左開俊?陳海萍

［摘要］ “模型構(gòu)建”情景式教學作為一種教學模式和教學活動，旨在通過可視化、可操作化的形式階梯性呈現(xiàn)教學內(nèi)容，幫助學生不斷思考與體悟，使生物學科核心素養(yǎng)的學習活動真正發(fā)生。以“核酸是遺傳信息的攜帶者”一節(jié)教學內(nèi)容為課例，錯落有致地展現(xiàn)模型構(gòu)建教學的情景式設(shè)計，剖析模型構(gòu)建情景式教學的實踐模式。

［關(guān)鍵詞］ 生物學模型構(gòu)建；情景體驗式教學；DNA的結(jié)構(gòu)

情景體驗式教學是一種借助直觀的形設(shè)或場景，通過可視化或可操作化的感官刺激，引領(lǐng)學生從認知、情感、身體三個維度建構(gòu)深度學習的教學方法。而模型構(gòu)建作為一種動態(tài)化、直觀化的呈現(xiàn)樣態(tài)，不僅能使學習內(nèi)容以層級式、梯度式的方式詮釋，而且還完美地契合情景式教學“多維呈現(xiàn)”的立體式特質(zhì)。借助生物學模型構(gòu)建開展情景式教學，能讓學生依托模型構(gòu)建這種普適的直觀形式，有序地、漸進性地獲取抽象的知識，幫助其跳出泛泛“普灑”的外在形式，進而在真實的情景中獲得高峰體驗認知并完成身心體悟交流，使知識在腦與手的交互策動中逐漸變得有寬度、有廣度、有溫度。

一、模型構(gòu)建情景體驗式教學的意義與原則

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）在“教學建議”中強調(diào)：教學中要高度重視學生的實踐環(huán)節(jié)，力求為學生提供更多的動手實踐機會。教師應(yīng)創(chuàng)造條件讓學生參與調(diào)查、觀察、實驗和制作等活動，引導學生從生活經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)和提出問題，學習有關(guān)概念、原理、規(guī)律和模型，應(yīng)用有關(guān)知識分析和解決實踐中的問題。根據(jù)新課標要求，筆者發(fā)現(xiàn)以活動體驗為平臺的模型構(gòu)建教學應(yīng)具備以下四個層次的要求，才能體現(xiàn)該教學模式的建構(gòu)價值與創(chuàng)新意義。第一，創(chuàng)設(shè)的情景活動應(yīng)符合學生認知，具有交流互通、探討交織、獲得啟迪的特質(zhì)，能激發(fā)師生互動、生生互動的潛質(zhì)，促進知識共享和實現(xiàn)高峰學習體驗。第二，創(chuàng)設(shè)的情景活動應(yīng)以“模型構(gòu)建”為載體，要能自由發(fā)揮學生的自主性、能動性和創(chuàng)造性。充分體現(xiàn)學生的主體地位，凸顯學生才是導演者、主演者的雙重角色。第三，以模型構(gòu)建為認知載體的情景活動，旨在依托模型構(gòu)建這個平臺，交互整合新舊訊息去幫助學習者獲取解決新問題的情境體驗歷程。第四，創(chuàng)設(shè)的情景活動應(yīng)具有知識獲得、能力發(fā)展、人格完善的功能，能充分體現(xiàn)個體在活動教學中的作用，是促進學生整體發(fā)展與實施素質(zhì)教育的途徑。

二、模型構(gòu)建情景體驗式教學的實踐模式

（一）模型構(gòu)建的情景體驗式教學實施環(huán)節(jié)

“模型構(gòu)建”作為一種通過構(gòu)思與建構(gòu)呈現(xiàn)科學思維進階的教學模式，重點應(yīng)著眼于學生對學習內(nèi)容的深刻理解和學科核心素養(yǎng)的深度探究。以模型構(gòu)建為主題的情景體驗式教學，其實施程序為：構(gòu)建學習共同體，鼓勵探究發(fā)現(xiàn)；創(chuàng)設(shè)模型構(gòu)建情景，促進體驗生成；修正模型構(gòu)建，匯報交流分享。此三個環(huán)節(jié)成遞進式演化，前者是后者的基礎(chǔ)，后者又是前者的延伸。

1.構(gòu)建學習共同體，鼓勵探究發(fā)現(xiàn)

所謂學習共同體就是根據(jù)學生的興趣與喜好，自發(fā)性組建的學習小組。這種民主式的自我組建模式，能充分凝聚每個團隊亟須解決的問題，以及應(yīng)承擔的責任與擔當。這種自我凝結(jié)的責任與擔當，會深層次地凝聚彼此間的信任與支持，真正形成意志堅定、目標專一的學習發(fā)展共同體。新課標在“實施建議”中倡導：以探究為特點的教學不僅會直接影響核心素養(yǎng)中“科學思維”“科學探究”的落實，也會間接影響另外兩個核心素養(yǎng)的達成。所以，以學習共同體為學習單元，在探尋和解決實際問題的過程中，應(yīng)以初次情景體驗獲取的淺層次知識為基礎(chǔ)，深入鉆研和思索其內(nèi)涵與外延，為學生的自主性探究提供可深度追尋的路徑。其間，教師可以依托“模型構(gòu)建”活動，將全班分成4-5個學習共同體，每個學習共同體既可集中研究同一主題，也可僅探討某一主題的特定方面。在引領(lǐng)學習共同體開展活動的措施上，可通過抽簽的方式?jīng)Q定子活動的落實，學習共同體中的每位同學甚至可以專攻某一特定的二級子主題，進行分析和探究，擴展和深化“體驗”過程。教師在構(gòu)建情景體驗式活動教學時，一方面要充分考慮學生的認知層級、融合學生的生活領(lǐng)悟，爭取實現(xiàn)知識與活動的零隔閡、情感與價值觀的零分歧；另一方面嚴格遵守科學原則和實施規(guī)范，以便做到有章可循。

2.創(chuàng)設(shè)模型構(gòu)建情景，促進體驗生成

情景一般指通過符號、工具、信息等與人之間建立起來的一種氛圍，該氛圍的建立要避免活動的形式化和娛樂化。模型構(gòu)建活動教學的情景設(shè)置，是以模型構(gòu)建的可視化或可操作化為核心內(nèi)容，驅(qū)動教學目標、教學內(nèi)容以情景體驗的形式展開落實。模型構(gòu)建情景式教學的動力是探究，核心是體悟。具體解釋就是要由淺入深、由點到面、由表及里地讓學生從感性體驗中達成理性思考，從表觀刺激中完成知識建構(gòu)。在開展模型構(gòu)建情景式體驗教學時，一方面營造出引導、接納、尊重、信任、平等的氛圍，才能使學生在良性的格局中主動參與、自主發(fā)現(xiàn)、手腦并用、收獲啟迪；另一方面以小組為活動單位，成員間互助互信，凸顯活動的張力與感染力，烘托出積極向上的學術(shù)氛圍。

3.修正模型構(gòu)建，匯報交流分享

新課標在“學科核心素養(yǎng)水平劃分”中強調(diào)：針對特定情景提出可探究的生物學問題或生物工程需求；運用多種方法如實記錄，創(chuàng)造性地運用數(shù)學方法分析實驗結(jié)果；能夠在團隊中起組織和引領(lǐng)作用，運用科學術(shù)語精確闡明實驗結(jié)果，并開展交流。在模型構(gòu)建的情景式教學過程中，學習共同體的探究過程既是一個實踐與理論并集、知識與認知共建的遞進過程，也是一個模糊到清晰、淺化到深入的曲式進程。模型構(gòu)建是分析解決問題的可視化“心理結(jié)構(gòu)”，是模塊化的知識，也是解決問題的思維公式。在構(gòu)建完成一個模型之后，仍需通過應(yīng)用強化學生的模型化思維，由已知推未知，理解現(xiàn)象中所蘊含的趨勢；把復(fù)雜問題簡單化，估計模型在真實情境中蘊含的“隱形信息”，并預(yù)測未來。因此，在借助模型構(gòu)建實現(xiàn)教學任務(wù)時，教師要組織每個學習共同體將探究的結(jié)果通過分類、提煉、加工形成成果，以便分享、交流。這樣做有助于從科學本質(zhì)的視角，幫助學生了解科學知識產(chǎn)生的特點，輔助學生建立生物學的生命觀念，并以此來辨別現(xiàn)實生活中的科學和非科學，促進其科學素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（二）模型構(gòu)建的情景體驗式教學案例呈現(xiàn)

“核酸是遺傳信息的攜帶者”的教學重點應(yīng)為“概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子”?；诖?，本節(jié)教學內(nèi)容就可以連貫成三個部分，即核苷酸→核苷酸鏈→儲存和傳遞遺傳信息的大分子。在內(nèi)容設(shè)計上，教師應(yīng)從學生的知識基礎(chǔ)、心理特點和認知規(guī)律出發(fā)，針對高中生的思維特點、興趣指向和接受能力尋找解決途徑。教師要敢于把課堂教學與模型構(gòu)建活動有機結(jié)合起來，注重學生的個性與興趣，發(fā)展其特長，培養(yǎng)其能力。作為一種能直觀呈現(xiàn)事物表象與內(nèi)在本質(zhì)特征的思維方式，模型構(gòu)建能促進學生對事理的分離，從生物學事實現(xiàn)象等表象深入內(nèi)在“義理”。

根據(jù)以上對情景教學含義的分析和模型構(gòu)建情景教學的實踐模式陳述，下面以高中新教材必修1“核酸是遺傳信息的攜帶者”一節(jié)教學內(nèi)容為例，從模型構(gòu)建的視角，展示和呈現(xiàn)情景教學的全過程。

1.構(gòu)建“核苷酸”類比模型的情景體驗

類比模型就是借用類似形象，建立在分析現(xiàn)象與認識機理基礎(chǔ)上的模型，通俗地講，類比模型就是基于相似屬性，用人們熟悉的事物類比和表征不熟悉的事物。

第一步，教師展示腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脫氧核糖核苷酸的化學結(jié)構(gòu)式，引導學生仔細觀察兩個核苷酸的化學結(jié)構(gòu)式。啟發(fā)學生：如此煩瑣的化學分子結(jié)構(gòu)式，對于現(xiàn)階段還缺乏相應(yīng)化學知識的我們，應(yīng)如何避開這些化學知識，簡單地將核苷酸的結(jié)構(gòu)式表達出來？然后，通過各學習共同體的討論，決定將核苷酸中的磷酸用圓替代；脫氧核糖和核糖用五邊形替代；腺嘌呤用長方形替代。最后，學生進行想象、理解和推測，分別用紙片或紙板等剪出相應(yīng)的圖形，并用膠水相粘接。

第二步，首先，教師展示腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脫氧核糖核苷酸的化學結(jié)構(gòu)式推導出的核苷酸結(jié)構(gòu)簡式，引導學生思考核苷酸中的五碳糖有幾種。啟發(fā)學生：如何在核苷酸結(jié)構(gòu)簡式的基礎(chǔ)上，突出脫氧核糖和核糖？然后，通過各學習共同體的討論交流，得出一致意見：為了突出核苷酸中五碳糖的種類，在五邊形的2號碳上畫個“OH”，表示“2號碳上的氧沒有脫去”，即為核糖；在五邊形的2號碳上畫個“H”，表示“2號碳上的氧已經(jīng)脫去”，即為脫氧核糖。最后，學生根據(jù)自己的理解和歸納，分別用鉛筆在自己制作的紙質(zhì)五邊形的相應(yīng)位置寫上“-OH”和“-H”。

第三步，教師先展示腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）/尿嘧啶（U）四種堿基，引導學生思考核苷酸的種類。然后啟發(fā)學生：通常情況下，DNA特有的堿基是T，RNA特有的堿基是U，幫助學生刪除因為數(shù)學思維而多得出的2種核苷酸。最后，學生根據(jù)自己的理解及教師的提示，分別連接出8種核苷酸粘黏在白板上，并分別寫上各自的名稱。

2.構(gòu)建“核苷酸鏈”類比模型的情景體驗

教學過程：教師根據(jù)學生在白板上展示的一排脫氧核苷酸，以及另一排核糖核苷酸，引導學生思考：如何將其連接成脫氧核苷酸鏈和核糖核苷酸鏈？核苷酸和核苷酸之間任意連接方式有幾種呢？這些任意的連接方式中，哪一種是與事實相符的？然后，每個學習共同體根據(jù)團隊討論形成的共識，用紅筆分別將一個核苷酸中五碳糖的3號碳與另一個核苷酸中的磷酸相連。此時，教師可提示學生連接的鍵俗稱為磷酸二酯鍵。最后，教師總結(jié)：一般情況下，DNA是由兩條脫氧核苷酸鏈組成的，RNA是由一條核糖核苷酸鏈組成的。

3.構(gòu)建“儲存和傳遞遺傳信息的大分子”類比模型的情景體驗

教學過程：首先，教師根據(jù)學生在白板上展示的一排脫氧核苷酸（為了方便排序，可以用4個），引導學生思考連接成的脫氧核苷酸鏈有幾種？啟發(fā)學生：能否利用數(shù)學概率思維，最終形成一種概率模型？每個學習共同體根據(jù)教師提示，進行討論、親手排序，最終形成共識，得出概率模型（如下圖）。最后，教師總結(jié)：核苷酸構(gòu)成的大分子中，核苷酸（即堿基）的排列順序代表著核酸中蘊藏著的遺傳信息。

三、教學反思

基于生物學模型構(gòu)建情景體驗式教學，旨在通過模型構(gòu)建對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能進行剖析，既有利于具體教學目標的確定和把握，又有利于根據(jù)不同物質(zhì)的特點構(gòu)建不同的模型，切實提高模型教學的實效。教師在設(shè)計教學活動時，應(yīng)充分挖掘和利用教材中可運用模型方法教學的內(nèi)容，考慮學生的實際能力和水平，促使更多學生參與。運用模型構(gòu)建培養(yǎng)學生的形象思維和邏輯思維，鼓勵學生結(jié)合已有認知，大膽提出假說，并用實驗對假說加以驗證，使模型構(gòu)建真正成為學生分析和解決問題時心智操作的工具。

[本文系江蘇省教育科學“十二五”規(guī)劃課題“基于科學方法的中學生物模型教學策略的研究”（項目編號：D/2015/02/173）和“十三五”規(guī)劃課題“聚焦農(nóng)村中學‘導學教學’的生物探究式教學研究”（項目編號：JS/2019/ZX1315-08484）研究成果]

［參考文獻］

［1］管曉青.微課介導下的初中生物學情境教學[J].中小學班主任，2020（08）.

［2］左開俊.基于模型構(gòu)建的支架式教學研究——以“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”為例[J].生物學通報，2021，56（08）.

［3］丁奕然.堅壁清野與生命關(guān)懷：實踐育人表述的建議——記與《中小學班主任》同成長的故事[J].中小學班主任，2022（03）.

左開俊? ?江蘇省震澤中學，教授級中學高級教師。

陳海萍? ?江蘇省江陰長涇中學。