本真·至理·寓情：高中生物學教學改革實踐

摘 要：以“本真·至理·寓情”為基本原則的生物學課堂教學，強調情境素材要真、探究問題要真、思維活動要真；解決學科問題要講理、思維邏輯要合理、學科思想要達理；情境案例滲透家國情懷、探究過程培養品德修養、問題解決激發意志品質，從而把立德樹人根本任務落到實處，有效促進學生素養發展。

關鍵詞：本真；至理；寓情；高中生物學

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）29-0076-04

2021年廣西開始實施新課程、新教材。生物學科在課程安排、教材內容呈現上較以往有較大改變，凝練提出了生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任等四個方面的學科核心素養，明確了學生學習高中生物學課程后應形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。

課堂是落實立德樹人、培養學科核心素養的主陣地，與新課程理念匹配的課堂教學原則及教學模式是推動學科教學改革的重要基石。筆者依據《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》），從柳州市多年來課堂教學改革經驗中提煉出“本真·至理·寓情”課堂教學原則，并開展了高中生物學課堂教學有效模式的實踐探索，旨在有效促進民族地區教學改革良性發展。

一、“本真·至理·寓情”課堂教學原則的界定

從詞義本身來看，“本真”指真相，事物本來面貌；“至理”指真理，或精深的道理；“寓情”指寄托情志。結合《課程標準》中有關課程本質、教學理念的闡述，以上三詞能恰當概括出當前課程改革中生物學課堂教學的基本原則——《課程標準》明確指出，“生物學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生命活動規律的科學。……其精要是展示生物學的基本內容，反映自然科學的本質。它既要讓學生獲得基礎的生物學知識，又要讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法”。

生物學課程以提高學生生物學學科核心素養為宗旨，課堂教學要體現出自然科學的本味——基于生命現象，運用科學思維，開展探究活動，獲取生命活動本質規律。教師在傳授學科知識過程中，要更加關注學科思想、思維方式等，克服重教書輕育人的傾向，落實立德樹人根本任務。

“本真·至理·寓情”作為柳州市生物學科課堂教學的基本原則，從教學頂層設計上明確了課堂教學中要做到情境素材真、探究問題真、思維活動真；解決學科問題講理、思維邏輯合理、學科思想達理；情境案例滲透家國情懷、探究過程培養品德修養、問題解決激發意志品質。基于“真”“理”“情”引動高中生物學課堂發生質的轉變，根據不同課型及教學內容靈活開展課堂教學，有效促進學生素養發展。

二、“本真·至理·寓情”在高中生物學課堂教學中的實施途徑與案例分析

（一）真情境、真探究、真活動，開展“本真”課堂教學

生物學是基于現象探索真實的生命世界、發現生命活動規律的自然科學，生物學課堂教學理應按照學科性質，在學科知識生成過程中培養學生學科核心素養。課堂教學中，教師基于《課程標準》與教材教學內容，精選貼近學生的真實情境開展概念教學，能有效促進學科知識生成，實現深度學習。教師選擇真實情境貫穿教學過程，所選情境可以來自生活實踐、實驗探究、時事熱點、學科進展等，在具體應用中遵循真實性、適切性、問題性、層次性、整體性等原則。

教師借助“情真、理蘊、意遠”的情境，開展科學探究，用具有挑戰性的思維活動，激發學生主動構建學科知識體系，逐步形成生命觀念。課堂教學中，教師基于“本真”原則，在教學設計中采用“情境—問題—探究（實踐）—遷移”的路徑，靈活開展教學活動，由一般現象抽象概括出適用于不同情境的學科次位概念。

以“種群的數量特征”一課的教學為例。教師以科研工作者對廣西崇左白頭葉猴國家級自然保護區內白頭葉猴開展的科學調查為主體情境，根據教學問題，分層次展示相關素材，基于問題開展種群數量調查模擬實踐活動，并進行概念遷移，構建出完善的知識體系。首先展示“白頭葉猴獨山猴群觀察記錄（節選）。獨山猴群生活面積約4公頃。2020年初36只……11月2日新生1只、12月25日新生1只、12月26日新生2只……2021年1月初分兩群，新猴王群離開”。基于這些真實數據，讓學生動手計算種群密度、出生率、遷出率，進而構建出種群特征的相關概念，并通過推理得出“出生率直接決定種群密度大小”。接著展示“獨山猴群在2017年年底，共有白頭葉猴25只。其中14只成年猴，11只未成年猴。成年猴中公猴1只為猴王，母猴13只，成年猴雌雄比例為1∶13”。引領學生構建出性別比例、年齡結構等種群特征概念，引出如何開展種群密度調查的問題。基于這一問題，對比白頭葉猴，校園內牛筋草（蔓生）、黃鵪菜（單株），湖泊中某種魚的生物分布特征，由學生歸納出不同對象要采用不同調查方式的原因，并開展實踐活動，運用模擬樣方法和標志重捕法。

課例中的情境來源于真實科研記錄，學生基于情境素材進行歸納概括的科學思維訓練，知識體系在情與理的交融中得到構建。由白頭葉猴的種群調查為主要情境，引出其他動植物種群密度調查的問題，學生進行對比推理，開展了模擬調查的實踐活動，使得學習進一步深入。經過“真情境、真探究、真活動”推動下的課堂教學，學生不僅較好地理解了《課程標準》中有關種群數量特征的概念性知識，還了解到了真實科研中一般使用紅外線攝像機、微衛星DNA分子標記等手段開展野生動物調查，視野更開闊，知識獲得遷移。

（二）合理設疑、有理論證、梳理結論，開展“至理”課堂教學

真情境推進下的課堂教學，重在培養學生的科學思維。“至理”課堂是一個師生之間、生生之間理性的思維火花相互碰撞，開展深度學習探尋真理的課堂，是在解決學科問題過程中運用科學探究精神發展理性思維的課堂，是教師循循善誘、學生積極思考，提升學生學科核心素養的課堂。培養科學思維是課堂教學的重要任務，完成這一任務離不開恰當的情境素材。科學思維的培養要求教師把理講透，以理服人。在新課程課堂教學中，可基于科學實驗探究情境，運用如圖1所示的循環探究論證模式開展教學活動，讓教師從積極傳授結論向有效傳授思維轉變。

以教學“神經沖動的產生和傳導”一課為例。教師展示科學史資料“1850年，亥姆赫茲測定蛙坐骨神經沖動的傳導速度約為27.25 m/s，而電流在金屬導線中的傳導速度為3×108 m/s”。由這一現象，引導學生對比推出“神經沖動中的電信號傳導與金屬中的形式不同，這種傳導應該與神經細胞內外的物質性質有關”，進而激發學生的探究欲，使他們開展“像科學家一樣思考”的探究學習。教師進一步提供資料“①1850年左右，科學家已確定直徑較大、帶正電荷的Na+主要集中在細胞外，而直徑較小、帶正電荷的K＋在細胞內濃度更高。②細胞內外K＋存在明顯濃度差，細胞內K＋濃度遠高于細胞外。靜息狀態（未興奮時）下，細胞膜對K＋具有較大通透性，K＋在濃度梯度驅動下大量向細胞外運動。③細胞內存在多種帶負電的大分子有機物，如蛋白質。細胞膜對大分子有機物幾乎無通透性”。基于上述信息，教師先對“靜息電位”下定義：神經細胞未興奮時（靜息狀態），由于細胞膜內外特異的離子分布特點，細胞膜內外兩側的電位稱為靜息電位。接著，教師引導學生分析，綜合推理出“神經元細胞膜內外兩側的靜息電位表現為內負外正。靜息電位的形成主要與K＋離子流向細胞外有關”。至此，學生完成了第一個簡單推理論證過程，對神經細胞內外物質的種類和含量變化有了初步認識，并激起了進一步探究的欲望。教師抓住契機，繼續提供科學史素材“①1849年，科學家發現一定強度的刺激可引起神經沖動沿神經纖維傳導。神經細胞膜處存在兩種電位，一種是在未刺激情況下的靜息電位，另一種是在刺激下產生的動作電位。②1902年，生理學家伯恩斯坦應用電流斷續器在體外首次對靜息電位和動作電位進行了真正意義上測量。結果顯示靜息電位在-60毫伏左右（細胞內對細胞外而言顯負電性）。外界電刺激可使膜外電位升高至0，約需時間0.3毫秒，而后持續0.8至0.9毫秒后又重新恢復至-60毫伏”。教師將動作電位產生的原理作為教學重點之一，引導學生基于科學史情境中有限的信息，模仿科學家提出當時知識背景下可能的假說，并設計實驗、預測可能出現的結果。這一教學環節培養了學生演繹推理的科學思維，并通過設計實驗與預測結果這些具有挑戰性的活動，進一步強化學生對“推論——實證”這一學科思想的認知。預測實驗結果后，學生學習熱情進一步高漲，他們急于獲得真實的實驗結果。教師展示科學史資料“1939年，英國科學家霍奇金和赫胥黎用電流刺激槍烏賊神經軸突后，測定動作電位時發現膜電位出現正值（即內正外負）”。這一事實與預期的實驗結果不一致，導致學生的認知受到沖擊，將開啟學生體驗“專家思維”的過程。證據不支持假說，那就得繼續作出新假說，而這又需要更多的新證據。教師把握時機繼續提供材料“①1940年代，科學家克羅用放射性同位素示蹤法觀察到Na+也可進出細胞。②用等滲葡萄糖溶液替換Na+溶液培養神經細胞進行電生理刺激時，軸突動作電位幅度、產生速度和傳導速度均顯著下降。”學生進一步修正假說，并進行新的實驗結果預測，又一次進行了演繹推理思維的訓練。最終，教師展示霍奇金和赫胥黎的生物電實驗結果圖，證實了學生提出的假說成立。至此，學生經過深度學習，在多次論證推理的過程中，對動作電位的產生原理有了深刻認識，實現“至理”。

課例中的教學過程，按照“合理設疑—有理論證—梳理結論”的流程進行，讓學生經過一系列思維的碰撞過程，最終深刻理解生物學原理，讓學生親歷運用“專家思維”的思考過程，深度體驗現象到本質規律的過程，達成讓學生“像科學家一樣思考”的培養目的。

（三）寓情于史、寓情于思、寓情于試，開展“寓情”課堂教學

生物學課堂教學所有的課型都能開展“寓情”課堂教學，但是在具體的課堂教學中不能生硬談“情”，靠喊口號灌輸，而是要在教學過程中巧妙地滲透。我國科學家的故事、新時代生態建設成果、生物科技改變人民生活等事例，均可激發學生產生自豪感、幸福感、自信心、責任心，讓學生從內心自發地產生對黨和國家的敬愛之情，激發他們在理想信念、品德修養等方面努力提升自己，實現德智體美勞全面發展的目標。

在新授課中，“理”為主、“情”為輔，教師可以以科學史情境為線索，在培養學生科學思維的過程中，寓情于史讓學生體會到科研活動的嚴謹與艱辛，同時體驗運用意志品質和智慧，克服困難取得成功后的喜悅，從而達成“培養具備科學家潛質，愿意獻身科學研究事業的青少年群體”的目標。

前文“神經沖動的產生和傳導”一課，在循環探究論證教學環節中，學生除了從教學設計的明線中獲得必備知識，提升關鍵能力外，還在學科思政暗線中受到了科學家不畏艱辛、堅持探索真理的科研精神的教育。教學中大部分科學探究素材來自國外科學家，為了更好地挖掘這節課的育人功能，教師在課堂教學的最后，自然過渡講授中國科學家的事跡，例如“張香桐，神經生理學家，新中國神經科學的奠基人之一。他是國際公認的樹突生理功能研究的先驅者之一。1950年，美國封鎖中國，無法回國的張香桐頻頻給國內寫信，其中寫道，聞國內解放后的新氣象，甚感興奮，我恨不得一步就回去……我急于想報效祖國呀！1955年，他借由一個去北歐講學的機會，經芬蘭的赫爾辛基，轉道東歐和莫斯科，輾轉回到了中國，隨身只帶了一套電生理儀器，把自己的存款和藏書都留在了美國”。課堂結尾的畫龍點睛，把中國科學家的家國情懷融入了知識教學。

在復習課中，在構建知識體系的過程中，也應將真“情”自然滲透在知識框架內，讓學科知識血肉豐滿。在高考一輪復習課“特異性免疫”的課堂教學中，教師以我國開展脊髓灰質炎的預防工作為情境線索，串聯復習特異性免疫的相關知識。整節課基于對我國制定脊髓灰質炎預防政策背后科學原理的分析，課堂教學開篇提出“為何上世紀50年代我國要走活疫苗路線？”“為何2016年起，我國從僅使用減毒疫苗逐步過度到注射滅活疫苗？”兩個問題，課堂主要時間交給學生自主復習。學生除了在學科知識領域重構完善了免疫知識外，還弄清了國家制定相關免疫政策背后的原理。這節課讓學生體驗到在解決社會現實問題時，不僅需要運用所掌握的科學知識體系，還要考慮人民群眾的實際情況；制定政策不僅要基于社會經濟發展水平，還要懂得根據國家發展階段進行適時調整。復習課“寓情于史”“寓情于思”，學生將獲得遠比知識和能力更重要的思想品質。

在練習測試中，亦可做到“寓情于試”，體現“教 —學—評”一致性。教師發掘命題素材，將學科思想品質教育融入學科知識和能力的考查中。例如下面這道選擇題。

我國科學家林占熺發明的菌草技術，已推廣至全球一百多個國家，為推動共建“一帶一路”和構建人類命運共同體作出了特殊貢獻。菌草是經篩選出的一類草本植物，短期種植處理后可作為食用菌的培養基，同時菌草還具有治理水土流失、防沙固沙、礦山植被修復等作用。在沙地上種植的巨菌草（菌草的一種）如圖1所示，下列說法錯誤的是（" ）。

A.高矮錯落的巨菌草在空間結構上具有垂直分層

B.巨菌草根系發達，有利于立地扎根，快速蔓延

C.在空間上均勻分布種植的巨菌草可充分獲取資源

D.作為培養基，巨菌草為各類食用菌提供物質和能量

這道題把中國科學家的家國情懷和將科研成果用于推動共建“一帶一路”的中華民族偉大精神淋漓精致地表現了出來，既考查了學生的必備知識和關鍵能力，又潤物無聲地滲透了思想品質教育。

在高中生物學課堂教學中，以核心素養為宗旨，以“本真·至理·寓情”為基本原則，開展靈活多樣的教學活動，能夠促進學生形成正確價值觀、必備品格和關鍵能力，提升學科核心素養。

“真·理·情”是高中新課程中課堂教學的三角，課堂中三者比例恰當、相互支持，才能構筑穩定的核心素養培養模式。教學過程按照學科性質實施教學活動，課堂上開展真活動、進行真思考、滲透真感情，努力實現“情真、理蘊、意遠”的高中生物學課堂教學。在“本真·至理·寓情”原則指導下開展的課堂教學活動，需要根據不同課型的特點，進一步摸索出恰當的教學模式與實施途徑，并經過“實踐—改進—實踐”的行動研究不斷豐富和完善。

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2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］劉徽.“大概念”視角下的單元整體教學構型［J］.教育教學，2020（6）.

［3］黃少旭.中學生物學考試與命題［M］.廣州：廣東高等教育出版社，2023.

（責編 劉小瑗）