情境教学在高中生物教学的应用研究*

孙丽丽

（长春吉大附中实验学校 吉林长春 130000）

随着新考改的推进，学科核心素养发展的课程功能和课程目标不断调整，课堂教学的更要遵循学生的认知发展规律，开展基于问题情境，以问题研究为平台的建构性教学。在教学中，教师要依托教材精心创设情境，让学生在真实情景中理解生物学的核心概念，在认同、思考的过程中巩固和应用知识，促进生命观念的形成，培养学生的生物学核心素养，进而促进学生的全面发展。

一、新教材中教学情境总结

1.“立德树人”情境

教育的本质是育人。在高中生物学中，有很多与个人修养密切相关的情境。比如，在实验教学中，教师要引导学生形成尊重科学、追求真理的科学精神；通过学习我国转基因生物的相关法律法规，提升学生的法治观念和法律素养；在人类遗传病的教学中，引导学生从基因的视角看待遗传病、尊重和关爱遗传病患者；通过分析衰老细胞的物质变化及特点，倡导关爱老年人的尊老情怀；在受精作用和胚胎发育的课程中，渗透珍爱生命的价值观，引导学生懂得感恩；通过动物生命活动调节的学习，引导学生学会调节情绪、健康生活等。这些以生物学知识为载体的深厚的教育滋养，会以润物细无声的方式，对学生个人品格的形成起着巨大的推动作用。

2.“科学发现史”情境

科学发现史是科学进步的缩影，不仅能够体现科学的发现历程，更能展示出科学研究的本质，也会彰显出科学家勇于创新的精神。科学研究的过程是对未知世界的探索过程，追寻发现的脚步，能够促进学生科学思维建立，培养学生探索事物规律，形成科学意识。从细胞的发现及细胞学说的建立到DNA是主要遗传物质的确立过程，科学进步从来都不是一个人的丰功伟绩，而是在巨人的肩膀上推动科学进步的过程，是科学家们前仆后继、集体智慧的结晶。从遗传规律发现，到DNA双螺旋结构的提出，再到现在基因工程、蛋白质工程的迅猛发展，科学技术正逐步改变着世界。科学的研究从来不是一帆风顺的，会历经各种失败、被质疑、被指责的过程。比如，孟德尔提出分离定律和自由组合定律后，经过30多年后才被重新认识；拉马克反对物种不变论后，也不曾被人们所接受。在这个过程中，学生应认识到，科学研究需要锲而不舍的精神。这会对学生科学精神的培养起到助推作用。

3.“科技发展前沿”情境

生物学涉及的范围比较广泛，除了与学生息息相关的社会生活，还有前沿科技领域，如育种、医疗、考古等方面。教师运用相关的科研成果创设情境，可以减少学生对前沿科技的距离感，而且这些成果的发明和创造也应用了学生现在学习的知识，换言之学生现在的学习成果也是科研中的一部分，可以增强学生学习生物的积极性。国内外有非常多的生物学家致力于与生物相关领域的技术创新，教师若能把教材中的相关内容与前沿的科技成果联系起来不仅能吸引学生的兴趣，在学生的生涯规划上还有一定的指引作用。例如，对细胞凋亡一节的处理，教师可以创设情境“如果我们能掌握细胞凋亡的机制，能否想瘦哪里就瘦哪里呢？”激发学生的兴趣，展示施一公院士对于细胞凋亡机制的研究成果，统领课堂。2017年，我国取得的重点科技成就“克隆猴”，教师可以借此引导学生思考距离第一例克隆羊多利诞生已经很多年了，克隆猴为什么称之为重大的突破？这背后隐藏的技术突破有哪些？从而推动学对科技发展前沿的深度认同。在新冠疫苗的研制过程中，教师可引导学生分析都研制出了哪几类疫苗，这几类疫苗从安全性、预防性和作用机理有什么不同？针对病毒持续地发生变异，疫苗在后续接种需要注意什么问题？这些科技发展情境都能激发学生的学习热情和探索热情。

二、情境教学在培养学生学科核心素养的应用

1.情境教学在培养生命观念的应用

生命观念是人们对生命现象解释的意识、观念或方法，是生物学核心素养中最能体现生物学科特点的素养。生物学渗透于人们生活的方方面面，创造人类美好生活离不开生物学。生物学的意义不止于科研，它融入我们的点滴生活里。例如，在讲到糖类一节时，教师展示出市场上的“零度”饮料，引发学生思考，为什么商家宣称为“零度”饮料？常喝这种饮料能给人带来什么影响？引导学生分析为什么会得尿毒症，如何科学补水，如何科学补充无机盐等问题，培养学生形成结构与功能观、稳态与平衡观。通过分析新冠病毒的变异与进化历程及人类根据病毒开展的不同应对措施，培养学生形成进化与适应观念。居家隔离期间，组织学生开展水培蔬菜活动，在实际的操作活动中，让学生能够感受生命的磅礴力量。学生沉浸于各项活动之中，获得的不仅仅是知识，还有思维的发展。除此以外，更会带给同学们丰富的情感体验。这些都是能促进学生关注生命、珍爱生命，培养从生命科学视角分析问题，形成生命观念。

2.情境教学在培养科学思维和科学精神的应用

科学思维和科学精神是生物学科作为自然科学本质属性，其根本是在探究的过程中，培养学生掌握科学知识形成特点。为了更好地描述知识形成过程，教材中展示了一些科学发现史情境和实验情境。教师在应用这些情境开展教学过程中，就要有效发掘教材资源，培养学生形成深刻的、有效的、连贯的思维活动。科学探究不仅仅是体现在设计实验的过程现，更多体现在如何发现问题和及对问题提出合理假说过程中体现。

例如，在基因在染色体上的科学发现史中，教材中只给出了摩尔根正确的假说，即控制眼色的基因在X染色体的特有区段，Y染色体上没有该基因的等位基因。而摩尔根在提出假说的过程中，提出了三个假说，分别是：假说1：基因位于Y染色体特有区段（X，YW）；假说2：基因位于X染色体特有区段（XW，Y）；假说3：基因位于X和Y染色体同源区段（XW，YW）并针对假说筛选开展了一系列的实验。实际上，假说的筛选过程中，摩尔根也设计了大量实验，体现了很好科学思维。教师可以拓展这些假说，即假说筛选过程中相关实验，遵从科学史的情景探究，将学生代入摩尔根的探究过程中，历经了假说的设立与排除阶段，通过提出问题、提出假说、设计实验并得出结论，从而深刻理解“基因在染色体上”这一重要概念。在这个过程中教师要让学生感受科学家在科学研究中体现出的尊重事实、尊重科学，追求真理的精神，也提升了学生的质疑精神与批判思维。

3.情境教学在培养社会责任的应用

高中生物学有很多传统文化的智慧结晶，可以增强学生的人文底蕴，培养学生的民族自豪感，树立文化自信。例如：“牝鸡司晨”，是我国古代人民最初发现的性反转现象；在生长素的发现历程中，记载了我国古代《种艺必用》中提出的用人尿促进空中枝条压条生根的方法，体现了古人的智慧之光；在生态环境的保护中，庄子提出了“万物与我并生，天地与我为一”的理念，彰显了文化自信。

通过情境教学培养学生社会责任，是一个润物细无声的过程。比如，构建“减数分裂过程中染色体数目变化模型”时，提倡学生用过的A4纸张背面画图，节约纸张。以菠菜为实验材料观察叶绿体时，可以带领学生尝试将菠菜分批栽培处理，不同班级之间循环利用，体现了对实验材料的节约。再例如：结合教材中实验内容“探究土壤微生物对落叶的分解实验”，课后增设了“探究土壤微生物对塑料制品的分解实验”。组织学生定期观察叶片和塑料制品的变化并形成对比，实验结果的反差给学生带来极大的震撼。在此过程中，学生自觉形成了保护生态环境的意识，培养了社会责任。“无穷的远方，无数的人们都和我有关”，这句话道出了人类相互关爱的崇高精神。在新冠肺炎肆虐时间，对于病毒微专题的学习，作为生物教学中的重要组成部分，其结构与功能探究，免疫学防护等知识，能够激发学生健康生活的意识，注重疫情期间的自我保护。同时，在新冠疫情面前，中国担当起自身的使命，深化疫情防控国际合作，彰显大国责任，为构建人类命运共同体增添了新动力。

三、生物学情境教学实施的现实意义

1.激发学生求知欲，培养学生生成核心素养

情绪认知理论认为，影响个体生存和情绪的信息比新认知学习的信息更优先加工，也就是说人脑在感觉到积极情绪时，会提高认知的积极性和效率。知识本身就是产生于具体情境中，是对具体情境问题的方法的总结。如果脱离情境，传授知识，只会是机械重复，很难内化到学生认知层面。所以，教师应该创设积极情境，从实际生活中去引入知识，提取概念，让学生形成想学、乐学的情绪。利用情境教学积极的设陷增疑，引发学生的认知冲突，从而能从学生内心激发学生的求知欲望。学习目的是为了掌握知识，更重要的是掌握方法，形成认识世界、改变世界的思维方法。学生的情感高涨时，才是知识内化、核心素养培养的关键时刻。

2.促进教师成长，适应新型人才培养要求

教师是实现人才培养目标的关键因素，更是优秀人才培育的主体力量。教育教学不仅仅是一门艺术，更是一门科学。教师在教学过程中，需要不断拓宽视野范围，深入钻研教育教学规律，还要自觉地加强责任意识和育人观念，加强自身学习，寓“传道”于情境教学中的“授业”“解惑”的过程之中，并加强自身示范作用，实现教书育人的有机统一。教学是实现知识传授的主要途径，育人也是无法脱离课堂教学而单独获得实现的。所有的课程都需要在具体的情境中共开展，都蕴含着丰富的潜在育人因素以及价值观念。教师要在已有经验的基础之上对课程进行开发、整合、拓展和延伸，将其转化为具体生动的有效教育资源，在潜移默化中把精神培养融入知识传授的过程之中。

3.理论与实践结合，落实课程思政

生物学科作为高中教学的重要科目，其隐性内容博大精深，涉及伦理价值、国家情怀、民族自信等，本身就包含有一定的德育目标。因此，我们要在情境中关注生物学科本质，提高专业育人价值。生物学贴近生活、结合实际、生动有趣的性质决定了其所具有的育人价值，可以从科学实践、素养提升、道德法制、爱国主义等很多具体的体现。教师通过情境教学，鼓励理论与实践融合，把思政理念与生物学科结合，树立整体课程观，助力于课堂的育人作用，将有利于培养出对个人终生发展、社会进步、国家兴衰都具有责任意识的人才。

四、情境教学在课堂教学中的反思和启示

1.情境贯穿始终，构建课程主线

情境教学在课堂教学中应用过程，不仅仅是单独地导入课堂，或者是某个资料的引入，而应该是以一个预设的情境贯穿始终，用情境构建课堂主线。比如，《降低反应活化能的酶》一文中，作者通过创设“如何做水煮肉片更嫩滑”这一生活情境，通过层层递进的问题情境及实验情境，充分调动学生的思维和情绪，引导学生逐步生成概念并应用概念。本节课的设计思路是以“如何做水煮肉片更嫩滑——这个过程中嫩肉粉的作用是什么——如何控制条件才能使嫩肉粉发挥作用”的主题贯穿，从生活情境到科研情境进行知识的应用，在每个情境中都会落实相应的概念，而每个环节内部也都有一定的逻辑联系。

2.依托“大情境”，整合“大单元”，形成“大概念”

新课程理念的一个重要创新之处就是“课程聚焦大概念”。课程的设计和实施追求少而精的原则，必修和选择性必修课程的模块内容聚焦大概念，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学科核心素养。

比如，教材必修一第1节《细胞是生命活动的基本单位》，问题探讨中运用了我们国家的国宝大熊猫和冷箭竹引入新课，在后续的生命系统的结构层次中，也用大熊猫和冷箭竹进行分析，用一个情境贯穿整节课，构建“细胞是生物结构与生命活动的基本单位”这一核心概念。教师在生物教学中应因材施教，利用情境创设激发学生的学习兴趣，使复杂、抽象的核心概念简单化、具体化，还要把生物教学和生活联系起来，培养学生的生物核心素养。

3.从情境到概念，从概念反拔情境

教师通过创设多种多样的情境，引导学生在情境中构建概念，探究概念的本质，掌握概念的内涵和外延。在这个过程中，学生通过科学流程分析与解决问题，进而掌握生物学核心概念，达到了用核心概念引导教学的目的。教师在教学的过程中更要依靠各类情境载体来完成核心概念的构建，情境越复杂，越能考验关键能力和必备品格。而概念的学习并不是学习的终点和终极目标，更重要的是要根据这些核心概念的学习，培养学生科学的态度与探究真相的精神，并且运用这些概念反拔各种情境，在有效应用中充分促进学生自我效能感的形成，对个体全面发展具有重要意义。