基于情境認知理論的生物學核心素養培養策略

朱曉燕

(福建省南平市普通教育教學研究室 353000)

情境認知理論指導下的教學設計必須以學生為主體，設置具體的情境與教學內容及活動相結合，將知識獲得與能力發展統一。在教學中，通過情境激發學生的學習興趣，引導學生自主發現問題，進行合理地可能推測，綜合探究活動或實驗所收集的信息和實驗結果進行分析，得出結論并進行表達與交流。同時，在經歷探究活動的過程中，學習科學思維的一般方法，獲得解決問題的知識與能力及情感體驗，培養學生的科學精神，提高科學素養。

生物學核心素養是指通過學習生物學科知識與技能、思想與方法而習得的讓學生終身受益的重要觀念、學生解決問題時所需要的綜合性能力與必備品格。具體體現為能用生命觀念闡釋生命世界、解釋生命現象；能理性思考與論證生命現象及規律；具備一定的科學探究與合作能力；具備對生物科技的認知與實踐能力；對社會有擔當與責任感。

《普通高中生物課程標準》中指出“讓學生身臨其境，親自動手。通過實驗和其他實踐活動，幫助學生更好地理解和掌握相關的知識，促進學生在觀察、實驗操作、科學思維、表達等方面的能力”，并強調“充分認識到科學、技術、社會相互關系教育的重要性，關注和參與生物科學技術有關的社會問題的討論和決策，培養學生對自然和社會的責任感，提高科學素養”[1]。本文以人教版高中生物學教材中“降低化學反應活化能的酶”一節為例，闡述情境認知理論在高中生物學核心素養培養方面的應用。

1 利用文本情境，培養理性思考習慣

教材的文本信息是教學非常重要的資源，教材中關于概念的表述，所設置的實驗或活動，相關的圖形、圖表等，目的都是為了幫助學生理解概念的內涵。教師在教學中要指導學生精讀教材，特別是與概念密切相關的部分，尤其是一些學生容易忽略而對學生概念理解至關重要的細節。要引導學生正確閱讀理解文本材料，并學習使用規范科學的生物學語言來表述生物學問題。教材中課后練習往往是教學的重難點問題的體現，要指導學生讀懂其中隱含的生物學原理與概念。

小資料等課外知識欄目往往也緊扣教材主線，是對學科知識的拓展與補充，要善于利用它來深化學生對所學知識的鞏固與理解。

例如，讓學生閱讀資料分析“關于酶本質的探索”，思考問題并回答：巴斯德的研究結論是什么？李比希的觀點和巴斯德有什么不同？畢希納的實驗可以得出什么結論？你能給酶下一個大概的定義嗎？利用教材中科學發現史進行情境創設，學生不僅通過資料體驗酶本質的探索歷程，感受到科學結論均建立于不懈的探索與研究，得到科學精神的滲透；同時，也在對問題的思考中，了解酶的特性與作用。在學習酶在細胞代謝中起的作用時，解讀教材插圖“酶降低化學反應活化能的圖解”，理解酶的催化作用與高效性。充分利用圖解的直觀性，把抽象的知識具體化。通過文本閱讀，引導學生通過理性思考，領悟邏輯思維方法，學習科學家論證生命現象及規律的思路與方法。

2 重視實證情境，培養科學探究能力

教材中豐富的探究與實驗等活動，可以讓學生親身體驗實證與邏輯推理過程，是非常重要的教學資源。對于生物學科而言，實驗是最真實的情境，而觀察是引發學生思考的重要途徑。教材中的實驗為學生提供了豐富的感性知識，教師要引導學生學習觀察的方法與步驟，幫助學生明確觀察的目的和重點，擬定觀察計劃，做到全面細致的觀察，從而獲得最直接的感性認知，并努力激發學生思維，提出質疑，大膽提出合理推測，嘗試了解觀察現象與導致原因之間的關系。

例如，在酶的教學中，教材中設置了實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”，目的是讓學生觀察到酶的催化及其高效。這是通過實驗創設的真實情境，在實驗前引導學生討論實驗設計方案，聯系化學知識，設置改變過氧化氫分解速率的條件，并對設計實驗的科學性進行探討。分析探究實驗所要遵循的基本原則，可以設置問題串：本實驗中應該如何設置對照實驗較合理？要觀察過氧化氫的分解，每支試管中首先要加入什么？如何利用教師提供的實驗用品，使設置的反應條件得以實現？ 通過什么現象判斷過氧化氫分解的速率？在討論的過程中，可以強調一些實驗需要關注的細節問題：為什么要選用新鮮的肝臟？將肝臟制成研磨液有什么意義？滴入FeCl3溶液和肝臟研磨液時，可否共用一個吸管？等等。在這一過程中，學生可以學習到科學研究的一般方法，而對酶的認識也將進一步深入，理解細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應需要在常溫、常壓下高效率地進行，酶對于細胞內化學反應的順利進行至關重要。此外，學生還將收獲情感體驗，在科學發展進程中，人們對科學的認識常常建立于科學實驗。

在實驗教學中，強調學習過程的開放性，也要重視教師的主導作用。探究過程是學生個體知識建構的過程，生物學實驗可以提供學生獨立地、主動地參與探究活動的機會。也可在這一過程中還原科學研究，體驗研究的歷程，學習科學研究的方法，培養學生具備一定的科學探究與合作能力及科學實證思想，體驗論證生命現象及規律的過程。

3 創設生活情境，培養解決問題能力

在學科教學中滲透STSE思想[STSE 是科學(Science)、技術(Technology)、社會(Society)、環境(Environment)的英文首字母縮寫]是科學教育研究的一個熱點，生物學是一門與STSE有著緊密聯系的自然科學，在教學中，創設與生物學相關的實際問題，利用所學知識嘗試解釋生產、生活中的現象，解決生活中的疑難問題，不僅可以培養學生的分析、綜合能力，而且可以提高科學素養，增加社會責任感。

例如，在酶的教學中，可以指導學生課后查閱相關的資料，了解酶在生產與生活實踐中的應用，讓學生例舉出酶在實踐生活中的應用實例，從而認識生物科學與生產、生活的關系，鞏固學生對酶的本質與特性的理解。

情境認知理論指導下的生物學課堂，遵循學生的認知心理規律，將概念的學習變得具體生動，使知識的習得過程經過同化與順應過程逐步完善，提高教學效益。同時，也讓教學不僅僅局限于獲得知識，而是在對知識的學習基礎上，充分培養學生科學思維能力，達成能力上的提升與知識建構的共同發展，真正實現自然科學學科的教育目的。

在這一過程中，沉淀于學習之外的生物學科實證與思辯思想，對科學問題的探究能力，以及在學習過程中對學科知識與社會生產、生活關系的認識與思考，均是生物學科素養的有機組成部分，綜合的體現了生物學科的育人價值。

(基金項目：全國教育“十三五”規劃2016年度教育部重點課題“核心素養導向的科學課程課例研究與實踐”，No.DHA160353)