淺析運用情境教學模式落實高中生物學核心素養目標的策略

黃 鈺

前言

21 世紀,隨著人工智能、信息技術的出現,人們的生產和生活方式都發生了巨大的變革,在這樣的背景下,從2014 年開始,我國的教育與考試制度也進行了深刻的變革,并不斷深入推進。目前,我們的教育考試改革倡導培養與提升學生的核心素養,注重促進學生思維的發展和提升解決問題的能力,使學生能夠在未來各種不確定的生存環境中解決問題,以適應社會發展的需要。這樣的教育目標指向就要求教育的過程注重情境化,具體教學活動中要以情境教學為依托,讓學生在各種情境中學會學習和解決問題,以便將來學以致用。

一、“情境教學”“生物學科核心素養”相關概念簡述

(一) “情境教學”含義發展

在教學中使用“情境”一詞最早開始于著名教育家杜威,然而能將“情境教學”上升為“情境教育”理論體系且并被廣泛使用卻是我國著名教育家李吉林的卓越貢獻。今天我們所倡導的情境教學遵循的就是李吉林情境教育理論。

李吉林的情境教育是歷經40 余年研究總結出的一套語文教學理論體系。它來源于中國傳統文化的“意境”論,同時借鑒了外語教學中的情境訓練法,以“情境”為切入點,以思維發展為核心。情境教學的特點、教學活動的要素以及其操作模式的理論依據不僅適合語文教學,在各個學科和整個教育過程中都具有普遍意義,因此這種教學方法逐步上升為情境教育理論。現今情境教學不再是局限于語文課堂的教學方法,它已經成為情境教育理論框架下的廣泛適用于各個學科的教學方法。[1]

(二) 高中生物核心素養的內容

學科核心素養是學科育人價值的集中體現,是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。“生物學科核心素養”包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。

“生命觀念”是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象,是人們經過實證后的觀點,是能夠理解或解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法。

“科學思維”是指尊重事實和證據,崇尚嚴謹和務實的求知態度,運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。

“科學探究”是指能夠發現現實世界中的生物學問題,針對特定的生物學現象,進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。

“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,解決生活問題的擔當和能力。[2]

(三) 情境教學是落實核心素養的重要載體

核心素養是學生培養的總體框架和總目標,其具體落實還需要通過教育教學的手段去實現。過去我們的課堂教學以講授式為主,知識鞏固基本通過機械式的練習去完成,不能從根本上實現學生核心素養的培養。核心素養的有效落實需要更為有效的教學理論和方法,這樣的現實需求使得情境教學必然成為核心素養落實的重要載體。

2017 年教育部發布高中各個學科的《普通高中課程標準》 (以下簡稱“課程標準”)、2020 年發布《中國高考評價體系》 (以下簡稱“高考評價體系”)。在這兩個文件的指導下,情境教學成為落實核心素養教學與評價的重要載體。高中生物學“課程標準”中教學建議、命題原則和教材內容的組織和呈現方式三個部分都明確說明必須重視情境的創設。[3]“高考評價體系”的內容和性質中也明確規定“高考的考查載體——情境,以此承載考查內容,實現考查要求”。在“新高考”背景下,情境教學被寫進我國教育的重大決策文件中,在中國教育和考試改革的全體系中成為提高學生核心素養的重要載體,凸顯出其對教育教學的重要性。

新的教育和考試改革進行至今接近8 年,以情境為依托的教學與考試評價已經被廣泛接受與使用。高考評價方式可以導向課堂教學,即在課堂教學中也要充分重視創設教學情境以培養高中學科核心素養。

二、以情境教學模式培養高中生物學核心素養

在情境教學模式培養核心素養的整體方法指導下,各個學科的情境類型和學科素養又有其各自的特點,所以,在情境創設的具體操作方法上還應結合各自學科素養內容和情境類型。就生物學科而言,基于情境教學落實生物學核心素養可以從以下幾方面進行考慮。

(一) 厘清概念,確立方法

目前,我們所說的“情境教學”法是“情境教育”理論下的一種方法。很多教學文章在探討“情境教學”時,將“情境教學”與“情境教育”混用,甚至還有“情景教學”的提法。教育改革中倡導各個學科和學段所進行的是具體的“情境教學”,學生整個學習生涯所體驗的才是“情境教育”,厘清概念是情境教學的前提。

(二) 明確分類,恰當選擇

高中生物學教學中的情境該如何進行分類? 不同的研究者有不同的方法[4],結合已有研究機構和研究者的分類,并根據不同的分類角度可以將生物學科的情境分為如下幾類:根據情境的來源,可以分為日常生活情境、生產勞動情境和科學研究情境;根據情境的應用目的,可以分為課堂教學中的問題情境和考試評價中的試題情境。根據生物學科的研究維度,又可以分為自然生態情境、生理過程情境和生化反應情境。以上是常見的分類方式,基于生物學中存在微觀層面的基本事實、原理和規律,在學習時難以被理解和接受,在課堂教學中還可以劃分出客觀情境和類比情境。只有清楚情境的劃分方法、來源和具體應用方向才能在教學環節中做到選擇恰當、有的放矢,成為教學有效性的保證。

(三) 把握原則,合理規范

“情境教學”原本的操作原則適用于語文教學,拓展到高中生物學領域應根據生物學科自身的特點進行調整和補充。譚永平老師對生物教學中的情境總結為“真實、理蘊、適宜、情深、意遠”五個特點。[5]它其實不僅是特點,也是生物學教師在運用情境時應該遵循的原則,把握操作原則才能在教學和評價中合理使用。

例如,一道考查神經—體液調節關系的生物學試題這樣描述:“如圖為某人在饑餓時參加冰桶挑戰,其體內的一些生理變化過程示意圖……據圖回答下列問題。”從題干的描述可以看出這道模擬試題嚴重違反情境創設的原則。首先,冰桶挑戰賽并不具有普遍性,對于理解這個生理知識意義的普遍性沒有助益。其次,這項活動本身還具有爭議性,在饑餓的條件下參加比賽的可能性幾乎不存在,這道試題為了創設情境而創設,缺乏最基本的真實性和適宜性。再次,將知識點附著在這樣的情境上也是生硬和牽強的,無法做到理蘊,更不能稱之為情深、意遠。學習是知、情、意的結合,雖然生物學是自然學科,在高中階段屬于理科,但是同樣擔負著培養學生向善悟美的道德追求和塑造審美的責任。

(四) 掌握策略,靈活運用

教學與評價中如何能夠做到靈活創設學習情境和試題情境其實是有路徑可循的,教師掌握情境創設的方法路徑并不斷實踐不僅可以成為情境教學的行家里手,也會在教學與評價的全程落實生物學科核心素養培養的目標,根據生物學情境的分類、特點和應用的方式可以產生很多創設策略,以下僅舉幾例。

1.運用比喻方法創設類比情境,形成生命觀念

生物學是一門自然學科,包括宏觀和微觀兩個維度。宏觀維度的生物學知識容易形成具象,情境也易于獲取,知識內容相對容易理解。然而到了微觀層面,比如細胞水平和分子水平,很多生理生化現象由于無法直接觀察,其真實情境在課堂教學中有時的確難以理解。面對這樣的情況,如果只是枯燥地講授生物學原理,沒有貼近生活的生動實例進行形象化的詮釋輔助,難以吸引學生的注意力,激發學習興趣,不能很好地提高學習效率。所以教師在充分理解教材的基礎上,可以采用合適的類比關系進行情境創設,以激發學生的學習興趣或幫助學生理解新知,形成生命觀念。

例如,細胞核作為系統的控制中心在細胞代謝的過程中與細胞質和細胞器之間的聯系,可以類比企業的管理部門和生產車間之間的關系;而在物質跨膜運輸的過程中作為結構基礎的磷脂雙分子層與轉運蛋白又如同古城城墻與城門,具備清晰的邊界和入口,物質交流和信息傳遞都需要經過查驗和確認;再如,主動運輸和被動運輸被類比成逆水行舟和順流而下則更為易懂。類比之物確實不是事物本身,而且類比絕大多數時候也不可能和真實的客觀事物具有一樣的特點和規律,但是類比可以通過常見的形象、場景和環境遷移到所需理解的微觀事物上,幫助學生完成對微觀事物的理解,而且在科學研究中,類比推理也是科學研究的一種常用方法。

2.利用生物實驗創設情境,培養科學思維和科學探究能力

生物學不僅是一門自然科學,也是一門實驗科學。許多生物學理論和生物學現象都需要通過實驗進行觀察驗證。因此,在高中生物教學中,實驗情境是重要的情境類型。新課程改革也強調實驗情境在培養學生科學思維和科學探究能力方面的重要作用。

近兩年,全國各地的生物高考試卷都提供了豐富的實驗情境,2021 年體現得最為充分。例如,廣東卷第9 題,酵母菌以秸稈纖維素水解液作為營養物質進行細胞呼吸的研究,北京卷第3 題植物在高溫和常溫下光合作用速率比較的研究,河北卷第19題,探究水和氮對植物光合作用的影響,這些實驗情境在客觀試題和主觀試題中廣泛呈現,并且融合度日漸提高,說明在新的考試制度下,人們對真實情境下的實驗探究能力和實驗思維的考查日益重視。

3.聯系實際創設生活情境,擔當社會責任

生物學知識源于真實世界和各種生活實踐,因此,結合生活日常和實際民生創設問題情境是培養學生理論聯系實際行之有效的手段之一。同時,通過生活情境的創設可以培育學生體會生活、思考生活、理解生活,進而熱愛生活,在生物學課堂完成生命教育。

例如,在蛋白質有關知識教學中,在學習蛋白質功能內容時,教師可以以實例作為鋪墊讓學生真切體會到蛋白質對于生命活動的重要作用,然后再進行知識內容的學習就能夠激發學生對于蛋白質功能的關注,有利于后續的教學。教師可聯系十多年前的“大頭娃娃”和“三聚氰胺”兩起嚴重危害我國嬰兒健康的奶粉質量事件來為學生創設問題情境,這樣,一方面可以增進學生對蛋白質對于生命活動重要意義的理解,另一方面還可以通過增進學生對劣質及有毒奶粉對消費者造成危害導致不可挽回后果的了解和感受,培養學生形成善良悲憫的人文情懷,并明確堅守誠信做人的道德標準。

4.運用生態學研究情境,深植愛國情懷

生物學教學中生態學實例的直接引入,不僅能夠讓學生真實理解宏觀水平的生物學原理,也可以培養學生的愛國情懷和勇于擔當的責任感。在這方面新教材為我們做出良好的示范。例如,馬世駿院士治理東亞飛蝗,總結我國上千年的記錄使得蝗災在我國得到有效防治,對中國的農業發展和社會穩定做出了巨大的貢獻。還有野生東北豹的瀕危保護研究,這些生態學研究實例不僅是種群知識教學的好素材,也是生物課堂進行思政教育的可貴材料,這樣的素材在當前的教學和考試評價中日漸豐富起來。[6]

結語

綜上所述,時代發展呼喚教學改革培養學生核心素養,而在培養學生核心素養的各種方法路徑中,情境教學是最重要的依托。高中生物教學中通過情境的創設落實核心素養培養目標有其自身的特點和策略。用情境教學模式培養核心素養在新的教育發展背景下展示著它強大的生機和活力,它在各學科應用中的發展和完善還需要教師不斷探索和豐富。