在新情境阅读中增进生物学概念理解

伯海英

阅读是学习各学科的共同基础，所有课程的学习都无法脱离阅读语境，各学科都应肩负在学科情境下发展学生阅读理解能力的重任。科学阅读与概念建构、科学思维相伴随，学生通过新情境阅读，把握信息，表达观点，阐述理由，增进对科学概念的理解，增强信息筛选、归纳演绎、推理论证、解决问题、现场学习等能力，提升学科核心素养。

1去情境化教学不利于概念的建构

认知科学的研究表明，情境在学习和思维中具有重要作用。但在初中生物学教学中，类似现象并不少见。例如，关于虫媒花、风媒花的教学，教师要求学生阅读教材，将两种花的型、色、味等事实填入表格进行比较，没有组织学生进一步分析具体情境中，花的特点是如何适应其不同媒介的传粉，导致学生只能对事实的死记硬背。又如，关于特异性免疫的教学，教师要求学生重点抓住“特定”这个关键词，强调特异性免疫是只能对特定的病原体或异物起作用的免疫方式。这种咬文嚼字的方式缺乏情境支撑，学生无法想象“抗原和抗体的特异性结合”，无法理解特异性免疫的实质，致使特异性免疫成为学习难点。

可见，去情境化的认知过程导致学生对概念停留在文字识记而非理解。如果教师只重视“是什么”的教学，忽视“为什么”和“怎么办”，夸大陈述性知识的基础性作用，就必然导致将概念教学等同于记忆知识，甚至将程序性知识，如应用遗传规律分析遗传现象、制作临时装片的步骤等，也转化为可以背记的条目。加之考试评价迁就教学现状，导致学生产生生物学习方法主要是背记的误解，对学生学科核心素养的发展十分不利。

2以科学阅读引导学生在情境中理解概念

如果说阅读文本获取信息、明晰内容和要求，尚属语文阅读的范围。那么，当学生开始在头脑中筛选科学概念，并将阅读所获得的信息和科学概念进行关联的时候，阅读就己具备了科学阅读的特征。教师在教学中应重视运用科学阅读“三要素”，即获取信息、关联科学概念以及用科学概念解释或解决问题，引导学生在情境中理解概念。

2.1从阅读内容中获取信息

阅读素养不同于阅读技巧，主要表现在应用阅读学习新知识、解决问题的能力。适合初中学生的科学阅读内容应注重接近学生能够理解的社会生活情境，以便学生在理解的基础上，理解所要解决的问题，寻找文本中所蕴含的问题背景和解决问题的条件。初中生物学阅读材料中呈现情境的文本形式主要有由一段文字组成的连续文本、由图与表构成的非连续文本以及图文结合的复合文本3类。不同的文本形式需要使用不同的获取信息的方法。

2.2快速关联科学概念

基于真实情境的阅读材料，需要学生理解问题，快速关联科学概念、科学方法，才能确定解决问题思维切入点。从简单的单一科学概念到建立跨主题、跨学科远联系，不同情境引发的思维水平不同。通过学生访谈，发现，优秀学生在获取信息后，会投入更多的时间来理解问题、组织信息，确定相关联的科学概念。

2.3运用科学解释

科学解释是对是什么、为什么和怎么样等问题的解释。科学解释与生活化解释的主要区别在于，是否用科学概念或原理来组织解释过程。从生物学科角度看，就是要在观察生物现象基础上，用与之相关联的生物学概念原理解释该现象。为了提升学生从文本中收集、分析、取舍信息和综合评判的能力，还可以围绕同一话题选择不同观点、不同证据的阅读材料，或者提供相同观点不同证据，要求学生解释自己选择观点的依据和理由。

Krajcik等人提出科学解释的四要素框架，涉及主张、证据、推理和反驳四个方面。运用到科学阅读中，获取信息、关联概念是寻找证据、确立主张的基础，推理的过程就是理顺证据和主张之间逻辑关系的过程。将这个逻辑关系表达出来，就是对主张的科学解释。当自己的主张和他人不同时，还需要运用证据和推理提出反驳。

综上，科学阅读是有章法可循的，但学生的科学阅读能力不可能自然生成，需要指导和练习。在初中生物学教学中，重视科学阅读和重视概念教学，是相辅相成、相互促进的两个方面，它们都需要新情境的支持。

3融入科学阅读的情境化教学有利于增进重要概念的理解

3.1创设符合学生认知发展需求的情境

正如上文所述，初中生物教学仍亟待努力从知识为本的教学转向素养为本的教学。情境既是学习活动发生的“环境”，融入科学阅读的情境化教学有利于增进重要概念的理解，也是能力发展的“磨刀石”和“试金石”。情境是有层次的，在学生认知发展的不同阶段，需要不同水平的情境刺激。从教科书的情境学习开始，学生学习获取信息、关联科学概念，通过习题、讨论题中的相似情境的应用，提高学习理解能力、应用能力，再到陌生情境中实现创新迁移，学生的科学阅读能力才能得到锻炼和提高。

以光合作用的學习为例。首先，教师要用好教材设计的一系列实验情境，引导学生通过实验原理分析、实验操作、结果分析等理解光合作用的原料、产物、条件、场所等。其次，利用课后练习题，要求学生针对“叶绿素的形成是否与光有关”的问题，设计实验方法、步骤并预期结果;要求学生结合图示，分析温室大棚中用仪器增加二氧化碳浓度的目的和原理等，促使学生在类似教材的熟悉情境中模仿应用。接着，在完成呼吸作用教学后，通过设计新情境促进学生综合分析、创新迁移能力。例1来自厦门市质检原创题改编用于课堂教学，学生需要综合利用光合作用、呼吸作用的原理来解释作答。

【例1】在温室大棚种植黄瓜。智能管理前，棚内二氧化碳供应不足（图1），黄瓜产量较低。科技工作者应用传感器监控棚内二氧化碳浓度、温度、水分等，及时补充适量的二氧化碳，并保持昼夜温差在15%左右，有效提高黄瓜产量。请分析：

①智能管理前，9时至14时大棚内二氧化碳浓度逐渐下降的原因是什么？

②智能管理后，棚内可稳定保持较大的昼夜温差，有利于有机物的积累，为什么？

③分析图2，为什么应监控大棚内二氧化碳浓度保持“适量”？

解析及答案：根据植物光合作用、呼吸作用的原理，9时至14时植株光合作用消耗的二氧化碳多于呼吸作用所释放的二氧化碳，造成大棚内二氧化碳浓度逐渐降低;在一定温度范围内，白天温度高，光合作用积累有机物较多，夜间温度较低，呼吸作用强度减弱，减少有机物的消耗，因此，稳定保持较大的昼夜温差有利于有机物的积累;二氧化碳是光合作用必需的原料，因此大棚中需要有充足的二氧化碳，但二氧化碳浓度达到一定值后，继续提高其浓度无法再提升光合作用强度，因此，大棚内二氧化碳浓度应保持“适量”。

教师要根据学生认知发展水平和目标，相对应地创设符合学生认知发展需求的情境。从教科书的情境、教科书相似情境到陌生情境，为学生创造理解、应用到迁移创新的机会。

3.2指导学生识别解决问题的关键信息

从阅读、检索情境中的信息，到理解并阐释这些信息，再到结合自身的知识、经验對情境信息作出反思、评价等，认知要求是层层递进，逐步提高的。包含问题的文本情境，同时也包含问题所处的背景、条件，因此，识别需要解决的问题，理清解决问题所需的关键信息，是解决问题的第一步。

以遗传部分的学习为例。遗传学实验推断基因的显隐性，认识基因与性状的关系，是常见问题情境。往往有多种形式的亲本组合，有的可直接用于推断，有的只能用于推断结果的验证。解决问题的切入点是识别出可用于直接推断的组合。

【例2】西葫芦在我国有悠久的栽培历史，是人们喜食的传统蔬菜之一。常见的西葫芦果皮颜色有白色和绿色，科学家研究西葫芦果皮颜色的遗传规律，获得表1所示的结果。

①根据哪几组数据可以直接判断西葫芦果皮颜色的显隐性？为什么？

②如果控制西葫芦果皮颜色的显性基因用R表示，隐性基因用r表示，请推导2号组合亲代中的白果、4号组合子代中的绿果的基因型。

解析及答案：例2也是来自根据科研论文编制的原创试题，要求学生选择恰当的组合作为解题切入点。第1组白果和绿果杂交，后代只有绿果，白果“隐而不现”，说明果皮白色是隐性性状;第4组绿果和绿果杂交，后代出现白果，白果“无中生有”，也说明果皮白色是隐性性状。因此，可以直接推断第②小题中，2号组合亲代中的白果基因型为rr;而4号组合亲代绿果一定是杂合体Rr，所以子代中绿果的基因型有两种类型，即RR或Rr。

上例也是来自根据科研论文编制的原创试题，要求学生选择恰当的组合作为解题切入点。识别关键信息的能力是可以训练的，关键在于日常教学中，切忌教师包办情境的分析、梳理，可采用示范（启发而非告知）-模仿（独立或教师指导下的练习）-应用（独立尝试解决新问题）的策略，从提供分析问题的角度，逐步过渡到让学生发现、分析问题的角度。

3.3确保学生运用科学解释的时机

研究HSA阅读素养测试发现，测试“整合和解释”维度的问题大约占到50%左右，也就是说，HSA对初中生的阅读素养测试以“整合和解释”中等认知水平为主，是其评价的主体部分，也应该是初中教学应着力培养的阅读素养。

测试中，发现学生在科学解释中主要存在两种类型的障碍：

①只能描述情境中的现象，用现象解释现象，无法与学科概念关联，如能根据数据表、曲线描述实验结果，但无法从中概括表述实验结论。

②只能说出情境中关联的学科概念。例如，要求解释“接种乙肝疫苗为什么不能预防埃博拉出血热”，不少学生直接回答“接种疫苗属于特异性免疫”，而无法结合具体情境进行解释，如“抗原抗体结合具有特异性，人接种乙肝疫苗只能产生抵抗乙肝病毒的抗体，无法与埃博拉病毒特异性结合”。

要解决这些问题，教师必须从日常教学入手，保持学生主体意识，在日常教学中把握时机落实科学解释能力的培养，引导学生深度参与学习过程，深刻把握学习内容。

新课教学中，科学概念的学习路径可以是“事实一初步理解概念一概念结构化一应用”，大致可分为建构、巩固和反馈三个环节。在巩固和反馈环节中，教师可针对知识的关键点、学生的障碍点设置新情境，让学生亲历分析、解释、推断等学习活动，提升其科学解释能力。

以学习“生态系统自动调节能力有限”为例。建构环节，教师给出一个具体生态系统情境，学生分析其中某些生物群体数量的消长关系，理解“生态系统自我调整能力有限”。在巩固环节，教师调用课本“想一想，议一议”适度放牧的情境，要求学生解释适度放牧的科学性，进一步理解生态系统之所以能保持动态平衡，就是因为它有一定的自动调节能力，如果外界干扰超出限度生态系统就会被破坏。在反馈环节，教师设计森林生态系统、池塘生态系统的图文结合新情境，要求学生尝试就“什么样的生态系统自动调节能力更强，为什么”的问题提出自己的观点，理解生态系统自动调节能力与其生物种类、数量及其构成的食物网复杂程度有关，进而理解保护生物多样性的意义。

复习课教学在新课教学的基础上，强化基于概念本质的概括，加强学生发现、形成分析角度的意识，提升学生“信息一知识一认识”的关联能力，使学生在面对综合性较强的材料时，思维能更流畅、更深刻，更缜密，体现出更好的筛选、评判、系统分析等理性思辨水平。

【例3】观察图片，这位美丽的女性有双眼皮，她的这个性状一定能遗传给她的孩子吗？请说出你的观点，并说明理由。

复习“遗传和变异”专题时，学生虽然知道“生物的变异有可遗传变异和不可遗传变异之分，区分二者的关键是该变异是否由遗传物质改变导致”。但遇到例3这样的新情境时，却很少学生能够从母亲双眼皮这个性状的来源角度开始讨论，而实际生活中，双眼皮这个性状可能源于遗传物质决定，也可能源于人工手术形成。教师分析学生的答题思路，是指导学生系统分析、形成多元认识角度的一个契机。

总之，教学和测评都应将新情境中的科学阅读纳入目标。教师引导学生阅读新情境，获取信息，与科学概念建立关联，并用科学概念解释现象，推断结论的过程，发展学生的探究和思维的能力，促进其深度理解重要概念，理解生命观念。