巧设主线化情境，发展生物学核心素养

李艳华

(浙江省江山中学 江山 324100)

生物学核心素养每个维度较高水平的发展，都离不开情境的支撑。真实、生动的情境，深受学生喜爱。但是有些课堂，情境仅仅被应用在导课环节，引入新课之后，教学便完全脱离情境，这一做法并没有充分挖掘出情境的作用，脱离情境的教学会使刚刚激发出的学习热情被浇灭。也有一些教学中，教师在导课以及课堂探究的每个环节均设置了教学情境，但是几个情境缺乏整体性和连续性，学生在几个不相关的情境中独立地完成相关知识的学习，由于频繁地更换教学情境，致使课堂探究的主线不清，思路不畅，严重干扰和弱化知识与技能的学习以及思维的发展，降低了教学的有效性。那么如何充分发挥出情境在教学中的作用呢？笔者在教学中尝试将情境设计为贯穿整节课的主线，即将情境主线化，一条情境主线贯穿始末，设计思路清晰有序，情境主线与知识主线融合，知识网络建成的同时，核心素养得以发展。下面结合教学中的一些案例分析主线化情境的几种建构策略。

1 先总后分，利用分析型主线情境发展素养

创设主线化情境的一种方式是总分式，即在导课环节将涵盖整节课要素的情境资料予以呈现，可以是一幅图片、一段情节性视频、一则文字性资料等等，在开始新授课之后，将这一情境进行分解，通过设置不同的问题将整条情境主线分解为关联多个活动的小情境线索，再引导学生沿着这种主线情境展开课堂教学，整节课教学内容的落实被巧妙地融合在对情境分析的各个问题的解决之中。

例如，在“生态系统的营养结构”一节的教学中，在新授课时，可以使用“螳螂捕蝉、黄雀在后”的视频动画导入新课，然后将这一情境分解为层层递进的小情境主题(图1)。

图1 “生态系统的营养结构”一节的小情境主题

该主线情境的运用需有始有终，一则视频的分析贯穿于整节课的探究之中，既搭建起完整的情境主线，又引导学生由表及里、由浅入深地对情境内容进行层层分析，最后透过现象分析出本质。在分析问题的过程中，分析推理的科学思维素养得以发展，同时环环相扣的主线化的情境，激发了学生探究学习的热情，把探究学习落到实处。

综上所述，分析型主线化情境的建立，需要先创设情境，再运用问题串等形式分解情境，最后巧妙地把这些小情境线索串联成线，从而建构知识、发展素养，其建构及运用模型如图2所示。

图2 分析型主线化情境的建构模型

2 先驱后动，利用任务型主线情境发展素养

任务型的主线情境，是指给学生布置一个以任务为中心的学习情境，驱动学生通过个体的或者小组的活动进行体验学习，从而在发现问题、解决问题的过程中，完成知识建构。这种主线化情境常常需要充分了解学情，借助学生已有的概念基础、借助多种信息的获取方式。教师设置任务进行“驱”，而学生通过合作充分“动”。具体来讲，任务型主线情境运用的一种方式是教师在课前创设情境，布置资料检索、收集的任务，然后在课堂中围绕该任务情境进行展示交流，另一种方式是在课堂中进行任务驱动，开展合作探究活动，展示交流。无论哪种方式，均需构建起情境—任务—活动的学习线，引导学生在任务驱动下进行活动交流，完成探究学习。

例如，“艾滋病”一节的学习中，可以以世界艾滋病日这一简单熟悉但学生不够了解的情境引入新课，在课前布置学生以小组为单位，结合教材内容，到图书馆、学科教室查询有关艾滋病的相关内容(病原体、传播途径、危害、防治等)，然后由学生自己设计幻灯片等形式，在课堂上以小组为单位交流学习结果，最后自评以及组间互评。

任务型主线情境以任务驱动的方式引导学生开展探究活动，整节课紧紧围绕课前布置的情境任务，目标明确、开放性强，能够充分发展学生分析问题、解决问题、合作学习以及交流评价等科学探究能力。该主线情境的建构及运用模型如图3。

图3 任务型主线化情境的建构模型

3 先破后立，利用冲突型主线情境发展素养

发现认知冲突并解决冲突是思维深度发展的重要途径，也是思维发展的根本原因。在设置主线化情境时，借助学生在不同阶段认知差异或同一阶段不同个体间的认知差异，制造认知冲突、创设探究情境，引导学生通过课堂中自主学习、交流辩论、体验活动等对有冲突的认知进行深度探索和思考。即借助认知冲突构建情境主线，学生沿着冲突产生—冲突分析—冲突解决这一主线学习的过程中，对概念先破后立，在解决冲突的过程中实现概念重建，发展批判性的科学素养。

例如，在“体温调节”的学习中，可以尝试在导课环节呈现两则有关冬去春来、增减衣物的民间谚语：“春捂秋冻”和“知冷知热”，提出两种看似相反的认知，依据学生个体的认知差异创设起认知冲突。在大家各抒己见之后，抓住学生头脑中的前概念，引导学生带着对冲突的探索热情，探究体温的产生、体温的维持、体温的调节，最后再回归情境，运用所学知识分析对两种讲法的新的认知，在发现冲突、分析并解决冲突的过程中，利用情境完成对概念的学习、知识的建构和应用。

很多新概念的学习，需要建立在学生头脑中前概念的基础之上。运用冲突型主线情境，先破后立，冲突解决和概念重建的过程中，思维深度挖掘，分析问题、解决问题的能力以及批判性思维充分得到发展。这一主线化情境建构及运用模型如图4。

图4 冲突型主线化情境的建构模型

4 先易后难，利用支架型主线情境发展素养

受到已有知识体系的限制，有些学习内容开展探究性学习是有难度的，学习缺乏必要的知识和背景的支撑。这个时候可以借助一些事实性的材料、科学史资料或者科技时事等信息，创设多则源自同一背景的情境性材料，将这些资料按照学生的认知特点逐步呈现，为学生的探究学习逐步搭建支架，学生借助主线化的情境支架，一步一步向上攀升，主动完成学习体系的建构和生物核心素养的提升。

例如，“DNA结构”一节的学习中，可以利用DNA发现过程中的科学史资料创设情境主线，为学生搭建学习支架，完成整节课的建构学习。

情境资料一： 在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型之前，人们已经证实了DNA分子是由许多脱氧核苷酸构成的长链，自然界中的DNA并不以单链形式存在，而是由两条链结合形成的。

提出问题1： 依据资料一，你能找出DNA结构中的哪些特点？(螺旋结构，核苷酸组成，两条链。)

情境资料二： 在1949年到1951年期间，科学家Chargaff研究不同生物的DNA时发现，DNA分子中的嘧啶核苷酸的总数始终等于嘌呤核苷酸的总数；即A的总数等于T的总数，G的总数等于C的总数，但(A+T)与(G+C)的比值是不固定的。

提出问题2： 依据资料二，你又发现了DNA结构哪些特点？(A与T相等，G与C相等。)

情境资料三： 根据R.Franklin等人对DNA晶体的X射线衍射分析表明，DNA分子由许多“亚单位”组成，每一层的间距为3.4埃，而且整个DNA分子长链的直径是恒定的。

提出问题3： 依据资料三，你还能找出DNA结构中的哪些特点？(亚单位组成，平行，每层螺距相等。)

再结合以上资料提出探究问题： ①结合情境资料，请画出你想象中的DNA简图；②小组合作，尝试动手制作DNA片段模型；③结合制作的DNA模型，分析DNA双螺旋结构的特点；④学以致用，尝试分析你所构建的材料中DNA中碱基的数量关系。

三则材料层层深入，既是探究主线，又为模型的建构一步一步搭建起学习支架。学生顺着这些情境支架，一步一步展开探究，获取新知识的同时，基于科学史事实，采用归纳与概括、演绎与推理等方法对概念实现了建构，模型与建模等科学思维能力也得以充分发展。这一主线化情境建构及运用模型如图5。

图5 支架型主线化情境的建构模型