林書嫻

【摘要】高中生物課堂中，教師通過創(chuàng)設(shè)具有真實性、整體性和沉浸式的情境，能啟迪、承載和聯(lián)結(jié)學(xué)生的思維。學(xué)生運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，解決生物學(xué)問題，從而在情景互動中發(fā)展自身的科學(xué)思維。

【關(guān)鍵詞】情境;高中生物學(xué);科學(xué)思維

《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）》指出，較強的科學(xué)思維素養(yǎng)體現(xiàn)在：能夠在不同生命現(xiàn)象中，采用適當?shù)目茖W(xué)思維方法揭示生物學(xué)規(guī)律，闡明其內(nèi)涵;能夠運用生物大概念或原理在面對生活中的生物學(xué)問題時闡明個人立場，做出決策。這些生命現(xiàn)象和生物學(xué)問題，可以通過創(chuàng)設(shè)情境呈現(xiàn)于課堂之中。筆者結(jié)合教學(xué)實踐淺談如何創(chuàng)設(shè)情境來發(fā)展高中生的科學(xué)思維。

一、創(chuàng)設(shè)真實性情境，啟迪學(xué)生的思維

真實的情境往往來源于學(xué)習(xí)和生活，教師創(chuàng)設(shè)情境時，可以將生物教材中的章節(jié)引言、問題探討、插圖和習(xí)題中的情境轉(zhuǎn)變?yōu)楦苷{(diào)動學(xué)生多感官參與的實物呈現(xiàn)，如，實驗《植物細胞的吸水和失水》中的文字情境：“把白菜剁碎做餡時常常要放一些鹽，會看到有水析出。把蘿卜切片后放入鹽水中，一段時間后蘿卜會變軟。”有的學(xué)生缺乏類似的生活體驗只能依靠想象，且情境與后續(xù)操作過程關(guān)聯(lián)度不強?，F(xiàn)將其改進為實物情境：提前將生理狀態(tài)相同的洋蔥鱗片分別浸泡于等量的清水、高濃度糖水和低濃度糖水中，請學(xué)生觸摸。學(xué)生通過對照直觀體驗到：糖水中的洋蔥變軟了，且兩組糖水中洋蔥變軟程度不同。教師接著引導(dǎo)學(xué)生從洋蔥個體水平的變化深入到細胞水平思考其原理。學(xué)生能非常自然地提出這些問題：“植物細胞在什么情況下失水？失水后細胞結(jié)構(gòu)會發(fā)生什么變化？哪些因素會影響植物細胞失水的速率？”由于情境材料和實驗材料一致，探究活動順勢拓展開來。隨后將兩組糖水換成清水，放進已失水的洋蔥鱗片葉，一段時間后再次請學(xué)生觸摸，可繼續(xù)探究的問題便水到渠成：“植物細胞在什么情況下吸水？吸水后細胞結(jié)構(gòu)發(fā)生什么變化？是否所有的質(zhì)壁分離都能夠復(fù)原？”

實物情境的動態(tài)融入，很好地啟迪了學(xué)生的思維，學(xué)生的疑問一個個迸發(fā)了出來，并在分析交流中得到了解決，提升了學(xué)生的批判性思維和分析與綜合能力。

二、設(shè)計整體性情境，承載學(xué)生的思維

生物教學(xué)過程中，不少教師將一個情景引入學(xué)生視野后便戛然而止，僅僅起到引入功能。其實，我們在教學(xué)中不僅可以通過創(chuàng)設(shè)情境來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還可以建立一個整體性情境作為脈絡(luò)貫穿一節(jié)課，通過以情境為載體的具象化學(xué)習(xí)后，生成抽象的概念或規(guī)律。下表是《現(xiàn)代生物進化理論》的兩種情境創(chuàng)設(shè)方式。

以上兩種方案都采用了問題導(dǎo)學(xué)法。教學(xué)設(shè)計1在局部問題中使用了樺尺蠖種群進化實例，用數(shù)據(jù)表明基因頻率的改變是進化的實質(zhì)。教學(xué)設(shè)計2將這一情境進行分解，與每一個現(xiàn)代進化論觀點進行匹配，在五個問題中分別呈現(xiàn)了與之相關(guān)的情境信息。對學(xué)生而言，自然選擇、基因頻率、隔離、物種形成都是抽象的概念，在教學(xué)設(shè)計2中它們被一一具象化。學(xué)生在設(shè)問的引導(dǎo)下，基于情境進行歸納和概括，得出相應(yīng)的進化論觀點。由于本節(jié)課處于同一整體情境，學(xué)生能夠領(lǐng)悟進化觀點之間的邏輯關(guān)系，生成對進化過程的整體認知?？梢?，結(jié)合某些章節(jié)的知識結(jié)構(gòu)特點，構(gòu)建一個整體性情境貫穿整節(jié)課堂，可以為學(xué)生提供一個穩(wěn)定的研究對象作為思維的承載體，有利于培養(yǎng)學(xué)生比較與分類、歸納與概括的能力。

三、營造沉浸式情境，聯(lián)結(jié)學(xué)生的思維

生命科學(xué)史含有豐富的生物學(xué)知識、研究方法、科研精神，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的理想情境。由于敘事性強，科學(xué)史有時被單薄地處理為閱讀資料，實為可惜。比如，有些科學(xué)史呈現(xiàn)了實驗方案和明確的實驗結(jié)論，如果只進行記憶、理解等淺層次的學(xué)習(xí)，實驗設(shè)計思路和原理的分析就容易被忽視，而后者正是引導(dǎo)學(xué)生沉浸其中，與科學(xué)家的思維建立聯(lián)結(jié)，像科學(xué)家一樣進行深度思考的很好機會。例如，在《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》中，教師就拜爾的實驗提問：“實驗?zāi)康氖翘骄肯蚬庑缘脑颍瑸槭裁窗轄柕膶嶒瀰s設(shè)計在黑暗中進行？”學(xué)生不假思索地回答：“為了排除光照的影響?！苯處熥穯枺骸芭懦庹沼绊懙哪康氖鞘裁?？本實驗胚芽鞘彎曲生長了，單側(cè)光下胚芽鞘也彎曲生長，兩者存在什么共同點？”學(xué)生頓時都安靜了。經(jīng)過類比，有部分學(xué)生推理：“拜爾實驗通過改變尖端位置導(dǎo)致生長素分布不均勻，說明單側(cè)光下可能也存在相同原理，由于生長素的分布不均勻?qū)е铝松L的不均勻。”利用顯性的實驗操作去模擬看不到的生命內(nèi)在過程，通過類比推理去探索原理，學(xué)生們因領(lǐng)悟到設(shè)計思路的巧妙而欣喜。

除了經(jīng)典科學(xué)史，教師也可以進行情境的拓展或改編，鼓勵學(xué)生像科學(xué)家一樣思考。如《生命活動的主要承擔者——蛋白質(zhì)》課后的科學(xué)史話，介紹了我國科學(xué)家的偉大成就——人工合成結(jié)晶牛胰島素。在授課中不妨調(diào)換順序，先閱讀科學(xué)史話，然后提出話題：“讓我們沿著科學(xué)家的研究路徑，來模擬胰島素的人工合成過程?！睂W(xué)生轉(zhuǎn)換身份置身情境之中，在問題串的引導(dǎo)下像科學(xué)家一樣規(guī)劃研究流程：人工合成蛋白質(zhì)，需要的原料是什么？氨基酸的結(jié)構(gòu)是怎樣的，氨基酸如何互相連接？需要先弄清關(guān)于氨基酸的哪些信息，才能準確合成胰島素？人工合成的肽鏈是否就是胰島素分子？合成了結(jié)構(gòu)正確的結(jié)晶牛胰島素是否代表實驗成功，還需進行什么方面的檢測？討論的層次從基本單位、平面結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)到具體功能，讓他們浸潤于情境之中，作為參與者去觀察、提問、推理、概括，領(lǐng)悟科學(xué)研究的美感與理性思維的魅力。

在教學(xué)實踐中，恰當創(chuàng)設(shè)一些具有真實性、整體性、沉浸式的情景，并圍繞情境做好問題設(shè)計，師生的認知、觀點和情感就會在情境中碰撞、交匯、提升，學(xué)生的科學(xué)思維就會在日常的生物課堂上收到啟迪、發(fā)展和提升。

參考文獻：

[1]教育部.普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）[S].人民教育出版社，2018：75.

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[3]吳成軍.考查生物學(xué)核心素養(yǎng)體現(xiàn)立德樹人的國家意志[J].中國考試，2018（10）：42-47.

責(zé)任編輯? 陳紅兵