基于“情境—模型”雙向建構的高中生物教學對策分析

許艷冰

（福建師范大學附屬中學，福建 福州 350007）

0 引言

“情境-模型”的構建過程要根據學生學習實際，要以學生為主體，在創設良好情境過程，要制定教學計劃，引入模型，加強學生思維能力培養，促使學生在課堂中能夠提高綜合水平。作為生物教師，要加強“情境-模型”雙向構建研究水平，積極進行有效教學設計，從而不斷提高生物教學有效性。

1 運用“情境-模型”雙向建構的高中生物教學的意義

1.1 情境化培養學科能力

開展高中生物課程的主要目標是培養學生形成一定的學科能力，主要包括學習理解、應用實踐、知識遷移和創新等方面的能力。其中，理解能力可作為基本層面的能力，應用實踐是基于理解能力之上，使用相應的學科概念，在既定的情境中發展出的能力。遷移和創新的能力是基于跨學科的概念情境系統解決復雜程度較高的問題，或者提出可行性的研究方案，也是學科能力最高水平的體現。

高中生物課程需引導學生從根本上理解生物學科的性質，形成一定的技能。教學內容主要借助概念和探究活動來完成。在概念建構期間，教師要為學生提供科學的事實作為依據，通過使用比較分析、演繹推理等方式形成系統的認識。科學探究是通過觀察掌握相應的證據，并基于證據和一定的邏輯推演結論。探究過程更需要學生發揮生產和生活的經驗儲備，與科學建立聯系，在具體的情境中提出具有探究價值的學科問題。如在開展“分子與細胞”當中的“探究植物細胞的吸水和失水”實驗時，教師可利用具體的實驗情境，基于“情境-模型”的雙向建構鼓勵學生進行自主探究，從而提高其探究技能。

通過心理學研究結論可知，學生在不同的年齡階段均會表現出相應的心理特征，認知能力也處于不同的水平。隨著知識和實踐經驗的不斷積累，學生的認知水平也會逐漸提升。部分初中生受到定式思維和觀念的影響，在實踐活動中表現出被動的狀態。而進入高中階段，上述困難也會持續表現在生物學習活動中。教材可作為連接教和學的重要媒介，也是總結教學經驗的載體。教材的情境化設置能夠迎合學生接受知識的特征，輔助學生在理解和認識教材內容時形成心理共鳴，從而達到較為理想的學習效果。

1.2 情境化發展核心素養

培養學生形成較高的學科核心素養也是育人的最高目標。主要包括生命觀念、學科探究等內容。核心素養的關鍵是概括概念。如果僅以文字形式描述，顯然力量不足，也較為單調和干澀，難以真正塑造學生的精神素養，而素養需在日常學習期間逐漸滲透和積累。教材可通過創設具體的情境發展學生的核心素養。生命觀念可作為人們對生命現象的意識和解釋方法，從根本上講是對生物學的抽象化理解。基于必修課程的內容，學生能客觀認識到生命系統的結構和功能，上述可作為物質基礎。同時，生命系統中的結構大多又具有動態特征，通過建構復雜性的情境認識結構和功能之間的關系，充分表現出功能對結構的影響效果。如蛋白的合成與分泌過程能夠對高爾基體等的成分做出一定的更新，這對培養學生的思辨能力中具有重要的推動作用。

從微觀到宏觀的生命系統來講，穩定與平衡是其所具有的普遍特征。靜態的意義在于系統內各組成要素均處于相對適宜的環境中，能夠保證正常產生生理反應。平衡則具有一定的動態性，可通過調節實現，這也突出了調節能力具有一定的限度。教材可通過“情境-模型”雙向建構為學生呈現穩定的pH值，搖鈴分析狗的條件反射等，讓學生更為直觀的把握相對抽象的概念知識，從而也認識到世界的美妙。通過現象學習穩態的機制，如人體的體溫調節、免疫調節等，這樣學生可基于實際情境對相應的模型進行分析，形成穩態和平衡的觀念。

《科學家故事》欄目主要結合社會生活和學科的相關內容構建學習背景，讓學生深入到社會當中，聯系生活素材參與學習活動。如在學習“遺傳與進化”當中“基因在染色體上”部分內容時，可引入染色體遺傳理論的奠基人摩爾根。教師可向學生分享摩爾根的故事，同步滲透批判性和創造性的思維，運用演繹和推理等方法獲取生物學的現象，總結其中的規律，生物學現象能夠通過設計和實施實驗獲得。摩爾根的成功主要基于科學素養的積累，能夠總結出基因的互換規律，這也證明在染色體方面，科學家的成長可總結為科學素養的提升。

教師在組織教學活動時，需側重培養學生的探究技能，鼓勵學生發揮科學思維，讓學生主動參與思維和實踐探究活動，深入理解學科概念，不斷提高應用知識的技能，培養其創新精神和解決問題的能力，在此過程中積累知識和總結方法。教材的內容需與實際生活緊密聯系。教師在創建情境時，如在開展“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”時，可為學生構建真實的細胞情境，讓學生體會模型的科學方法與應用的作用。

2 基于“情境-模型”雙向建構的高中生物教學對策

2.1 創設探究情境模型，構建高效生物課堂

我們一直在持續進行生命的探索，而在高中開設生物學科也是引導學生探索生命的重要渠道，因此需依據生命的發展規律，即探究為學生雙向建構“情境-模型”。學科教師可在具體的課堂教學中為學生構建“情境-模型”，促使學生發揮探究精神和自身的探究能力完成相應的任務。生物實驗活動是整個教學的重要組成要素，能夠有效鍛煉和提升學生的探究能力。教師可將原本較為簡單的實驗活動設計為探究實驗，在構建探究情境后，學生可自主開展探究實驗，并通過具體操作總結實驗的原理和探究實驗過程，從而實現探究意識和能力的雙向提升。

如在實施“使用顯微鏡觀察幾種細胞”的實驗內容時，由于該部分實驗的原理和操作過程并不復雜，因此教師可將實驗內容改為探究實驗，為學生雙向建構“情境-模型”。教師可在實施實驗活動時向學生明確本次實驗的項目，以及明確酵母菌、葉子上的保衛細胞等不同的細胞分類。此后學生就可自主觀察細胞，并在完成觀察后與教師分享選擇的細胞類型以及使用顯微鏡觀察的效果。學生可自主總結實驗的原理和操作過程，并向老師和其他學生解釋選擇實驗材料的原因，以及觀察到的結果。教師可對學生的回答情況進行客觀評價，并鼓勵學生形成更高的探究精神。可見，在開展生物實驗教學時，教師可使用“情境-模型”雙向建構的方法推動學生形成更高水平的探究能力，真正發揮生物課程的設置價值，引導學生形成必要的學科核心技能。

2.2 創設問題情境，為學生建構生物概念模型

高中生物學科的知識具有明顯的抽象性和概念性等特征，這對于抽象思維相對薄弱的高中生具有一定的理解難度，學生在掌握學科知識時也會普遍表現出一定的畏難情緒。概念模型不但可作為學科模型建構的重要渠道，同時也能夠迎合學生的實際能力和認知發展的要求。概念模型通常通過概念圖的形式展現，借助文字和圖形形式輔助學生理解相對抽象的知識內容，把握其本質，推動學生對描述相對抽象化的知識內容形成形象的理解。以往，學科教師在開展教學活動時所使用的生物模型建構策略是為學生直接展示概念模型。上述教學模式難以發揮預期的啟發性效果，同時也無法調動學生的思維能力。高中生已經形成了一定水平的獨立思考能力，對外部的豐富世界也具有較為明顯的探求意識。因此，教師在運用生物模型建構策略時，就可利用上述心理發展規律對生物概念模型進行優化構建。在此基礎上，教師可依據新課改的理論指導，結合具體的教學內容滿足學生的求知和探索欲望，為學生提供更多的自主探究和發揮思維能力的機會。同時也要側重引導學生獨立總結學科概念，并將其應用到具體的情境當中，準確把握相似和同類概念之間的關系，從而形成更為完善的學科知識體系，體現出“情境-模型”雙向建構在生物教學活動中的優勢和價值。

2.3 創設多媒體情境模型，實現深入學習

高中生物學科教材囊括了較多相對抽象和微觀性的學科知識。如果僅通過語言描述的方法講解知識內容，則學生的理解難度較高。因此，教師在設計教學活動時，可借助多媒體為學生呈現相對直觀的“情境-模型”。教師可利用信息化手段為學生呈現相關的圖片和視頻等資源，讓學生基于教師創設的情境接近和研究學科知識，讓其更為直觀地理解抽象程度較高的知識內容。這樣不但能夠有效提高學生探究的主動意識，同時還可調動其思維的靈活性，讓學生能夠更為深入的探究知識內容，提高學生學習的質量和效率。在設計信息化教學內容期間，教師可引導學生基于多媒體課件的引導提升思維的活躍性，更為直觀地理解抽象性較高的知識內容，充分發揮“情境-模型”雙向建構的應用價值。

如在講解“細胞生活的環境”部分內容時，教師可為學生展現草履蟲的圖片，讓學生依據教材當中的內容說明圖片上的細胞類型以及其所屬的生活環境。基于多媒體情境，學生能夠在較短的時間內掌握單細胞生物的特點以及其生存環境。在后續的教學中，教師還可利用多媒體向學生展示體內組織的模型，讓學生能夠更為直接地看到細胞內液、組織液等。在學習體內細胞和內環境交換部分內容時，教師可利用動畫形式讓學生更為生動地理解所講授的知識，從而基于“情境-模型”的影響，引導學生更為深入的理解和把握知識。

2.4 創設生活情境模型，激發學習興趣

在開展高中生物教學活動時，為學生創設生活化的情境能夠將學生所熟悉的生活內容與教材知識之間建立聯系，這樣可明顯激發學生接受知識的興趣，讓學生基于生活經驗的引導順利掌握學科知識內容，主動探索生物知識的奧秘。通過創設生活化的情境，學生能夠在生物學科教學活動中受到相應的吸引，使其在相對熟悉的生活情境中發現其中隱藏的學科知識，進一步調動學生探究學科知識的積極性，主動參與到新知識的內化當中。基于生活情境的影響，學生能夠基于生活認知和經驗對新的學科知識進行分析和探索，并將其與自己熟悉的生活建立聯系，從而表現出更為積極的學習狀態。

如在開展《穩態與環境》當中“免疫系統的組成”部分內容教學時，教師為了調動學生產生更高的積極性，可通過創設生活情境的方式吸引學生的關注，借助“情境-模型”激發學生產生探索陌生知識的興趣。教師可向學生提出問題：在日常吃東西時經常會有人說：“不干不凈，吃了沒病”這樣的話，學生對此應如何理解？此時學生會由于之前并未深度思考而在課堂上形成討論。教師可在學生形成較高熱情的同時，將學生分成小組，表達各小組的討論結果。經過討論，學生達成共識：如果食用不衛生的食物，能夠提高人體的免疫能力。由于之前學生學習過，免疫系統由免疫器官、活性物質等部分構成，而免疫細胞和活性物質具有免疫防衛的功能。不衛生的食物當中具有病原體，在病原體進入體內后，就會被殺菌物質和吞噬細胞所消滅。這樣，教師可將學科知識與生活實際建立聯系，不但讓學生意識到生物知識普遍潛藏在生活的各個方面，同時還對導入環節做出了一定的創新，能夠讓學生以更高的積極性參與到知識的探索中，解答了自身的疑惑，同時也獲得更為理想的教學效果，充分發揮出“情境-模型”雙向建構的教育功能。

2.5 實驗情境模型的創新，提高生物教學質量

生物是典型的理科，因此實驗教學內容也是重要的組成部分。其可作為難點，與物理和化學學科的實驗內容相比，生物實驗操作相對復雜，且理解難度較高，因此在開展教學期間，也會遇到各類問題。因此教師可借助情境教學方法引導學生受到相應情境的感染，教師可借助信息技術搜集實驗的原理和操作過程等信息，運用技術手段為學生創建情境-模型，這樣可輔助學生在具體情境的感染下掌握實驗知識，不斷積累更多的學科知識內容。實驗可作為生物學科重要的教學內容，教師為學生提供實驗情境，可輔助學生自主觀察實驗的各步驟，對教材中描述和教師講解的內容實現深化理解，從而推動提升學生的獨立操作技能。

如在開展《降低化學反應活化能的酶》部分內容的教學活動時，教師可利用動畫形式為學生展現：小朋友擦傷了膝蓋，媽媽使用雙氧水替小朋友消毒。此時教師可提出問題：思考過氧化氫酶的作用，以此引出即將開展的實驗內容。此后，教師可帶領學生共同誦讀實驗的標準方法和具體步驟，并組織學生以小組形式開展實驗操作：小組成員可準備4支裝有2ml的H2O2溶液的試管，其中第一支靜置不動，第二支使用90℃水作加熱處理，第三支中加入FeCl3溶液，第四支中加入少量肝臟研磨液，此后觀察試管的反應現象，同步記錄結果。上述情境化的實驗活動能夠有效鍛煉學生的合作和交流等方面的能力，同時還可進一步理解學科知識的內涵，在“情境-模型”的輔助下順利掌握新知識。

3 結語

總之，隨著高中生物教學改革深入開展，在生物課堂中運用“情境-模型”教學模式是必要的。教師要結合學生對于知識的掌握情況，科學地進行教學優化，組織學生融入“情境之中，加強學生模型意識培養，促使學生養成良好學習習慣，為學生生物學習水平提高提供有效助力。