心素養(yǎng)下高中生物學情境教學的應用實踐

情境教學法是指在教學過程中，教師有目的地引人或創(chuàng)設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動場景，以引起學生一定的態(tài)度體驗，從而幫助學生理解教材，并使學生的心理機能得到發(fā)展的教學方法。情境教學恰似橋梁，將抽象的生物學知識與生動的現(xiàn)實場景相連接，能夠成功打破傳統(tǒng)教學的桎梏，讓學生于真實或模擬情境中感悟生物學的魅力，以主動構建知識體系，并有效提升核心素養(yǎng)。那么，在核心素養(yǎng)下如何開展高中生物學情境教學活動，是教師需要思考的重要課題

一、生活實例情境法

在核心素養(yǎng)導向下的高中生物學情境教學中，運用生活實例情境法，既能讓學生將抽象的生物學知識與實際生活聯(lián)系在一起，構建起結(jié)構與功能觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念，又能引導學生在分析生活實例時，運用歸納、演繹、類比等科學思維方法解釋現(xiàn)象背后的生物學原理，從而培養(yǎng)邏輯思維和批判性思維能力，還能促使學生像科學家一樣去設計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，進而提高學生科學探究能力。

比如，以2019人教版高中生物學教材必修1中“酶的作用與本質(zhì)\"為例。教師在課堂教學中就可用生活實例創(chuàng)設教學情境，將抽象而陌生的生物學知識以學生熟悉的生活情境呈現(xiàn)出來，以推動學生在分析生活事件與現(xiàn)象的過程中不斷提升核心素養(yǎng)。在實際教學中，教師可通過如下幾種方法創(chuàng)設生活實例情境：（1）導人情境創(chuàng)設。以生活中制作饅頭為例，提出問題：為什么面粉發(fā)酵后能制作出松軟的饅頭？引導學生思考其中可能涉及的生物學因素，從而引出酶的作用。這一生活實例情境能夠迅速吸引學生的注意力，激發(fā)他們的學習興趣，讓他們帶著疑問進入后續(xù)學習，以便初步建立起生活與生物學知識的聯(lián)系，有助于培養(yǎng)學生的科學思維，使其養(yǎng)成思考生活現(xiàn)象背后科學原理的習慣。（2）知識講解情境構建。在講解酶的催化特性時，可提及口腔中唾液淀粉酶對淀粉的分解作用。例如，我們在咀嚼米飯時，會感覺米飯逐漸變甜，這是因為唾液淀粉酶將淀粉分解成了麥芽糖。然后，教師可以進一步引導學生探究不同溫度下唾液淀粉酶對淀粉的分解情況，以此培養(yǎng)學生的科學探究能力，讓學生在實踐中體會酶的作用受環(huán)境因素的影響，以強化學生的生活觀念。 （3）拓展與應用情境延伸。教師可聯(lián)系生活中加酶洗衣粉的使用，鼓勵學生探討酶在工業(yè)生產(chǎn)和生活中的應用原理，同時提出問題：為什么加酶洗衣粉在溫水條件下洗滌效果更好？讓學生運用所學的酶的知識進行分析，進一步理解酶的作用條件溫和性等特點。這有助于培養(yǎng)學生將知識遷移應用到實際生活的能力，可增強學生的社會責任意識，使他們明白生物科學知識在改善生活品質(zhì)方面的重要性，最大程度激發(fā)學生進一步探索生物科學的興趣。

二、生物實驗情境法

在核心素養(yǎng)導向的高中生物學情境教學中，實驗情境為學生提供了直觀感知生命現(xiàn)象和生命活動過程的機會。通過實驗操作與觀察，學生能夠深入理解生物的物質(zhì)與能量觀、結(jié)構與功能觀等。同時，在觀察及親自操作實驗的過程中，學生需要思考實驗變量的控制、預期結(jié)果的推測以及對實際結(jié)果的合理解釋，這有助于鍛煉其思維的嚴謹性與靈活性，學會運用科學的思維方法探究生物學規(guī)律，從而形成科學的探究態(tài)度，進而在解決實際問題時不斷增強自身的社會責任感。

以2019人教版高中生物學教材中“光合作用的原理和應用”為例。教師在運用生物實驗情境法組織課堂活動時，可從以下幾點人手：（1）設計探究性實驗導入。在課程開始時，教師可以提出問題：“植物是如何將光能轉(zhuǎn)化為化學能并合成有機物的？”然后引導學生設計實驗來探究光合作用的條件。例如，設置不同光照強度、二氧化碳濃度等變量的實驗組，以綠葉為實驗材料，觀察其在不同條件下產(chǎn)生氧氣（可通過觀察帶火星的木條復燃情況）或淀粉合成（通過碘液檢測）情況。這一實驗情境激發(fā)了學生的好奇心與探究欲，讓學生在實驗設計過程中初步運用科學思維，思考變量控制與實驗可行性，開啟科學探究之旅，同時讓學生聚焦光合作用這一重要生命活動，有助于學生生命觀念的初步構建。（2）實驗過程中的情境引導。在進行光合作用實驗過程中，教師可以創(chuàng)設一些情境幫助學生更好地理解實驗原理和現(xiàn)象。例如，在探究光反應和暗反應的聯(lián)系時，教師可引導學生分析在不同光照時間下，中間產(chǎn)物的變化情況。當光照突然停止時，引導學生思考三碳化合物和五碳化合物的含量變化趨勢，并通過實驗數(shù)據(jù)的測量與分析來驗證。這有助于學生深入理解光合作用中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化過程，強化生命觀念，同時在分析數(shù)據(jù)和解釋現(xiàn)象過程中提升科學思維能力，在實驗操作與結(jié)果分析中踐行科學探究。（3）實驗拓展與應用情境創(chuàng)設。當學生掌握了光合作用的基本原理后，教師就可進一步創(chuàng)設實驗情境引導學生思考其實際應用。例如，設置一個模擬溫室大棚環(huán)境的實驗情境，讓學生探究如何通過調(diào)節(jié)光照強度、溫度、二氧化碳濃度等因素來提高農(nóng)作物的光合作用效率，從而提高產(chǎn)量。學生通過改變不同環(huán)境因素并測量植物生長指標（如株高、干重等），將所學知識應用到實際情境中，培養(yǎng)解決實際問題的能力，增強社會責任意識，明白生物科學知識在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等社會領域的重要價值。

三、角色扮演情境法

在核心素養(yǎng)框架下，角色扮演情境法為學生提供了近距離感知生命過程的機會，學生能直觀地體會到細胞內(nèi)物質(zhì)與能量的動態(tài)變化，深刻理解生命活動的有序性和復雜性，從而構建起系統(tǒng)的生命觀念，不再局限于對抽象概念的死記硬背。在角色扮演情境中，學生需要依據(jù)角色需求進行思考、分析與決策，這極大地促進了科學思維的發(fā)展，能夠激發(fā)學生的科學探究熱情，并且可讓學生設身處地地思考社會中的生物學問題，以強化學生的社會責任意識。

以人教版高中生物學教材必修1中“細胞核的結(jié)構與功能\"為例。為了高效培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，教師可嘗試用角色扮演的方法構建教學情境，將艱澀的知識以生動的形式展示出來，具體方法如下。（1）情境創(chuàng)設。教師以一段關于細胞核研究歷程的動畫或故事引人課程，展示科學家們對細胞核從初步發(fā)現(xiàn)到逐步深入了解其結(jié)構與功能的過程，激發(fā)學生的學習興趣和好奇心。然后，教師構建一個虛擬的細胞工廠情境，將細胞核比作細胞工廠的“控制中心”，細胞內(nèi)的其他結(jié)構視為工廠中的各個生產(chǎn)部門和運輸系統(tǒng)等。（2）角色分配。挑選部分學生扮演細胞核中的不同組成部分，如核膜、染色質(zhì)、核仁等角色，每個角色負責闡述自身的結(jié)構特點和在細胞核功能發(fā)揮中的作用。

另外，安排一些學生扮演細胞質(zhì)中的細胞器，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體等，以及一些學生扮演細胞外環(huán)境信號傳遞者和細胞內(nèi)物質(zhì)運輸載體。 （3）細胞核內(nèi)部角色互動。扮演核膜的學生展示其具有雙層膜結(jié)構，對物質(zhì)進出細胞核具有選擇性控制作用，模擬對一些大分子物質(zhì)（如信使RNA）的進出審核過程；扮演染色質(zhì)的學生介紹其由DNA和蛋白質(zhì)組成，在細胞分裂和基因表達時的動態(tài)變化，如在細胞分裂期如何高度螺旋化形成染色體，在基因表達時如何解旋以便轉(zhuǎn)錄；核仁角色則強調(diào)其在核糖體合成中的重要地位，與其他角色共同探討如何協(xié)調(diào)核糖體的合成與細胞蛋白質(zhì)合成需求之間的關系。（4）細胞核與細胞質(zhì)角色互動。線粒體角色向細胞核傳遞能量供應信息，細胞核根據(jù)這些信息調(diào)控相關基因表達，以調(diào)整細胞的能量代謝水平。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體角色向細胞核反饋蛋白質(zhì)合成與加工情況，細胞核則通過控制基因轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的種類和數(shù)量。

四、生物熱點話題情境法

生物熱點話題情境通常涉及復雜的生物現(xiàn)象和未解決的科學問題，這為學生提供了廣闊的思考空間。學生在面對熱點話題時，需要運用已有的生物學知識進行分析、推理、判斷和假設，有助于鍛煉他們的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。高中生通常好勝心強，面對科學未解之謎，他們能夠了解到生物科學技術的發(fā)展對社會產(chǎn)生的深遠影響，認識到自己作為社會成員在生物學科學領域應承擔的責任，從而以更高的積極性投入生物學科研究中，這就為學生生命觀念、科學精神及社會責任等核心素養(yǎng)的提升注人了新活力。

高中生物學教師在帶領學生學習人教版教材必修2中與“DNA是主要的遺傳物質(zhì)\"時，可恰當引入生物學熱點話題，使學生在該情境中探究與運用教材知識。詳細來講，教師應從以下幾點入手：（1）熱點話題引入。教師可將“基因檢測技術在疾病診斷中的應用\"這一熱點話題作為導入新課的素材，通過播放一段關于基因檢測技術的新聞報道視頻或展示一些相關的圖片資料來引入話題，讓學生對基因檢測技術有一個初步的直觀認識，并激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。（2）實驗拓展與深化。首先，教師提出一個拓展性實驗任務：設計一個簡單的實驗來模擬基因檢測技術的原理，檢測某種已知基因突變的模擬樣本。其次，教師指導學生分組進行實驗設計，啟發(fā)他們運用所學的DNA提取、PCR擴增、電泳等技術知識，設計出合理的實驗方案。在這個過程中，教師給予適當?shù)闹笇Ш吞崾?，幫助學生解決實驗設計中遇到的問題。最后，各小組匯報自己的實驗設計方案，并對可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果進行預測和分析。教師組織學生進行討論，比較不同小組實驗設計的優(yōu)缺點，進一步深化學生對基因檢測技術原理和“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”知識的理解。

五、結(jié)束語

總之，情境教學在高中生物學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中有著不可替代的作用。教師依據(jù)教學內(nèi)容、教學目標及學生特點，有針對性地創(chuàng)設生活實例、生物學實驗、角色扮演、生物熱點話題等教學情境，可讓學生在豐富多樣的情境中主動學習、積極思考，全方位提升生物學科核心素養(yǎng)。這就需要高中生物學教師充分認識到情境教學的價值，并精心設計并靈活運用各種情境，為學生營造一個充滿活力與趣味的生物學學習環(huán)境，使學生在知識學習的同時，還可實現(xiàn)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

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（市教育科學規(guī)劃2020年度課題\"基于核心素養(yǎng)的高中生物情境教學實踐研究”，課題編號：202012699）