林书娴

【摘要】高中生物课堂中，教师通过创设具有真实性、整体性和沉浸式的情境，能启迪、承载和联结学生的思维。学生运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法阐释生命现象及规律，解决生物学问题，从而在情景互动中发展自身的科学思维。

【关键词】情境;高中生物学;科学思维

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》指出，较强的科学思维素养体现在：能够在不同生命现象中，采用适当的科学思维方法揭示生物学规律，阐明其内涵;能够运用生物大概念或原理在面对生活中的生物学问题时阐明个人立场，做出决策。这些生命现象和生物学问题，可以通过创设情境呈现于课堂之中。笔者结合教学实践浅谈如何创设情境来发展高中生的科学思维。

一、创设真实性情境，启迪学生的思维

真实的情境往往来源于学习和生活，教师创设情境时，可以将生物教材中的章节引言、问题探讨、插图和习题中的情境转变为更能调动学生多感官参与的实物呈现，如，实验《植物细胞的吸水和失水》中的文字情境：“把白菜剁碎做馅时常常要放一些盐，会看到有水析出。把萝卜切片后放入盐水中，一段时间后萝卜会变软。”有的学生缺乏类似的生活体验只能依靠想象，且情境与后续操作过程关联度不强。现将其改进为实物情境：提前将生理状态相同的洋葱鳞片分别浸泡于等量的清水、高浓度糖水和低浓度糖水中，请学生触摸。学生通过对照直观体验到：糖水中的洋葱变软了，且两组糖水中洋葱变软程度不同。教师接着引导学生从洋葱个体水平的变化深入到细胞水平思考其原理。学生能非常自然地提出这些问题：“植物细胞在什么情况下失水？失水后细胞结构会发生什么变化？哪些因素会影响植物细胞失水的速率？”由于情境材料和实验材料一致，探究活动顺势拓展开来。随后将两组糖水换成清水，放进已失水的洋葱鳞片叶，一段时间后再次请学生触摸，可继续探究的问题便水到渠成：“植物细胞在什么情况下吸水？吸水后细胞结构发生什么变化？是否所有的质壁分离都能够复原？”

实物情境的动态融入，很好地启迪了学生的思维，学生的疑问一个个迸发了出来，并在分析交流中得到了解决，提升了学生的批判性思维和分析与综合能力。

二、设计整体性情境，承载学生的思维

生物教学过程中，不少教师将一个情景引入学生视野后便戛然而止，仅仅起到引入功能。其实，我们在教学中不仅可以通过创设情境来激发学生学习兴趣，还可以建立一个整体性情境作为脉络贯穿一节课，通过以情境为载体的具象化学习后，生成抽象的概念或规律。下表是《现代生物进化理论》的两种情境创设方式。

以上两种方案都采用了问题导学法。教学设计1在局部问题中使用了桦尺蠖种群进化实例，用数据表明基因频率的改变是进化的实质。教学设计2将这一情境进行分解，与每一个现代进化论观点进行匹配，在五个问题中分别呈现了与之相关的情境信息。对学生而言，自然选择、基因频率、隔离、物种形成都是抽象的概念，在教学设计2中它们被一一具象化。学生在设问的引导下，基于情境进行归纳和概括，得出相应的进化論观点。由于本节课处于同一整体情境，学生能够领悟进化观点之间的逻辑关系，生成对进化过程的整体认知。可见，结合某些章节的知识结构特点，构建一个整体性情境贯穿整节课堂，可以为学生提供一个稳定的研究对象作为思维的承载体，有利于培养学生比较与分类、归纳与概括的能力。

三、营造沉浸式情境，联结学生的思维

生命科学史含有丰富的生物学知识、研究方法、科研精神，是发展学生科学思维的理想情境。由于叙事性强，科学史有时被单薄地处理为阅读资料，实为可惜。比如，有些科学史呈现了实验方案和明确的实验结论，如果只进行记忆、理解等浅层次的学习，实验设计思路和原理的分析就容易被忽视，而后者正是引导学生沉浸其中，与科学家的思维建立联结，像科学家一样进行深度思考的很好机会。例如，在《植物生长素的发现》中，教师就拜尔的实验提问：“实验目的是探究向光性的原因，为什么拜尔的实验却设计在黑暗中进行？”学生不假思索地回答：“为了排除光照的影响。”教师追问：“排除光照影响的目的是什么？本实验胚芽鞘弯曲生长了，单侧光下胚芽鞘也弯曲生长，两者存在什么共同点？”学生顿时都安静了。经过类比，有部分学生推理：“拜尔实验通过改变尖端位置导致生长素分布不均匀，说明单侧光下可能也存在相同原理，由于生长素的分布不均匀导致了生长的不均匀。”利用显性的实验操作去模拟看不到的生命内在过程，通过类比推理去探索原理，学生们因领悟到设计思路的巧妙而欣喜。

除了经典科学史，教师也可以进行情境的拓展或改编，鼓励学生像科学家一样思考。如《生命活动的主要承担者——蛋白质》课后的科学史话，介绍了我国科学家的伟大成就——人工合成结晶牛胰岛素。在授课中不妨调换顺序，先阅读科学史话，然后提出话题：“让我们沿着科学家的研究路径，来模拟胰岛素的人工合成过程。”学生转换身份置身情境之中，在问题串的引导下像科学家一样规划研究流程：人工合成蛋白质，需要的原料是什么？氨基酸的结构是怎样的，氨基酸如何互相连接？需要先弄清关于氨基酸的哪些信息，才能准确合成胰岛素？人工合成的肽链是否就是胰岛素分子？合成了结构正确的结晶牛胰岛素是否代表实验成功，还需进行什么方面的检测？讨论的层次从基本单位、平面结构、空间结构到具体功能，让他们浸润于情境之中，作为参与者去观察、提问、推理、概括，领悟科学研究的美感与理性思维的魅力。

在教学实践中，恰当创设一些具有真实性、整体性、沉浸式的情景，并围绕情境做好问题设计，师生的认知、观点和情感就会在情境中碰撞、交汇、提升，学生的科学思维就会在日常的生物课堂上收到启迪、发展和提升。

参考文献：

[1]教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].人民教育出版社，2018：75.

[2]谭永平.试论中学生物学教材和教学中的情境创设[J].中学生物教学，2019（6）：8-10.

[3]吴成军.考查生物学核心素养体现立德树人的国家意志[J].中国考试，2018（10）：42-47.

责任编辑  陈红兵