基于生物學核心素養的課堂學習情境創設

王定星 田奇林

摘 要：課堂學習情境創設是高效教學和深度學習所不可或缺的條件之一，培養學生的生物學核心素養需要有效的課堂學習情境創設。高中生物學課堂學習情境創設的策略：創設學生自主建構生物學模型的學習情境，促進學生對生物學知識的理解與應用，形成基于“生物學思想方法”的生命觀念;創設符合學生認知的探究性問題的學習情境，啟迪學生思維，培養學生科學思維習慣;創設實驗“體驗”的學習情境，參與科學探究過程，發展學生科學探究能力;創設聯系生活、生產實際的學習情境，促進知識遷移運用，提升學生社會責任意識。

關鍵詞：情境創設;核心素養;生物教學

高中生物學學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個方面。如何進行基于學科核心素養的高中生物學課堂教學，將學科核心素養轉化為學生踐行核心素養的能力，是廣大一線教師目前亟待解決的問題。在高中生物學課堂教學中創設富有價值的學習情境，把生物學知識融入特定的教學情境中，不但能有效地促進學生對所學生物學知識的深入理解和重新建構，提高綜合運用生物學知識分析問題、解決問題的能力，還可以在相應情境的支持下，推動學生的感性認知和科學思維的發展，提升學生的學習效率和思維能力以及社會責任意識。因此，在學科核心素養導向下的高中生物學課堂教學，如何體現學科核心素養的內涵和價值，使課堂教學發揮其應有的功能是每一位高中生物教師都要重視的。

1 培養學生的生物學核心素養需要有效的課堂學習情境創設

1.1 生物學學科核心素養的內涵與聯系

高中生物學核心素養中生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任是相互聯系、不可分割的統一體。所謂“生命觀念”的建立，本質上就是要幫助學生發現生命世界的內在規律，學會認識生命奧秘的思維方式和探究方法。科學思維在科學探究中形成，用來解決自然科學問題，也可用來解決自然科學以外的某些特殊問題，其核心是理性思維。科學探究是培養學生實踐創新能力的重要途徑，只有增加學生動手實踐的活動（如力所能及的開展所有生物學實驗）和增加探究活動的開放性（學生小課題的開展，讓學生參與到從提出問題到材料用具選擇、方法步驟設計等所有探究活動中）才能有效培養學生的實踐、創新能力。社會責任主要集中在科學精神、科學態度和科學價值觀等方面，就是要讓學生在日常生活實踐中能愛科學、學科學、用科學和傳播科學。因此，用生命觀念引導科學思維，用科學思維指導科學探究過程，通過科學探究培養學生能運用必備知識與關鍵能力解決日常生活中與生物學相關的問題，從而表現為學生對社會責任的擔當。

1.2 生物學課堂學習情境的素材與形式

生物學課堂學習情境的創設是指教師根據教材內容和高中學生的心理特點，利用學生已具備的良好的求知、求真、質疑心理，創設與具體生物學知識和情感氛圍相聯系的學習情境，讓學生能在某種特定的情境中感受到學習生物學的樂趣，領悟并活用所掌握的生物學知識，質疑生物學問題，激發和培養學生的探究性思維，提升學生綜合運用生物學知識解決日常生活生產中遇到的與生物學相關問題的能力。

課堂學習情境的素材的主要來源：生產、生活中的常見生命現象;已經掌握的知識拓展引出的新問題;課堂演示實驗;生命科學史;多媒體動畫、圖片、視頻;日常觀念和科學概念的矛盾;詩詞、成語、神話小故事、童話小故事;生物科學新進展、與生物學相關的新聞人物、社會熱點等。教師要善于收集、發現、積累、甚至創造各類適合用于教學的素材，豐富生物學課堂學習情境。

課堂學習情境形式多種多樣，其主要形式有：生活情境、想象情境、模擬情境、沖突情境、科技情境、實驗情境、試題情境等等。但不論哪種情境，都必須以問題為導向，通過發現問題和解決問題來發揮情境的價值，達到激發學生科學思維，發展學生核心素養的目的。

1.3 通過課堂學習情境創設發展學生的生物學核心素養

對于高中教師而言，在課堂教學中發展學生的學科核心素養是當今基礎教育改革的重要內容之一。發展學生核心素養不是單純地讓學生掌握生物學學科知識與技能，而是要求教師利用創設的學習情境讓學生通過不斷融合生物學知識、技能和特定的情感而發揮學習主體的作用。高中生物學課程對于學生成長具有某種獨特的價值和意義，學生通過對該課程的學習，就可以把握體現生物學學科本質特征的知識技能、生命觀念原理、科學探究方式、科學思維過程和社會責任意識。

課堂學習情境創設的根本目的就是讓學生在積極情感和愉悅環境中開展生物學課程學習，培養學生綜合運用所學生物學知識解決實際問題的能力，提升學生的科學探究和科學思維能力，使學生充分領悟到學習生物學的價值。因此，在高中生物學課堂教學中教師還必須注意創設課堂學習情境的有效性，因為無效的課堂情境創設會與傳統的“灌輸式”教學一樣，學生所獲得的生物學知識仍是沒有內化到其認知結構中的一些沒有活力的“符號”。所以教師要充分發揮課堂學習情境在激發、維持和增進相應學習活動中的作用，引導學生利用生物學模型建構生物學知識體系，利用探究性問題促進生物學知識的遷移與運用，用科學思維讓生物課程的學習不斷地走向深入，主動進行深度學習，提升其生物學核心素養。

2 基于生物學核心素養的課堂學習情境創設策略

2.1 創設學生自主建構生物學模型的學習情境，促進學生對生物學知識的理解與應用，形成基于“生物學思想方法”的生命觀念

在高中生物學課堂教學中可以利用學生自主建構的生物學模型創設相應的學習情境。高中生物學模型主要包括：物理模型、概念模型和數學模型。物理模型既可以是具體且鮮活的生命體（實物模型），也可以是學生自主建構的生物體結構模型、生物標本等。同時，物理模型還包括在平時生物學課堂中比較普遍使用的各種生物學掛圖以及幻燈片、錄像、電影、電腦等各種電化教學手段提供的生物影像。概念模型是指學生在進行大概念學習時，學生自主地把一組相關概念用線條和文字連接成圖形，直觀而形象地表達出這些概念之間的關系。通過這種方法不僅可以幫助學生梳理相應概念內涵與外延，建立概念之間的聯系以及良好的知識結構，還能幫助學生識記，提升學生綜合運用知識的能力。概念模型中應用最多的就是繪制概念圖或思維導圖。數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式，它主要包括各種記錄實驗數據的圖表、曲線和圖形（柱狀圖和餅狀圖等）。教師通過利用生物學模型創設學習情境，不僅讓學生對所學的生物學知識產生直觀感知，提高學生學習生物學的興趣，還可以幫助他們實現從感性認識到理性認識的飛躍，增進學生對生物學知識的深化理解，形成基于“生物學思想方法”的生命觀念。

2.2 創設符合學生認知的探究性問題的學習情境，啟迪學生思維，培養學生科學思維習慣

在生物學課堂教學中教師通過創設條理清晰、合乎邏輯、與學生認知心理特點相符的探究性問題學習情境，讓學生由淺入深，由直觀到抽象，進行深度學習，再通過思考和探究，做出科學推理和正確判斷，從而抓住生物學的學科本質屬性，養成科學思維習慣。當然，科學思維習慣的養成是要通過長期的培養才能做到的，不能一蹴而就。在課堂教學中，教師應盡量將教學的重難點設置為符合學生認知的探究性問題，讓學生利用小組合作等方式進行探究，再通過師生分享，深度學習生物學核心概念。

在學習“細胞的有絲分裂”這部分內容時，為了使學生進一步理解有絲分裂過程的實質，深入掌握動植物細胞有絲分裂過程的異同，始終保持旺盛的學習熱情，可以通過創設這樣一組探究性問題的學習情境：觀看高等植物和動物細胞有絲分裂過程視頻，總結有絲分裂過程中各時期的特征，思考并討論以下問題：

（1）高等植物和動物細胞在有絲分裂過程中如何保證兩個子細胞的細胞核中的遺傳物質與親代細胞細胞核中的遺傳物質是相同的（在沒有發生變異情況下）？

（2）進行有絲分裂的細胞一定要有細胞周期嗎？為什么？有絲分裂過程的根本特點是什么？

（3）在細胞有絲分裂過程中，需要哪些細胞器的參與？赤道板和細胞板有什么區別？

（4）細胞有絲分裂有何重要意義？

這組問題讓學生逐步深入了解有絲分裂過程，體現了與學生認知規律的一致性，可以有效引導學生的科學探究活動和科學思維過程向縱深發展。然后再讓學生自主建構有絲分裂各個時期的特征，形成對知識的遷移。小組合作探究完成細胞有絲分裂過程中核DNA、染色體、染色單體、每條染色體上DNA的數量變化 （設細胞染色體數目為2n）。教學實踐證明，經常創設這種探究性問題學習情境，對于發展學生的科學探究能力和培養學生的科學思維習慣有重要意義。

2.3 創設實驗“體驗”的學習情境，參與科學探究過程，發展學生科學探究能力

生物學是實驗性科學，生物學實驗對于培養學生的生物學核心素養具有獨特的作用。教師要充分挖掘生物學實驗的教學效能，盡量提供給學生便利的實驗條件，不僅要求學生高質量地完成新課標中規定的實驗，還要利用學校的實驗室條件盡量開展課外實驗進行小課題研究，培養學生的動手操作能力、科學思維和科學探究能力，從而實現實驗教學效果最優化。

在學生完成“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗后，可以設計以下多組問題：

（1）本實驗的自變量是什么？哪組是對照組？

（2）本實驗的因變量是什么？如何檢測？

（3）酶能否增加化學反應中產物的總量？

（4）對于該實驗來說，實驗設計應遵循什么原則？

（5）在滴加肝臟研磨液和FeCl3溶液時，為什么不能共用一支吸管？

（6）現有一種酶，請設計實驗探究其成分是蛋白質還是RNA。

通過這種學習情境的創設，可以充分培養學生的觀察能力、探究性思維能力等。

創設能讓學生親自“體驗”的實驗情境，關鍵是要讓學生能夠親自參與到實驗假設與設計過程、學會觀察實驗現象與結果以及準確進行實驗分析等實驗活動中，然后再引導學生利用所學的生物學知識分析觀察到的實驗現象與結果，發現實驗過程中出現的問題與不足，分析出實驗結果背后可能隱含的生物學本質與規律，進一步深入理解已學的生物學知識，從而達到培養學生的邏輯思維能力和實踐創新意識、發展學生的科學探究能力的目的。

2.4 創設聯系生活、生產實際的學習情境，促進知識遷移運用，提升學生社會責任意識

生物學課程的學習絕不是對生物學知識進行簡單記憶，而是要對生物學知識進行重構、遷移和應用。在課堂學習情境創設時盡量利用日常生活中學生可以直接感觸到的生命現象，能夠與學生引起情感共鳴的社會熱點問題等進行有效引導，讓學生用生物學視角、生物學方法去觀察、思考生物學問題，強化其對生物學知識的建構與內化。在此基礎上，學生就會充分認識到現代生物學在科技發展和社會進步中的重要地位和作用，提高學生學習生物學的興趣。由于這種學習情境來源于學生可接觸到的生活生產實際，能引導學生產生強烈的學習生物學知識的欲望，不僅能讓學生在課堂上努力學習生物學知識，還可以引導學生在課外利用各種方式與資源學習與生物學相關的知識，擴大學生知識面，從而培養學生接收新知識、獲取新信息的能力，促進生物學知識的遷移應用，提升學生的社會責任意識。如：

（1）轉基因食品真的像某些所謂的專家說的那樣會導致中國亡國滅種嗎？

（2）植物催熟劑會導致兒童性早熟嗎？

（3）膠原蛋白和核酸保健品的功效有沒有廣告說的那么神奇？

（4）塑料紫菜、大米和棉花肉松最后被證明是謠言，但為什么還是有那么多人相信？

（5）無子西瓜為什么無子？香蕉為什么也無子？

……

實施基于生物學核心素養的課堂教學，教師要充分理解學科核心素養的要求，掌握學科核心素養的內涵和行為特征，在理解的基礎上細化學科核心素養，將其融入教學的每一個可能環節，在教學中關注生物學核心知識的建構，注重學生的發展性學力和創造性學力的培養，把蘊含在學科課程內容和學科核心素養中可教、可學的外顯部分（即核心素養的表現行為）與無形但可感知的內隱部分（即邏輯思維能力、發展性認知能力、問題解決能力）的培養作為教學的最終目標。為了實現這一目標，高中生物教師應根據課堂教學的實際需要，靈活選擇，并在日常課堂教學中積極積累和開發新的學習情境資源。當然，情境的創設也不要拘泥于形式，力求豐富多樣、新穎有趣，要做到既能激發學生學習生物學的興趣和學好生物學的欲望，又能突破重難點，掌握生物學核心概念，充分發展學生的生物學核心素養，最終達到生物學教學的“立德樹人”目的。

參考文獻

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