿基之間的互補配對規(guī)律。隨后，指導學生結合理論親自制作模型。教師通過這種模擬科研過程的教學方式，為學生創(chuàng)設真實的科研情境，使學生在理論研究與科學實驗操作中，實現(xiàn)了科學探究能力的提升。

（五）組織科研實踐，提升探究效果

隨著科技水平的不斷進步，生物領域取得了顯著的科研成果，并隨之衍生了諸多科普基地或科學素材。與生物科研相關的公共資源能將學生帶入真實的科研情境，幫助學生了解更多科學知識，并為他們提供參與科研實踐的機會。在生物教學中，教師應打破課堂的時空限制，結合生物課程內(nèi)容，選擇合適的公共科普場所，如博物館、科技館、科學實驗室等，組織特定生物主題科研實踐活動，讓學生親自體驗真實的科研環(huán)境，深入了解生物科研發(fā)展史，感受科研過程的嚴謹性。這種沉浸式的體驗，使學生在真實的科研情境中深入理解生物主題，進一步拓展學生的生物學探究深度，有效提升生物課堂的探究效果。

以人教版高中生物選擇性必修一《免疫失調(diào)》教學為例，治療艾滋病是人類共同面臨的巨大挑戰(zhàn)。當前，人類并未找到根治艾滋病的有效方法。教師可利用社會公共資源組織一場以艾滋病為主題的科研實踐活動，激勵學生投入根治艾滋病的研究中。教師可以組織學生集體參觀當?shù)氐陌滩】破战逃?，讓學生深入了解艾滋病的發(fā)展簡史、致病機理、防控措施、相關治療方案以及國家政策等，帶領他們聆聽艾滋病患者的心聲，了解我國在艾滋病防治中所取得的階段性成果。學生通過模擬體驗與艾滋病患者的相處模式，從生物學視角深入了解艾滋病的相關知識，通過科研實踐進一步提升生物探究效果。

四、結語

綜上所述，教師將生物理論巧妙地融入生動、真實的科研情境，能夠改變傳統(tǒng)生物課堂呆板生硬的教學模式，增強學生的科研意識。因此，高中生物教師應構建以學生為本的生物教學模式，創(chuàng)設真實的科研情境，培養(yǎng)學生對生物知識的探究興趣，鍛煉學生的科學探究思維，為其提供豐富的科學研究體驗。教師通過建立生物課程與社會生活的聯(lián)系，引導學生綜合應用生物知識分析社會生活現(xiàn)象，解決社會生活中的生物問題，從而全面提升學生的科學素養(yǎng)和教學質(zhì)量。