指向生物學學科核心素養的真實任務情境創設例析

【摘 要】在教學過程中真實的任務情境創設是發展學生生物學學科核心素養的重要載體。文章結合教學案例，基于生產生活類任務情境建立生命觀念、基于學術科研類任務情境發展科學思維、基于實驗探究類任務情境開展科學探究、基于社會議題類任務情境提升社會責任四個方面，對創設真實的任務情境，發展生物學學科核心素養做了具體闡述。

【關鍵詞】學科核心素養;真實情境;任務情境

【作者簡介】袁錦明，正高級教師，江蘇省生物特級教師，江蘇省“333高層次人才培養工程”培養對象，無錫市有突出貢獻的中青年專家，無錫市名教師，無錫市德育帶頭人，無錫市教科研帶頭人。

【基金項目】江蘇省教育科學“十三五”規劃初中專項立項課題“初中校素養目標導學的學科教學變革行動研究”（E-c/2016/04）

“情境”一詞，在2003年版的《普通高中生物學課程標準（實驗稿）》中出現了4次，而在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）中竟然出現了37次，涉及前言、學科核心素養與課程目標、課程內容、學業質量、實施建議及附錄等部分。從課程標準前后變化來看，“情境”已成為《課程標準》的高頻關鍵詞之一，凸顯了生物學課程和教學的“情境化”。如何在教學中基于真實的任務情境發展生物學學科核心素養，已成為當前生物學課堂教學的重要研究課題。

一、真實情境在發展生物學學科核心素養中的作用

《課程標準》指出，生物學學科核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的價值觀念、必備品格與關鍵能力，是學生知識、能力與價值觀的綜合體現[1]。可見，學生生物學學科核心素養的發展需建立在真實情境基礎之上。

真實情境的重要特征之一是真實性，它是具體的真實存在的情境，是以真實事物或真切現實為原型的情境。真實情境源自鮮活的生產生活實際、科學史料、科學研究、時事熱點、科技前沿信息等，也可源自學生全程參與的實驗。需要說明的是，真實情境使用“真實”的描述，并不是說情境一定要發生在學生的實際生活中，而是要與學生經驗相聯系，能激發學生真實的學習需求。

發展生物學學科核心素養要強調真實情境的重要性。人民教育出版社生物編輯室吳成軍老師曾以學習開汽車這個形象的事例做過比喻。駕駛員要拿到機動車駕駛證必須經過三關：第一關是科目一的學習內容，即駕駛理論知識的學習;第二關是科目二的學習內容，即在相對封閉場地內的駕駛基礎技能訓練;第三關是科目三的學習內容，即在真實道路上的實際駕駛能力訓練，在這種真實道路的情境中開車，駕駛人面對真實而多變的道路環境，不僅能提升開車的技能和能力，還可以培養其對生命的尊重（如禮讓行人，遵守交通規則等）。因此，在第三關的真實環境中開車才能真正提升其駕駛技能。同理，在教學中，教師所創設的情境也應盡可能地接近“真實”，才能真正提高學生的學科核心素養。

華東師范大學崔允漷教授認為，要將知識和技能上升為能力，就需要用知識和技能去解決真實情境中的問題;要將能力上升為素養，就需要在真實情境中反思[2]。利用真實情境發展生物學學科核心素養，就是要提高學生在真實情境中發現問題、提出問題并解決問題的能力，促進學生思維能力的提升。

二、創設真實的任務情境，發展生物學學科核心素養

任務情境是指學生面對可能的真實世界去完成相應的學習任務。其實，“任務”和“情境”是不可分的：“任務”是內容，是核心，是要做什么;而“情境”是條件，是形式，是在什么情況下做，是做的背景和意義。“任務”通過“情境”來呈現，“情境”要為“任務”服務，在教學中應圍繞“任務”創設一定的“情境”，又在“情境”中完成相關的“任務”。真實的任務情境是指真實情境中有任務（或者提出問題），即在呈現情境時要求學生完成相應的任務或提出問題。生物學教學中真實的任務情境類型主要有生產生活類、學術科研類、實驗探究類、社會議題類等。教師以“情境—任務—活動”為主線開展教學活動，能幫助學生逐步發展生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等生物學學科核心素養。

（一）基于生產生活類任務情境建立生命觀念

生物學中的結構與功能觀、物質與能量觀、穩態與調節觀、適應與進化觀等生命觀念是在對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的高度抽象和概括。生產生活類情境是真實地發生在學生生活、學習及社會生產實踐中的生物學事件，如用鹽腌蘿卜絲時蘿卜絲會出水萎蔫、樹木移栽時要剪去部分枝葉、窗臺上盆栽植物的枝條會向光彎曲生長等。在生物學教學中，教師創設生產生活類任務情境，引導學生運用生物學知識分析生產生活中的現象，解決生產生活中的問題，有助于學生理解生物學現象及其本質，促進生物學核心概念的構建，從而建立初步的生命觀念。

案例1 “滲透作用”的概念教學

情境創設：在生雞蛋小頭尖端處敲一個小孔，把雞蛋的蛋白和蛋黃倒出，將蔗糖溶液裝入空蛋殼，再滴入幾滴紅墨水，在小孔處插入一根細玻璃管，最后將該雞蛋簡易實驗裝置放入盛有清水的大燒杯中。幾分鐘后，發現細玻璃管內紅色蔗糖溶液的水位升高了。

任務設計：探究細玻璃管內水位升高的原因。

活動開展：（1）教師給每個小組發一個雞蛋殼和一個放大鏡，要求學生仔細觀察蛋殼和蛋殼膜上的小孔。（2）請學生代表用棉簽蘸取大燒杯內的水并品嘗味道。（3）通過閱讀教科書相關內容，小組討論后得出細玻璃管內水位升高的原因。

在以上教學中，學生通過真實情境獲得直觀感受，在任務的驅動下通過系列活動的開展，能輕松地掌握滲透作用的概念及發生滲透作用的條件。在此過程中，教師潛移默化地幫助學生建立起“結構與功能觀”的生命觀念。

（二）基于學術科研類任務情境發展科學思維

科學思維是指人對自然界中客觀事物的一種認知行為、認知方式和認知品質的反映。生物學學科中常見的科學思維方法主要有比較與分類、分析與綜合、歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創造性思維等。學術科研類情境的素材一般源自科學家的科學史料，以及科研工作者的研究成果，如基因工程技術、克隆技術、最新合成方法等方面的成果。真實的科研素材中蘊含著科學思維，因此，在生物學教學中選取合適的科研素材，呈現真實的實驗數據、問題任務，讓學生基于事實和證據揭示生物學規律或機制，可發展學生的科學思維。

案例2 “胰島素發現”的教學

情境創設：以下是科學家發現胰島素的歷程。①1788年，英格蘭醫生托馬斯意外發現病人胰腺損傷可引起糖尿病。②1869年，德國病理學家蘭格爾翰斯通過顯微鏡觀察發現胰腺內有一群群聚集成島狀的細胞團塊（命名為“胰島”），這些細胞團塊不同于胰腺的其他細胞。③1920年，加拿大外科醫生巴倫發現結扎了胰腺腺管的狗會發生腺管膽囊結石，進而導致胰腺的腺泡細胞萎縮退化，但胰島細胞卻保持完好，狗未患糖尿病。④1921年，加拿大醫生班廷和助手貝斯特將狗胰腺內的胰管結扎，并將該狗的胰島細胞提取液注射到患有糖尿病的狗身上，他們驚喜地發現狗血液中的血糖竟降至正常水平，狗尿液也恢復至無糖。但當停止注射胰島細胞提取液后，狗的糖尿病癥狀卻再次出現。隨后通過反復的實驗再次確認了胰島細胞提取液的療效。

任務設計：探究胰島細胞提取液含有的成分及其作用。

活動開展：（1）通過自主學習、小組討論，根據科學家發現胰島素歷程①②③中的實驗現象和結果，能做出怎樣的推論？（2）在研討科學家發現胰島素歷程④班廷實驗的基礎上，經小組討論，說出胰島提取液中含有什么成分？其作用是什么？（3）全班學生討論，說出班廷實驗還存在哪些不足？

在以上教學中，教師通過學術科研類情境呈現真實的實驗現象和數據，在任務的驅動下開展相關探究活動，讓學生基于事實和證據，采用分析、推理、批判性思維等科學思維方法揭示胰島素的生理作用。

（三）基于實驗探究類任務情境開展科學探究

廣義的科學探究的本質就是提出問題和解決問題，而狹義的科學探究則有一套基本的程序或流程，即提出問題—做出假設—制訂計劃—實施計劃—得出結論—表達交流。生物學教材中有著大量的驗證實驗、探究實驗、社會調查等類型的實驗，在生物學教學中，教師應結合生物學實驗特點創設真實的實驗探究類任務情境，逐步發展學生科學探究的能力。

案例3 “檢測生物組織中糖類、脂肪、蛋白質”的實驗教學

情境創設：給每一實驗小組桌上發放①②③④四種未知的組織樣液，已知有花生種子勻漿、豆漿、馬鈴薯勻漿、梨汁。假設每個學生是營養師或檢驗員，該如何準確檢測出未知組織樣液各含有哪種有機物？

任務設計：推斷未知組織樣液中有機物的種類。

活動開展：（1）教師講授生物組織中糖類、脂肪、蛋白質檢測的實驗原理和實驗步驟，并提醒學生在實驗中應注意的相關事項。（2）小組合作設計實驗結果預測和實驗現象的表格，根據自己的預測，各小組進行實驗探究方案的設計和實驗器材和試劑的選擇。（3）各小組根據自主設計的探究方案，開展實驗探究，推斷未知組織樣液中有機物的種類，最后總結反思。

在以上實驗教學中，教師給學生提供一個真實的實驗探究類任務情境，讓學生按照“提出問題—做出假設—設計實驗方案—實驗的觀察和對比—結論的交流與修正”的科學探究步驟完成實驗，從而掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力。

（四）基于社會議題類任務情境提升社會責任

社會責任是指基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，做出理性解釋和判斷，解決生產生活問題的擔當和能力。這種擔當和能力主要體現在參與討論、做出決策和實踐行動三個層次，這三個層次是逐漸遞進的。生物學課程中社會議題類情境是指公眾廣泛關注并存在爭議的生態、科技、環境等復雜生物學問題，包括垃圾分類、環境污染、抗生素濫用、試管嬰兒、轉基因技術、克隆技術、基因治療等。基于真實情境引入社會議題，在任務驅動下引導學生運用生物學知識和方法去解決問題，從而培養學生的社會責任感和參與社會決策的能力。

案例4 “核酸是遺傳信息的攜帶者”的教學

情境創設：隨著人民生活水平的不斷提高，人們對營養保健品的需求也在日益增加。一些廠家看準了這個商機，不斷推出卵磷脂、核酸保健品等營養保健品。市場上宣傳核酸保健品的廣告中常用到這些類似的宣傳語：人類所有的疾病都直接或間接地與基因受損有關;基因是核酸片段;補充某些特定的核酸，可增強基因的自主修復能力。

任務設計：探討核酸保健品到底有沒有功效？

活動開展：（1）通過查閱資料，學生在小組內展開討論，思考上述關于核酸保健品的三段宣傳語有沒有邏輯問題？并派小組代表在全班進行交流。

（2）讓學生進行角色扮演：①如果你是一個投資者，你會投入資金去開發核酸保健品嗎？②如果你是一個消費者，你會去購買核酸保健品嗎？

在以上教學過程中，教師將核酸保健品宣傳語的社會議題類情境引入課堂教學中，通過任務設計和活動開展，讓學生真正參與到真實的實踐活動中，經歷思維辨析、價值取向的深度綜合體驗過程，參與討論并做出理性解釋和判斷，從而提升學生的社會責任感。

最后，需要說明的是，根據真實任務情境的復雜程度，教師引導學生在分析問題和解決問題時不一定單向指向生命觀念、科學思維、科學探究或社會責任中的某一項，多數情況下發展的是多種生物學學科核心素養，如生命觀念和科學思維，科學思維與科學探究，或者是不同的問題指向不同的素養水平。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]崔允漷，王中男.學習如何發生：情境學習理論的詮釋[J].教育科學研究，2012（7）：28-32.

（責任編輯：陸順演）