例析境脈式教學在高中生物學復習課中的應用

摘 要：高中生物學復習課常出現教師滿堂講、學生滿堂記的疲乏狀態，既不滿足學生的掌握知識與提升能力要求，也不符合教師進一步深化與系統化學生知識結構的意愿。境脈式教學將真實問題情境引入課堂，在情境脈絡中設置系列問題，幫助學生應用已學知識解決復雜情境中的問題，并在該過程中提升知識的掌握與遷移能力，實現深度學習。本文以基因工程專題復習課“人神經生長因子的制備”一節為例，闡述境脈式教學在高中生物學復習課中的應用。

關鍵詞：境脈式教學；復習課；神經生長因子

文章編號：1003-7586（2024）10-0084-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

教師常在高中生物學復習課教學課堂中堆砌大量已學知識，學生在“炒冷飯”式教學中無法獲得成就感，更無法進一步掌握知識，課堂效率低下。復習課的定位逐漸轉變為記憶復蘇課型，阻礙了學生學習能力與水平的進階。若教師在復習課中，以“境脈”為載體，引導學生利用已有知識解決現實問題并在解決問題的過程中反思、細化、深化、系統化所學知識，提高學生的課堂參與度，發展學生關鍵能力。

1 對境脈式教學的理解

情境脈絡，簡稱“境脈”（Authentic Context）。境脈學習理論認為，學習者的內部世界是由自身原有的記憶、經驗、動機、情感和反應構成的，個體學習的過程即為個體學習境脈所構成的內部世界和外部信息發生有意義的交互作用的過程。^［1］

因此，境脈式教學的情境選擇與教學既要“新”，也要“真”。過于陳舊的情境不僅不能有效激發學生的探知欲，還會引發學生的厭倦感，以機械記憶的方式參與課堂，阻礙學習進程。^［2］當然，教師也可以從舊情境中發掘出新問題，從而快速鏈接學生已有的知識儲備，讓學生在解決新問題的過程中深化認知。^［3］真實的情境與學生的體驗相關，有利于學生實現從體驗到感悟、從事實到概念、從具體到抽象的轉化。學業質量水平檢測的重要目標是提高學生解決真實問題的能力，而真實情境一般是復雜、多元、動態的，只有在教學中設計真實的、鮮活的情境才能更好地使學生“身臨其境”，最終解決問題。

與情境教學不同的是，境脈式教學的情境選擇還需注意“一體化”與“完整性”。情境中真實的情境線索必須貫穿始終，教師圍繞情境線索設置問題線索，使情境脈絡結構化、層次化，避免情境過多過雜而擾亂學生的思維。當然，教師也不能直接剔除復雜的情境資料而直接給學生提煉簡單的觀點，而應提供相關資料幫助學生理解，進而引導學生思考與辨析。

境脈式教學亦倡導教師將情境脈絡、活動脈絡、知識脈絡有機結合，以學習任務引導學生主動探究，并將學習任務分解成進階式探究活動，層層深入，發展學生的科學思維能力。

筆者以人教版普通高中教科書《生物學·選擇性必修３·生物技術與工程》第3章“基因工程”一節的復習課教學為例進行具體的實踐探討。

2 境脈式教學在“基因工程”復習課中的應用

2.1 設計思路及教學目標

在“基因工程”復習課的境脈設計中，筆者選擇以科研成果“人神經生長因子的制備”作為真實情境，引導學生在情境脈絡中思考如何應用基因工程技術高效生產人神經生長因子，讓學生通過構建不同的基因表達載體建立與修正思維模型，著力培養學生嚴謹的科學思維與社會責任意識。本節課境脈式教學思路設計如圖1所示。

《普通高中生物學課程標準（2017 年版 2020 年修訂）》對本節要求“闡明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、目的基因導入受體細胞和目的基因及其表達產物的檢測鑒定等步驟”“舉例說明基因工程在農牧、食品及醫藥等行業的廣泛應用改善人類的生活品質”。因此，教師要挖掘知識背后的價值與意義，精心創設情境脈絡與驅動性學習任務，將主題任務分解為問題線索，培養學生的高階思維，提高學生的生物學學科核心素養。本節課的教學評價目標如表1所示。

2.2 境脈式教學實例

2.2.1 創設情境、導入課題

教師呈現阿爾茨海默病的癥狀及患病人數，并提供資料探尋阿爾茨海默癥的發病原因：研究人員發現，與健康人相比，阿爾茨海默癥患者的神經元功能喪失，突觸明顯減少。神經生長因子（NGF）是一種有望治療阿爾茨海默病的物質。

教師提問：NGF是什么？有什么作用？教師展示實驗視頻資料“神經前體細胞培養液中加入NGF后的變化”。學生討論后得出結論：NGF可以促進神經元的生長，增加突觸。

設計意圖：教師將現實生活中的實例——阿爾茨海默癥引入課堂，創設真實的問題情境，并以動態實驗視頻展現NGF的作用，調動學生的學習興趣與探究欲望，引出本節課的主題。

2.2.2 問題引導，層層探究

教師呈現資料：目前，鼠神經生長因子（mNGF）已開發為藥物治療神經退行性疾病。^［4］但是，鼠源性神經生長因子應用在人類疾病治療中可能存在誘發免疫反應、鼠源病毒交叉感染等危險。如何生產人神經生長因子（hNGF）？

教師引導學生探究制備重組hNGF的操作步驟。學生在學案上完成操作步驟的簡要設計。

設計意圖：教師引導學生回顧基因工程的基本步驟，將所學知識應用于解決實際問題，提升學習的成就感。課堂由學生熟悉的知識切入，避免學生產生畏難情緒，為后續逐層深入鋪墊基礎知識、培養學習信心。

教師引導學生探究擴增hNGF基因的方式。學生探討除常規PCR擴增hNGF基因之外體內擴增hNGF基因的可能途徑。

設計意圖：基因克隆載體的構建是體內擴增hNGF基因的另一途徑，學生經常將其與基因表達載體混淆。教師設計這一環節，除拓寬學生思維之外，也能幫助學生辨析兩種重組載體、提高科學思維能力，為構建基因表達載體的教學進行鋪墊。

教師引導學生探究構建hNGF基因表達載體的方式.

學習任務一：學生在學案的質粒圖上標出重組載體的各組成部分。

學習任務二：為使hNGF基因定向插入到質粒的啟動子與終止子之間，學生需根據教師提供的酶切位點與hNGF基因的轉錄方向，寫出對hNGF基因進行PCR擴增時，所用的部分引物序列。

學習任務三：為使hNGF基因的表達更容易被鑒定，常常將其與GFP基因關聯在一起表達，學生嘗試構建hNGF基因與GFP基因的融合基因。

學習任務四：微生物系統和常用的乳腺生物反應器生產hNGF時，分別存在產量低、難以純化的問題。學生試構建能在唾液腺細胞中特異性表達hNGF基因的重組載體。

設計意圖：教師以基因工程制備hNGF過程中出現的諸多挑戰為情境線索，引導學生關注基因表達載體的構建。這個核心步驟關系著目的基因能否正確表達并在特定細胞中大量表達，以及目的基因的鑒定等后續環節，對基因工程具有重大意義。此外整個思維鏈的設計逐層深入，由學生獨立能完成的任務到教師引導學生完成的任務。教師精心鋪設思維“腳手架”，幫助學生構建利用多樣化的引物設計來獲得目標基因的思維模型，著力發展學生的信息獲取、解決問題、遷移應用、歸納概括、演繹推理等關鍵能力。

在該環節的設計中，有學生的自我反思、同學間的質疑與釋疑、教師的鼓勵與引導，學生在該環節中獲得了良好的學習體驗與成就感，有利于學生生物學學科核心素養的培養。

2.2.3 歸納總結，拓展延伸

學習任務一：學生完成轉hNGF基因克隆豬的培養流程圖填寫（見圖2）。

設計意圖：基因工程是眾多現代生物技術工程中的一種，在完成轉hNGF基因細胞的制備后，要獲得轉基因的產品需要其他生物技術的協同應用。教師引導學生利用所學知識繼續深入思考，形成完整技術脈絡及系統化的思維。

學習任務二：教師展示hNGF的應用前景資料，并提出由于轉基因豬唾液中仍然含有豬內源pNGF蛋白，且其分子量與hNGF接近，可能對后期hNGF蛋白的純化過程存在干擾。教師由此提出課后延伸思考：如何減少pNGF對純化hNGF的干擾？

設計意圖：教師將書本所學知識與社會生產實踐相聯系，一方面培養學生的社會責任意識，另一方面讓學生感受到生物學學科能為人類美好生活做出貢獻，提升學生對生物學學科價值的認同。教師由新的資料提出新的問題，深化學生對技術的認識，培養學生辯證思維，為學生課后的探究提供課題與方向。

3 教學反思與感悟

3.1 境脈式教學有利于學生系統觀的形成

基因工程的知識內容多、難度大，學生在學習時易陷入機械記憶誤區，導致知識掌握散亂無序，難以形成系統、完整的知識網絡體系。筆者認為學生通過境脈式教學可梳理已有知識，強化重難點內容，在情境中強化學科實踐與遷移，領悟知識間的內在聯系。該教學模式可促進學生舉一反三、融會貫通，最終幫助學生形成系統觀。

3.2 境脈式教學有利于培養學生的生物學學科核心素養

真實情境是學生學習的重要載體。學生的生活經驗、經歷或與生物學有關的社會熱點問題是情境創設的重要來源。本節課的情境來源于科學研究實例“人神經生長因子制備”，教師以人神經生長因子的大量制備為學習任務，設置一系列梯度問題。學生運用基因工程相關知識解決實際問題，加深對生物學學科知識的理解，培養了獲取信息與分析推理的能力。筆者從教材中乳腺生物反應器拓展到教材外唾液腺生物反應器，著力培養學生的科學探究與創新意識，最后引導學生關注豬神經生長因子對實際提取純化操作的干擾，啟發學生繼續進行思考與探究，發展學生求真求實的科學探究態度。

參考文獻

［1］吳舉宏. 基于境脈學習的生物學教學設計［J］.生物學教學，2023，48（5）：8-11.

［2］馮穎怡. 基于化學核心素養的境脈式教學實踐——以“SO2的功與過”為例［J］.化學教與學，2023（8）：51-55.

［3］高祥玉，李露艷.從情境走向境脈的主題式教學初探——以“生物多樣性及其保護”為例［J］.中學生物教學，2022（16）：59-62.

［4］黃志立，蔣偉，周燁，等. 重組人神經生長因子真核表達載體構建及其在畢赤酵母中的表達與純化［J］. 深圳職業技術學院學報，2018，17（5）：41-46+67.