貴州 付忠義

生物學(xué)是一門以生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律為主要研究對(duì)象的基礎(chǔ)學(xué)科。生物學(xué)教學(xué)應(yīng)注重從客觀事實(shí)和現(xiàn)象中通過(guò)比較、分類、歸納、演繹、分析、抽象、概括等思維活動(dòng)，構(gòu)建生物學(xué)概念，形成生命觀念，全面發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。生物學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)的本質(zhì)是構(gòu)建生物學(xué)大概念，其在很大程度上依賴于情境創(chuàng)設(shè)，一方面是因?yàn)樯飳W(xué)概念的構(gòu)建需要大量的事例作為分析的素材和依據(jù)，另一方面是因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要對(duì)客觀事物有直觀的感受。情境創(chuàng)設(shè)在高中生物學(xué)新課教學(xué)和復(fù)習(xí)中都具有十分重要的作用，但在復(fù)習(xí)課與新課在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情境的方法、思路及素材范圍存在一定差異。因?yàn)榻虒W(xué)需求不同，情境的作用、素材的選擇也存在差異。

一、教學(xué)情境的概述

通常根據(jù)情境素材的特征，教學(xué)中的情境可以分為真實(shí)情境和虛擬情境兩類。真實(shí)情境一般源于學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn)，比如學(xué)習(xí)、生活、實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)、探究，也可以是生命科學(xué)史等。從屬性上看，真實(shí)情境具有四要素，即時(shí)間、地點(diǎn)、事件、問(wèn)題。虛擬情境一般不具備真實(shí)情景四要素。虛擬情境主要是人腦通過(guò)思維活動(dòng)想象和抽象形成的某種具有典型特征的狀態(tài)、場(chǎng)景等，借助虛擬手段得以表現(xiàn)和傳播，通常所見到的虛擬場(chǎng)景有電影、動(dòng)畫等。隨著科技發(fā)展，更多高新的虛擬技術(shù)也越來(lái)越被人們重視和熟知，例如，AI(Artificial Intelligence，人工智能)、AR(Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、VR(Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))等。虛擬技術(shù)的發(fā)展，使虛擬情境更具有現(xiàn)實(shí)體感，這與人類密不可分。未來(lái)的虛擬技術(shù)與教學(xué)的協(xié)同發(fā)展也成為可能。

盡管虛擬情境有很多不同于真實(shí)情境的特征，但在教學(xué)過(guò)程中，兩者具有同樣重要的價(jià)值。創(chuàng)設(shè)情境輔助教學(xué)的基本原則是情境必須與教學(xué)有明顯的聯(lián)系，不論情境的表現(xiàn)形式是什么、取材是什么，都不能脫離教學(xué)目的。因此在創(chuàng)設(shè)情境的素材選擇上，首先要明確教學(xué)目的，并始終圍繞促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成來(lái)創(chuàng)設(shè)情境。情境與概念之間存在必然聯(lián)系，是學(xué)生構(gòu)建概念過(guò)程中的思維導(dǎo)引，也是教師創(chuàng)設(shè)情境的行動(dòng)指南。二者之間的關(guān)系可以用圖1的模型來(lái)表示。

圖1 虛擬情境與概念構(gòu)建的內(nèi)在聯(lián)系

此外，情境還可以根據(jù)情境的作用、素材的來(lái)源等進(jìn)行劃分。在教學(xué)實(shí)踐中，情境創(chuàng)設(shè)往往需要從“教學(xué)目標(biāo)”分析著手選擇不同類型的情境。而“情境的作用”“素材的來(lái)源”“情境的特征”一般是相互融合的，即某一情境根據(jù)不同的分類依據(jù)可以分成不同類型。

二、情境創(chuàng)設(shè)在高中生物一輪復(fù)習(xí)中的作用

一輪復(fù)習(xí)除了要“地毯式”滾動(dòng)復(fù)習(xí)以外，更要注重學(xué)科知識(shí)體系的構(gòu)建和學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。高中生物學(xué)以“知識(shí)零散、考點(diǎn)繁雜”著稱，如果沒有一個(gè)成熟的思路統(tǒng)領(lǐng)，一輪復(fù)習(xí)的效率會(huì)很低。情境創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生學(xué)科知識(shí)體系構(gòu)建、學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展等都具有重要作用。

1.聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)能夠?qū)⒄n堂教學(xué)與生活實(shí)際有機(jī)結(jié)合，使理論知識(shí)與科技、政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、醫(yī)療、生產(chǎn)、生活等問(wèn)題關(guān)聯(lián)，對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有重要的作用。比如對(duì)于“肥胖”“癌癥”等生理學(xué)或醫(yī)學(xué)問(wèn)題，學(xué)生往往比較敏感，在不侵犯學(xué)生權(quán)益和不違反法律法規(guī)的前提下，以這類問(wèn)題為主，結(jié)合科技發(fā)展現(xiàn)狀設(shè)置真實(shí)情境，往往對(duì)學(xué)生具有很大的吸引力。再如對(duì)于“生物武器”這類話題，學(xué)生也會(huì)有很多自己的觀點(diǎn)，可以結(jié)合相關(guān)歷史背景，討論“愛國(guó)主義”“科技力量”“科學(xué)倫理”等問(wèn)題。此外諸如“傳染病”，比如“SARS”“新冠肺炎”“艾滋病”等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題也備受關(guān)注，可以借此創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，歸納“生物類型”“遺傳物質(zhì)與信息流”“免疫”等相關(guān)知識(shí)。

2.考點(diǎn)遷移拓展，構(gòu)建知識(shí)體系

復(fù)習(xí)課的任務(wù)一方面是要梳理學(xué)科知識(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足之處并給予彌補(bǔ)，另一方面是要構(gòu)建學(xué)科知識(shí)體系，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)遷移應(yīng)用能力的發(fā)展。通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)，可以將不同的知識(shí)歸納到一個(gè)情境中，既要求學(xué)生能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，還要求學(xué)生能厘清不同知識(shí)之間的關(guān)系，對(duì)學(xué)科知識(shí)體系的構(gòu)建具有積極作用。以“細(xì)胞癌變”這一主題為例，在“癌變”情境中，可以包含“基因突變”“細(xì)胞凋亡”“免疫系統(tǒng)的功能”“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)”等知識(shí)，通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)和問(wèn)題引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)化，如圖2所示。

圖2 “細(xì)胞癌變”情境下的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

3.設(shè)置問(wèn)題情境，開發(fā)探究潛能

教學(xué)情境不論是源自科學(xué)探究、科學(xué)史，還是生活實(shí)際，甚至其他方面，在情境分析中都會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的問(wèn)題。這些新問(wèn)題有些是具有探究?jī)r(jià)值的，教師可以在條件允許的情況下組織學(xué)生進(jìn)行探究或指導(dǎo)學(xué)生自主探究，這對(duì)學(xué)生科學(xué)思維和探究能力的發(fā)展都有很大的促進(jìn)作用。此外，在情境分析的過(guò)程中，應(yīng)用了分析、綜合、概括、抽象等思維能力，情境本身也是對(duì)科學(xué)思維的訓(xùn)練。例如以“遺傳病”為主題的情境中，教師可以組織學(xué)生在校園中對(duì)某種遺傳病或某一性狀進(jìn)行調(diào)查；以“水”為主題的情境可以開展“水對(duì)植物生活的影響”等探究活動(dòng)。

4.解決真實(shí)問(wèn)題，培育學(xué)科核心素養(yǎng)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》提出，高中生物學(xué)教學(xué)過(guò)程要注重實(shí)踐。通過(guò)真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)，將知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程放到情境中，是促進(jìn)知識(shí)理解與應(yīng)用的重要手段，也是遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的有效策略。應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析真實(shí)情境、解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程，對(duì)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有不可忽視的意義。

例如，在以“新冠肺炎”為主題的情境下，分析其病毒的結(jié)構(gòu)、致病性、傳播和防治等知識(shí)的過(guò)程，對(duì)學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念的形成具有一定作用，對(duì)科學(xué)思維發(fā)展也有一定的影響；其次分析疫苗制備、單克隆抗體等技術(shù)的過(guò)程，能發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)；討論防疫等問(wèn)題體現(xiàn)了個(gè)人的社會(huì)責(zé)任感。綜上，創(chuàng)設(shè)一個(gè)大的情境，對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展具有重要作用。

三、高中生物一輪復(fù)習(xí)中的情境創(chuàng)設(shè)策略

不論是真實(shí)情境還是虛擬情境，在高中生物學(xué)教學(xué)中都具有重要的價(jià)值。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，要根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)一定的大情境，也要根據(jù)需要靈活地添加小情境。虛擬情境與真實(shí)情境的融合使用也是一個(gè)重要的思路。

1.以教材案例為背景，夯實(shí)學(xué)科基礎(chǔ)

生物教學(xué)中有很多案例、探究活動(dòng)、科學(xué)家的故事、“STS”、科學(xué)史等欄目，比如“牛結(jié)晶胰島素的人工合成”“遺傳密碼的破譯”等；還有很多拓展資料，如“臺(tái)盼藍(lán)”染色法、“螟蛉有子，蜾蠃負(fù)之”等。充分利用這些資料創(chuàng)設(shè)情境，可以減輕教師準(zhǔn)備素材的負(fù)擔(dān)；更重要的是，這些素材是經(jīng)過(guò)精挑細(xì)選的，與學(xué)科教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)。在情境分析中，可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，為學(xué)生打下扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)，落實(shí)一輪復(fù)習(xí)“積累知識(shí)”這一目標(biāo)。

2.以生活實(shí)踐為背景，能夠拓展視野

筆者在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)很多常識(shí)性的問(wèn)題尚不理解，更遑論對(duì)知識(shí)進(jìn)行遷移應(yīng)用。因此，真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)在教學(xué)過(guò)程中顯得極為重要，不僅僅是對(duì)教學(xué)本身而言，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，這對(duì)拓展學(xué)生的視野具有重要作用，對(duì)促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展具有不可忽視的價(jià)值。當(dāng)然，在很多情況下，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境是存在較大的難度的，屆時(shí)教師可以借助紀(jì)錄片、微課、微電影等輔助手段創(chuàng)設(shè)虛擬情境。比如關(guān)于生態(tài)學(xué)的問(wèn)題，對(duì)于國(guó)外的生態(tài)現(xiàn)象，學(xué)生目前幾乎不可能實(shí)地考察，紀(jì)錄片的作用顯而易見。再比如關(guān)于分子層次或者細(xì)胞核、細(xì)胞器層次的現(xiàn)象(胞質(zhì)環(huán)流、轉(zhuǎn)錄、翻譯、體液免疫、細(xì)胞免疫等)，很多是普通光學(xué)顯微鏡無(wú)法觀察到的，借助微視頻就能解決這些問(wèn)題。

3.以實(shí)驗(yàn)探究為背景，培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)

科學(xué)思維和科學(xué)探究是兩個(gè)很重要的學(xué)科核心素養(yǎng)。單純的理論學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)思維和科學(xué)探究的發(fā)展所起到的作用是微乎其微的，而有限的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)很難發(fā)揮太大的作用?？茖W(xué)思維更重視邏輯分析與判斷的內(nèi)化，并不是簡(jiǎn)單的模仿或隨意的操作就可以提升，而是在于思維層次的活動(dòng)。通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)，一方面可以發(fā)展科學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)探究能力，另一方面還能創(chuàng)造“探究”的機(jī)會(huì)，這種機(jī)會(huì)可以是理論層面的探究，也可以是根據(jù)實(shí)際情況開展的實(shí)踐探究。這對(duì)彌補(bǔ)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展缺陷起著關(guān)鍵性的作用。

4.以生物學(xué)史為背景，激發(fā)探究精神

生物學(xué)史是高中生物教學(xué)中不可忽略的一部分。從小的方面來(lái)看，很多教學(xué)內(nèi)容是以科學(xué)史為背景編寫的；從大的角度來(lái)看，高中生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容就是在科學(xué)史的基礎(chǔ)上通過(guò)精選、匯編形成的。科學(xué)史的教學(xué)，一方面可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)事件的認(rèn)識(shí)和對(duì)科學(xué)結(jié)論的理解；另一方面可以讓學(xué)生了解科學(xué)家的研究歷程，認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)展的不易，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持不懈和吃苦耐勞的科學(xué)精神。比如“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)”“達(dá)爾文的《物種起源》”等。但不得不說(shuō)的是，教材中的科學(xué)史一般比較簡(jiǎn)略，利用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境的過(guò)程中，教師需要查閱文獻(xiàn)了解整個(gè)科學(xué)史的時(shí)代背景，比如“達(dá)爾文與貝格爾號(hào)”等。

5.以詩(shī)詞歌賦為背景，豐富精神文化

中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在漫長(zhǎng)的人類文明史中留下了璀璨的文化瑰寶?！霸?shī)詞歌賦”僅僅只是其中的一個(gè)部分，除此之外還有很多重要的人文、科技的典籍(《天工開物》《齊民要術(shù)》《本草綱目》等)。在教學(xué)過(guò)程中，很多時(shí)候可以利用優(yōu)秀傳統(tǒng)文化創(chuàng)設(shè)情境，既能增加教學(xué)的趣味性，又能促進(jìn)知識(shí)的理解與應(yīng)用，還能培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，增強(qiáng)文化自信。比如“螟蛉有子，蜾蠃負(fù)之”“兩個(gè)黃鸝鳴翠柳，一行白鷺上青天”“幾處早鶯爭(zhēng)暖樹，誰(shuí)家新燕啄春泥”等古詩(shī)詞中蘊(yùn)含著豐富的生態(tài)學(xué)知識(shí)；“正其行，通其風(fēng)”“紅柿摘下未熟，每籃用木瓜三枚放入，得氣即發(fā)，并無(wú)澀味”“凡嫁接矮果及花，用好黃泥曬干，篩過(guò)，以小便浸之。又曬干，篩過(guò)，再浸之。又曬又浸，凡十余次。以泥封枝條……則根生”等體現(xiàn)了中華先民應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)的智慧。

6.以知識(shí)缺陷為背景，及時(shí)彌補(bǔ)疏漏

大多數(shù)學(xué)生的學(xué)科知識(shí)體系是不完善的，學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)存在不同程度的缺陷。一輪復(fù)習(xí)的目的之一就是盡可能地找出這些知識(shí)漏洞并進(jìn)行彌補(bǔ)。教師在通過(guò)檢測(cè)、提問(wèn)等手段發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)缺陷之后，要及時(shí)加以干預(yù)。以學(xué)生沒有熟練掌握的知識(shí)為背景創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，能更直接、有效地彌補(bǔ)認(rèn)知上的不足。比如學(xué)生不能正確分析影響光合作用的環(huán)境因素，可以利用某些科學(xué)研究論文作為素材，專門針對(duì)“光合作用”創(chuàng)設(shè)情境，并對(duì)其“影響因素”設(shè)計(jì)問(wèn)題串。通過(guò)反復(fù)的情境分析，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解能力和應(yīng)用能力將會(huì)取得一定的進(jìn)步。

7.以高考真題為背景，學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》指出，高考的核心功能之一是“指導(dǎo)教學(xué)”，即高考真題對(duì)新課教學(xué)和復(fù)習(xí)備考具有不容忽視的指導(dǎo)意義。正確利用高考真題的素材創(chuàng)設(shè)情境，是對(duì)高考真題的二次開發(fā)利用，充分發(fā)揮其“指導(dǎo)教學(xué)”的價(jià)值。從命題的角度來(lái)說(shuō)，“考什么”“怎么考”是核心；從解題的角度來(lái)說(shuō)，“是什么”“為什么”是焦點(diǎn)。充分挖掘真題素材的潛在價(jià)值，對(duì)備考來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。以2020年高考全國(guó)卷Ⅲ第29題為例，從題目的形式上來(lái)看，題目信息是一個(gè)簡(jiǎn)單的表格，但從這個(gè)表格的設(shè)計(jì)和答案的設(shè)計(jì)來(lái)看，雖然本題的閱讀量和書寫量都不大，但對(duì)學(xué)生的閱讀與表達(dá)能力要求很高，這就是高考真題的精妙之處。應(yīng)用本題的內(nèi)容，可以構(gòu)建“植物生理學(xué)”相關(guān)的情境，將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移應(yīng)用，促進(jìn)知識(shí)體系的構(gòu)建。

四、結(jié)束語(yǔ)