基于真實科研情境的高中生物教學策略

生物學是自然科學的重要分支，能解決諸多現實生活問題，其在現實生活中的應用衍生了大量的科研成果，這些成果成為高中生物課堂的優質教學資源。在高中生物教學中，教師應立足生物課程內容，并將其與現實生活相聯系，創設真實的科研情境，以此滿足學生的科學探究欲望，豐富學生的學習體驗。教師通過組織學生圍繞生物大概念展開科學思考與探究，使其深入理解生物理論知識的實際應用價值，培育學生利用生物學知識解決實際問題的能力，促進學生生物學科核心素養的發展。

一、真實科研情境應用于高中生物教學的優勢

（一）激發學生的科學探究興趣

高中生已具備一定的抽象思維和邏輯推理能力，他們渴望了解真實的科學研究過程，想要掌握運用科學知識解釋或解決實際問題的方法，以期在參與科研活動中實現個人價值。然而，保守單一的講授式教學難以給學生提供充足的科學探究條件，削弱了學生科學探究的積極性。因此，教師創設真實科研情境，能夠改變以生物理論講解為主的傳統教學模式，構建以學生為主體的新型生物課堂，為學生提供更多的科學思考與探索空間，并鼓勵他們主動發現科學問題，積極探索運用生物知識分析并解決問題的方法。教師通過開展生物理論研究與科學實踐活動，不斷激發學生對生物知識的探究興趣，有效培養學生的科學思維，充分發揮高中生物課堂的育人功能，為學生未來從事科研工作奠定堅實基礎。

（二）提升課堂實用價值

隨著育人教育理念的深入實施，培養學生運用生物知識解決現實問題的能力，已成為高中生物課堂的重要教學任務。在高中生物課堂教學中，教師通過創設真實的科研情境，能夠將現實存在的社會問題引入課堂，啟發學生從生物學視角出發，主動發現生活中的生物問題，通過探究生物大概念，學會分析和解決實際問題，從而實現生物課程內容的實踐應用，有效提升高中生物課堂的實用價值。教師借助真實科研情境，打造理論與實踐相結合的生物教學模式，使生物教學不再停留于淺層的理論教學層面，而是將生物概念置于真實存在的社會問題中，使學生在探究生物學知識的同時，提升解決實際問題的能力。由此可見，教師為學生提供應用生物課程體系的實踐機會，使學生學以致用，有效提升高中生物課堂的實用性。

（三）提高課堂探究深度

在傳統的高中生物課堂教學中，教師將新課標強調的生物課程結構與教材內容作為主要教學依據，側重于學生對生物概念、結構、特性及功能的理解與應用。這種教學模式往往導致學生在科學探究方面缺乏深度。因此，教師創設真實的科研情境，能夠突破生物教材和傳統教學方法的局限，拓寬學生的科學探究維度，提高其科學探究深度。教師結合生物教材創設真實的科研情境，為學生提供豐富的科學研究資料，指導學生圍繞個人科研需求搜集并整理相關資源和論據，從而提高他們對生物課程的探究深度。同時，教師引導學生從解決實際問題的角度出發，鼓勵他們自主建立生物知識點之間的聯系，使其在應用生物知識的同時，實現對生物課程的深度探究。

二、基于真實科研情境的高中生物教學原則

（一）真實性原則

在基于真實科研情境的高中生物教學中，教師應致力于為學生打造沉浸式的學習環境，讓學生在真實科研情境中深度內化生物大概念，學會創新性地應用生物理論知識。在生物課堂上，教師應圍繞生物大概念，深入挖掘其在社會生活中的應用，將重要的生物知識點與真實的科研案例、生物課程資源相融合，創設真實的科學研究環境與場景，激發學生的深度思考，讓學生親身體驗發現、提出、分析、解決科學問題的過程，使其樹立正確的生命觀念。在這一過程中，學生不僅能夠有效鍛煉科學思維，提升科學探究能力，還能增強學生的社會責任感。同時，教師打造真實的生物學探究環境，能夠有效提升高中生物教學質量。

（二）開放性原則

在以學生為主體的高中生物課堂教學中，教師應遵循開放性原則創設真實的科研情境，將生物課堂打造成開放性的科研平臺。在生物課堂上，教師可以提出開放性問題，引發學生對科學現象的質疑，鼓勵他們從不同角度分析現實生活中的科學現象，多層次、多角度研究生物學案例。同時，教師應為學生提供開放性的思考與探究空間，鼓勵學生之間展開多樣化的互動交流，以此拓寬學生分析生物問題的視角。學生在交流與互動中碰撞出思維火花，并在多角度、多層面的科學探究中，系統地內化生物概念、結構、功能及其關系等基礎知識體系，從而理解人類活動與生物環境之間的關系，樹立正確的價值觀。

（三）指導性原則

在基于真實科研情境的生物課堂教學中，教師應遵循指導性原則，對學生的生物探究過程實施針對性指導。在創設真實科研情境時，教師應深入了解學生的生物素養發展情況，在學生的“最近發展區”內，提出具有思考價值的生物科研問題，布置具有導向作用的科學探究任務，循序漸進地引導學生從生物學角度分析科研問題，指導學生利用所學知識解決問題。在科研過程中，教師應根據學生的個性化需求，啟發學生的思維，指出學生在科學探究中產生的問題，為學生提供個性化的引導，指導學生沿著正確的科研方向探索實際問題的解決方法，幫助他們深度學習生物大概念，從而有效提升他們的科學思維與探究能力。

三、基于真實科研情境的高中生物教學策略

（一）創設科研情境，增強探究意識

生物是一門自然科學，而科學探究則是高中生解讀生物本質、探索生物規律、把握生物與自然環境關系的有效途徑。在新教育改革背景下，增強學生的科學探究意識是高中生物教師需要重點思考的內容。教師通過創設科研情境，能夠引發學生對生物問題的深度思考，增強其探究意識。在生物課堂上，教師應圍繞教學主題，搜集并整理相關的科研素材，如科研故事、科學探究成果、生物分支科學史資料、科研案例等，從學生感興趣的科研內容出發，創設真實的科研情境，加強生物課堂與社會問題的銜接，引發學生對社會問題的深度思考，引導他們綜合利用生物知識解釋社會問題，增強他們的科學探究意識，為其后續的深入探究奠定堅實基礎。

以人教版高中生物必修一《蛋白質是生命活動的主要承擔者》教學為例，本課教學目標是引導學生深入了解蛋白質的功能和結構。為了增強學生對蛋白質這種細胞有機物的探究意識，教師可以引入加拿大外科醫生弗雷德思克·班廷提出并發明治療糖尿病胰島素的科研故事，向學生講述人工合成胰島素治療糖尿病的科學原理、發明過程及其對社會作出的巨大貢獻，以此創設真實的科研情境。在故事的熏陶下，學生從社會生活角度深刻認識到蛋白質對人體活動的重要性，了解科學研究能解決諸多困擾人類的難題，體會到科學探究的價值。這一科研故事不僅能激發學生對蛋白質功能和結構的科學探究意識，還能驅動學生在生物學領域的探究中積極發揮個人價值。

（二）利用科研資源，拓展探究依據

隨著新教材的改版，高中生物教材所涉及的知識面雖有所拓寬，但其內容仍然不能滿足學生的學習需求。因此，教師需要結合生物教材內容和學生的發展需求，引入優質的生物教學資源，拓展學生的科學探究依據。在基于真實科研情境的生物教學中，教師應將生物教學資源拓展至課外，充分利用社會科研資源的優勢，充實生物課堂教學內容，為學生提供豐富且優質的生物學探究依據，幫助他們深入理解主要生物知識點，解決生物課堂中的問題。在真實的科研情境中，教師應搜集并整合與教學主題相關的科研資源，并將其引入生物課堂，增加學生的生物知識儲備，引導學生學會將真實的生物科研資源轉化為優質的科學探究依據，為延伸學生的科學探究提供有力支持。

以人教版高中生物必修一《細胞的分化》教學為例，本課教學目標是引導學生探究細胞分化的概念和意義。細胞分化被廣泛應用于醫學領域，如在干細胞的保存和培養方面，其能解決人體受損組織或器官的修復與更換難題。這也是當前許多科學家正在研究的課題。在研究細胞分化作用時，教師可以引入2018年我國科學家首次高清晰解析體內造血干細胞歸巢的完整動態過程資料，讓學生直觀地了解造血干細胞的保存和培養過程及其在醫學領域的應用價值。這些科研資源不僅能引導學生從宏觀領域深入探究細胞分化的意義，還能啟發學生從微觀角度深入探究運用細胞分化知識解決實際問題的方法，從而有效提升生物課堂的教學效果。

（三）精選科研案例，鍛煉科學思維

科研案例是營造真實科研情境的重要素材，能夠聯結生物課程與社會生活，有效鍛煉學生的科學思維能力。它能夠直觀地將科研工作人員的科學探究過程、科研思路呈現給學生，啟發學生的科學探究思路，培養學生的科學精神，使其在生物學習中養成科學思考與探究的好習慣。在基于真實科研情境的生物教學中，教師應深入分析生物課程內容，精選具有典型代表性的科研案例，將生物知識融入真實的科研案例，引導學生從不同層次、不同視角對案例展開科學思考與分析，使其從案例分析中深度內化生物知識，深入理解生物的本質規律，并積極探索生物知識在社會生活中的運用。教師應借助科研案例，加強對學生科學思維的訓練，以此培養學生的科學素養。

以人教版高中生物選擇性必修一《內環境的穩態》教學為例，本課教學目標是引導學生理解內環境穩態及其生理意義，使其能清晰地解釋生物體維持PH穩定的機制。教師應精選科研案例，創設真實的科研情境，引導學生利用內環境穩態的相關知識解釋并分析科研案例，以此鍛煉學生的科學思維。教師可以引入阿南·弗雷克研究團隊研究的“人造子宮”案例。該科研團隊研制了一個充滿電解質溶液的大塑料袋并成功撫育了早產的羊羔。教師應組織學生從內環境穩態的角度分析“人造子宮”的結構和動作原理，闡述“人造子宮”如何為早產羊羔提供穩定的生長環境，使學生通過科學思考理解內環境穩態在現實中的應用，不斷發展學生的科學思維。

（四）模擬科研過程，培養探究能力

在高中生物課堂上，教師應發揮課程優勢，培養學生的科學探究能力，指導學生從科學角度審視社會問題，探索解決問題的方法。在基于真實科研情境的生物課堂上，教師指導學生模擬科學探究過程，激勵他們積極參與科研探究，并引入與課程相關的現實問題，鼓勵學生圍繞生物問題大膽提出猜想與假設。教師可以讓學生以小組合作方式，自主探索生物實驗的設計方法，通過親身參與生物實驗進行科學探究，并引導學生深度剖析生物實驗成果，論證猜想與假設，使其在交流互動中對科學問題展開批判性思考，得出科學結論。學生通過模擬科研過程，可以有效提高自身的科學探究能力。

以人教版高中生物必修二《DNA的結構》教學為例，為了幫助學生進一步理解DNA的雙螺旋結構模型，加深學生對DNA結構特點的認識和理解，教師可以組織學生搜集沃森和克里克發現DNA雙螺旋結構的科研過程。教師可以讓學生以小組合作的方式模擬該科研過程，自主選擇材料，設計并制作DNA雙螺旋結構模型。在實驗活動中，教師指導學生深度整合并分析DNA的構成，明確各結構的連接方式及其連接部位，思考兩條鏈的反向平行和堿基之間的互補配對規律。隨后，指導學生結合理論親自制作模型。教師通過這種模擬科研過程的教學方式，為學生創設真實的科研情境，使學生在理論研究與科學實驗操作中，實現了科學探究能力的提升。

（五）組織科研實踐，提升探究效果

隨著科技水平的不斷進步，生物領域取得了顯著的科研成果，并隨之衍生了諸多科普基地或科學素材。與生物科研相關的公共資源能將學生帶入真實的科研情境，幫助學生了解更多科學知識，并為他們提供參與科研實踐的機會。在生物教學中，教師應打破課堂的時空限制，結合生物課程內容，選擇合適的公共科普場所，如博物館、科技館、科學實驗室等，組織特定生物主題科研實踐活動，讓學生親自體驗真實的科研環境，深入了解生物科研發展史，感受科研過程的嚴謹性。這種沉浸式的體驗，使學生在真實的科研情境中深入理解生物主題，進一步拓展學生的生物學探究深度，有效提升生物課堂的探究效果。

以人教版高中生物選擇性必修一《免疫失調》教學為例，治療艾滋病是人類共同面臨的巨大挑戰。當前，人類并未找到根治艾滋病的有效方法。教師可利用社會公共資源組織一場以艾滋病為主題的科研實踐活動，激勵學生投入根治艾滋病的研究中。教師可以組織學生集體參觀當地的艾滋病科普教育基地，讓學生深入了解艾滋病的發展簡史、致病機理、防控措施、相關治療方案以及國家政策等，帶領他們聆聽艾滋病患者的心聲，了解我國在艾滋病防治中所取得的階段性成果。學生通過模擬體驗與艾滋病患者的相處模式，從生物學視角深入了解艾滋病的相關知識，通過科研實踐進一步提升生物探究效果。

四、結語

綜上所述，教師將生物理論巧妙地融入生動、真實的科研情境，能夠改變傳統生物課堂呆板生硬的教學模式，增強學生的科研意識。因此，高中生物教師應構建以學生為本的生物教學模式，創設真實的科研情境，培養學生對生物知識的探究興趣，鍛煉學生的科學探究思維，為其提供豐富的科學研究體驗。教師通過建立生物課程與社會生活的聯系，引導學生綜合應用生物知識分析社會生活現象，解決社會生活中的生物問題，從而全面提升學生的科學素養和教學質量。