具身創造式學習模式下的教學設計

摘 要：本文根據具身創造式學習模式將教學活動細分為具身實踐活動、學科能力活動、學科核心知識、學科認識方式四個方面，并以“減數分裂”一節內容為例進行教學實踐，以期提高學生的學習品質和學習效果，促進其科學實踐能力與科學認識的協同發展，從具身實踐走向學習創造。

關鍵詞：具身創造式學習模式；減數分裂；實施范式

文章編號：1003-7586（2024）10-0057-03 中圖分類號：G63391 文獻標識碼：B

當前大部分學科教學僅僅為了發展學生思維能力以及獲取客觀知識的水平，這種低效的被動學習和重復的機械訓練是一種依賴單一感官的學習方式，脫離經驗基礎的認知過程，使得學生在學習過程中處于“離身”狀態。^［1］因此，為實現學習從“離身”到“具身”的過程，相關研究者基于具身認知理論、深度學習理論提出具身創造式學習模式，使學生學習知識的過程由被動灌輸轉向主動構建，著力解決學科教學中的突出問題。^［2］

1 具身創造式學習模式的核心內涵

具身創造式學習模式堅持讓學生經歷科學探究實踐的全過程，在具身實踐中獲取新知，同時強調引導學生在遷移應用知識的過程中尋找解決問題的新方法，凸顯學生在具身探究過程中的思維發展與創造力訓練，促進學生從實踐體驗走向學習創造。具身創造式學習模式倡導的典型學科教學模式主要包含四個要素：學科核心知識與觀念，具身化實踐活動，學科認識方式，學科能力活動。教師通過四個環節的實施，實現課程育人、學科育人的內在價值和目標。

2 具身創造式學習課堂實施范式

2.1 以課程基本理念為依據，凝練學科核心知識

課程設計需要以普通高中生物學課程的基本理念為依據，根據教學內容設計和實施，追求“少而精”的原則，內容聚焦大概念，突出重點。這也要求教師對學科知識進行有機統整，明確課程目標與學習要求，凝練學科核心概念，幫助學生培養生物學學科核心素養。“減數分裂”是人教版普通高中教科書《生物學·必修 2·遺傳與進化》第2章第1節的內容，本節課的教學目標為：①闡明減數分裂產生染色體數量減半的精細胞或卵細胞的過程；②說明有性生殖的生物體的遺傳信息通過配子傳遞給子代。基于此，筆者將減數分裂的概念凝練為四個內涵：①有性生殖的生物在產生生殖細胞的過程中染色體數目減半；②染色體只復制一次，細胞分裂兩次；③第一次同源染色體分裂，第二次姐妹染色單體分裂；④非同源染色體自由組合。^［3］然而，高中階段的學生雖然熟悉相關模型，卻不會辨認顯微圖像，對減數分裂過程中的染色體變化缺少真實體驗，導致學生無法真正理解其維持物種遺傳穩定性的關鍵作用。因此，教師需要提前準備和設計觀察蝗蟲精母細胞的減數分裂實驗，將識別不同階段的染色體形態、位置、數目等目標貫穿整節課堂，讓學生在具身體驗活動中實現學科核心概念的構建，從具身實踐走向學習創造。

2.2 以實驗活動為載體，開展具身化實踐活動

具身化實踐課程要求教師以學科核心概念為基礎，增加體驗性、實踐性、拓展性課程資源，以實驗、實踐、實習活動為載體，創設體驗性、情境性學習活動，實現學生對核心知識的應用，在解決問題的過程中開展科學探究活動。

雖然減數分裂的步驟和機制已經過長期的觀察得到驗證，但是對于“應該選擇何種細胞進行觀察”“如何區分減數分裂各個時期的先后順序”等相關知識，則需要學生在實驗操作過程中通過實踐獲得。在開展觀察蝗蟲精母細胞的減數分裂實驗前，學生小組需要提前查閱相關資料以掌握實驗操作的基本流程，包括熟練操作顯微鏡、掌握示意圖的繪制方法等。為了讓每個學生都能看到減數分裂各個時期的圖像，各小組需分工合作，共享結果，并將觀察到的減數分裂不同時期的分裂象拍照并上傳。

實驗過程中教師還應注重問題的動態生成，例如：①為什么選擇蝗蟲精母細胞作為觀察材料？②視野中細胞的減數分裂是否為動態變化的？能否觀察到不同時期的細胞？③如何區分各個細胞分裂狀態的先后順序？

學生在討論問題①時需要明確選材的關鍵性。問題②需要學生理解減數分裂是動態變化的，但制作臨時裝片的細胞已被固定在不同的時期，因此可觀察到不同時期的染色體形態。學生在解決問題③時，教師可將不同時期的蝗蟲精母細胞典型圖像進行展示，引導學生將觀察得到的圖像進行對比，突破辨認分裂時期的難點，讓學生在頭腦中構建減數分裂的動態過程圖，初步形成減數分裂過程的核心概念：染色體復制一次，細胞連續分裂兩次。

2.3 以探究任務為方向，構建學科認知方式

為幫助學生探究具身科學實踐過程中的生成性任務，教師需要根據生物學的學科特點調取典型的學習認知方式。本節內容的設計包括如下認知方式：基于減數分裂實驗觀察現象的概念構建、基于教師提供的科學研究證據的探究式學習、基于理性分析和建模的學習。教師通過以上方式，注重學生基于事實證據的推理分析，發展學生的演繹與推理、批判性思維、創造性思維等能力，鍛煉學生解決實際問題的科學思維能力。

在學生觀察蝗蟲精母細胞減數分裂臨時裝片的實驗過程中，教師可提出問題：觀察蝗蟲的精母細胞臨時裝片時，能看到幾種不同染色體數目的細胞分裂象？學生經過有絲分裂相關知識的學習，已經知道細胞分裂中期是觀察染色體數目的最佳時期，因此教師可展示減數第一次分裂中期與減數第二次分裂中期的分裂圖像，引導學生根據兩種細胞分裂圖像中的染色體位置、形態、數目繪制示意圖并對比分析，發現減數第二次分裂中期的染色體數目只有減數第一次分裂中期的一半，最終獲得減數分裂染色體數目減半的事實。

基于染色體數目減半的事實，教師提出問題：減數分裂過程中染色體是如何實現減半的？這種減半是有原則的減半還是隨機的？教師向學生展示蝗蟲精母細胞在減數分裂過程中的染色體互換現象，師生共同分析同源染色體、聯會、互換的概念。學生通過學習孟德爾遺傳定律已經知道遺傳因子在生物體細胞中成對存在，有利于學生形成染色體在生物體細胞中同樣成對存在的概念。

針對教師提出的問題，學生提出假說。教師引導學生以蝗蟲精母細胞的兩對染色體為例，根據演繹推理的假說過程，推測出精母細胞減數第一次分裂結束和第二次分裂結束后產生的染色體核型圖。此時，學生可分析減數第一次分裂中期與減數第二次分裂中期的染色體數目，推理分析并得到染色體數目減半的原則及過程，形成減數分裂的核心概念：染色體數目減半的原則是同源染色體發生分離，“減數”的實質則是同源染色體分離造成的染色體數目減半。此概念的形成為學生后續學習減數分裂過程中的同源染色體分離、非同源染色體自由組合等概念奠定基礎。

2.4 以遷移創新為支撐，組織學科能力活動

為實現生物學學科關鍵能力群的培養，教師應針對不同學生的發展特點，創設開放拓展、靈活多變的課程教學體系。學生在具身實踐活動中依據不同的認知方式構建概念框架，還需要在新情境中進行知識遷移和系統探究，實現學科核心概念的學習理解、應用實踐與遷移創新。本節內容中教師創設了影響減數分裂過程的新情境，學生通過解決新情境中的問題，深化對減數分裂概念內涵的理解，實現科學探究方法與思維的遷移和應用。

在構建減數分裂的概念后，教師可創設減數分裂相關的社會熱點議題情境：日本不顧國際反對，開始將核污水排入海洋，研究表明核污水有可能使細胞的染色體發生變化。細胞分裂過程中，某些姐妹染色單體的一端可能會連接在一起，導致著絲粒分裂并向兩極移動時出現“染色體橋”結構，之后染色體橋可能會在著絲點之間的任意位置斷裂（見圖1）。一對同源染色體在聯會時形成了如圖所示的染色體橋結構，該結構會在減數第一次分裂時隨機斷裂（見圖2）。教師根據以上內容提出問題：若某精原細胞的染色體發生圖示過程，則其減數分裂產生的配子都是異常配子嗎？哪些減數分裂時期可能會形成染色體橋，可能會對配子造成哪些影響？

環境污染除了會引起染色體配子異常，還會造成減數分裂不正常的情況。以二倍體生物中兩對同源染色體的異常分裂為例（見圖3），教師提出問題：類型1和類型2中形成的異常染色體配子與染色體橋造成的異常染色體配子是否相同？不正常減數分裂產生的配子經過受精作用后，受精卵中的染色體數目是多少？兩種不正常分裂對生物體產生的影響是否相同？

唐氏綜合征是一種嚴重的先天性智力發育不全疾病，其染色體類型為“21-三體型”。教師引導學生根據剛剛所學的兩種造成配子異常的減數分裂類型，從配子形成和受精的角度推測“21-三體型”的病因。最后教師帶領學生分析核污水中的放射性物質對人體細胞造成的損傷，并討論具有可行性的防護措施。學生運用減數分裂相關知識分析環境等外界因素引起減數分裂異常的原因，并進一步推斷異常配子對受精卵的影響，內化核心概念的同時提高了自身的科學思維能力和社會責任意識。

3 結語

具身創造式學習模式通過凝練學科核心知識、開展具身化實踐活動、構建學科認知方式、實踐學科能力活動實施范式，讓學生在具身實踐中主動構建概念框架，實現認知與身體、環境、情感的相互作用。具身創造式學習模式提倡學生調動身體各感官共同參與，讓學生的知識構建、思維活動、具身體驗相互支撐，符合學生當前的認知與身心發展規律，幫助學生理解生物學概念的內涵與本質，促進深度學習，以確保學生在教學中始終處于主體地位。

參考文獻

［1］胡艷華.身體與具身性［J］.廣西民族大學學報（哲學社會科學版），2021，43（4）：11-16+58.

［2］丁婷.“具身創造式學習”模式在高中生物學教學中的應用——以“生態系統及其穩定性”單元教學實踐為例［J］.中學生物學，2023，39（8）：20-22．

［3］周裕志，唐鳳英.科學思維導向的“減數分裂過程”概念教學 ［J］.生物學通報，2023，58 （7）： 15-18．