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核心素养视域下高中生物情境化教学探讨

2022-07-18郑晓明

高考·中 2022年4期
关键词:教学情境高中生物有效性

郑晓明

摘 要:本文针对的是在高中生物实施情境化教学中存在的一些问题,这些有问题的情境教学,会影响学生对知识的理解和掌握,以及学科素养的培养。文章阐述在新高考核心素养视域下,在情境教学中如何培养学生的科学思维、科学探究、社会责任等学科素养,提出自己的观点和做法,加强对情境教学的应用,适应新高考的需要。

关键词:核心素养;教学情境;高中生物;有效性

我国高考评价体系明确指出,高考测量学生核心价值的有效方式,是通过问题情境载体来实现的,这些情境很多是生活实践情境或学习探索情境,学生的思考与回答,能够真实反映其核心素养水平,可见,核心素养是可以训练和培养的,所以要重视情境教学。

生物学知识与自然、社会和人的联系密切,在教学中有很多的情境素材,比如和生物知识相联系的生命现象、科技成果、热点等方面。情境素材琳琅满目,如何选择、如何设计问题情境,从而有效服务教学,在平常实施情境教学中,常会出现一些问题,这些问题会降低情境教学的有效性。

一、情境教学中存在的问题

(一)情境教学流于形式,不够深入

这种情况就是“引而不入”。具体的情况是,引入的教学情境仅仅是在学习内容上的引入,情境内容过分脱离学生的实践经验和生活认知,使情境教学流于形式。这样的情境素材,对学生来说只是一个信息而已,无法激发学生内心的探索欲望,当然也无法引导学生进行深度学习。

(二)情境化教学过多,没有主旨

对情境化教学内容没有选择,内容过多,虽然能激发学生兴趣,但会使学生深陷情境不能“自拔”,产生“骑马观花”的效果,无法明确学习主题,一堂课学习后,学生只记住了情境内容,对情境中所隐含的生物学知识、原理并没有掌握[1]。

(三)情境设置难度过大

这种情况表现在,因不了解学情,没有处理好情境素材的选择和学生现有知识水平的衔接,设置的情境问题超出学生的实践经验和认知,难以解答,产生不好的教学效果。

(四)不重视实验教学

这种情况表现在,认识不到实验情境的重要性,认为没必要开展实验,对实验的知识点提一提就可以了。另一种情况表现在,对实验的开展只是按部就班,不重视在实验中培养学生的学科素养。

教学中情境创设不仅是课堂的开始。在教学中教学情境的设置,要考虑的因素很多,除了要考虑教学目标的达成外,也要考虑通过情境的任务驱动,让学生主动学习,主动探索,在解决问题或完成任务中,掌握核心知识的同时,学科素养得到相应的提高。所以,有效的情境化教学是需要策略的,有哪些解决策略呢?

二、解决问题的策略

(一)创设贴近生活的教学情境

日常生活中有很多现象和生物学知识相关联,用贴近学生生活的场景作为教学情境,这样的生活情境直观性强,能有效提高学生的兴趣,然后在教师引导下,实现感性认知到抽象认知的转变[2]。

例如:有一次,笔者发现前一天买回来的空心菜因缺水而萎蔫了,于是用手机拍下;喷水1个小时后,空心菜重新挺立起来,再次拍下照片。上课时展示两张相片,设置了一个情境:“是什么原因使空心菜从萎蔫状态重新挺立?”策略分析:从生活中常见现象入手,可以激发学生兴趣,实现课题的导入,符合情境教学的启发性特征。又如:在讲细胞呼吸时,笔者先播放了一段农家人酿酒过程视频,由于酿酒是笔者这边农村每年过节前都要进行的一项农事,学生对此非常熟悉,结合视频,笔者设置如下情境问题:“在酿酒后期,为什么要进行密封?”策略分析:由于酿酒是经常发生在学生身边的农事,学生熟悉,能够激发他们的探究热情。再如,在学习遗传规律时,笔者展示材料:一对夫妻,两个人均是双眼皮,但他们的孩子是单眼皮,于是老公就认为妻子不忠,两个闹矛盾,要离婚。根据材料,笔者设置如下情境:“如果你是调解员,你怎么处理?”学生对这种问题很感兴趣,积极讨论,有的认为应支持他们离婚,因为“龙生龙、凤生凤”,从这个遗传角度看,孩子不是他们的;而有的人则认为,不能劝他们离婚,孩子是他们的,只不过发生变异而已;而有的孩子提出,生活中有很多这种现象存在,比如父母血型都是B型,但他们却生出一个血型为O型的孩子。对这些遗传现象,学生表现出极大的兴趣,讨论积极性很高,产生较好的教学效果。

(二)情境用意明白,助力学生领悟知识

应用情境教学时,情境设计要围绕教学目标,用意要清楚[3]。在“细胞中的糖类和脂质”教学中,笔者用PPT显示一个汉堡图片,设计了如下情境活动:活动1,汉堡中含有哪几种糖类?它们在细胞中起什么作用?学生分析指出:汉堡中的多糖成分有淀粉、糖原、纤维素三种,分别是面包层、肉、蔬菜中的多糖成分,并依据书本,完成相应作用的归纳。活动2,汉堡中含有脂质吗?脂质有几种,它们在细胞中起什么作用?活动3,为什么三种多糖,它们都是糖类,为什么功能却是不同的?学生分析书本中的多糖结构示意图,经学生思考、讨论得出:虽然组成这些多糖的基本单位相同,都是葡萄糖,但形成结构不同,因而功能不同。活动4,利用教材中“与社会的联系”栏目来设置情境:“人能消化纤维素吗,为何将其列为“第七类营养素?”活动策略分析:教学中设置的4个情境活动,都是围绕教学目标:1.概述糖类的类型和作用;2.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构功能有重要作用。通过活动的开展,助力学生理解和掌握知识的同时,培养了学生的学科素养。

(三)情境的设置要“合情”

“合情”是指情境创设要合乎学生学情。不能过于复杂或者过于宽泛,因为这样往往起不到引导学生思考、启发思维的作用。所以情境设置要注意控制问题的难度,有设置若干问题的,就要注意问题之间要有逻辑关系。让学生在情境中解决问题时发展思维,提高关键能力,如获取信息能力、语言表达能力、建立模型等。

在讲基因和性状的对应关系时,书中举例:“两种豌豆粒形(圆粒与皱粒)的成因”“白化病成因”“鐮刀型贫血症以及囊性纤维病的病因”后,学生明白了一个基因可以控制一种性状。但课本又指出,两者又不是简单的线性关系。对这些基因如何协同作用,单个基因如何作用,学生不是很理解。于是,笔者利用教材中的习题“果蝇红眼的形成”相关知识设置情境问题如下:“红眼色素是果蝇红眼的直接成因,而此色素的形成是经一系列反应形成的,并且每一步反应都需酶的催化,而这些酶的形成又是受相应基因控制的。因此,红眼的形成是多基因协作的结果,但科学家只讲一个突变,就不能形成红眼的基因。根据所述事实,思考并回答以下问题:

1.从基因对性状的控制方式来说,果蝇红眼的形成是属于哪一种方式?

2.假设白眼是野生性状,酶D、酶E、酶F分别是控制红色素形成的三个关键酶,分别由基因D、基因E、基因F控制合成,三个基因的排列顺序为D—E—F,红眼基因为D,试用图(箭号)文表述果蝇红眼的形成过程。

3.此现象能说明生物性状与基因的数量有什么关系?

策略分析:问题1是回忆已学知识,较为简单。符合学生学情。问题2让学生用文字和箭头的形式表达出红眼的形成过程,而要完成此过程,则需通过材料的阅读来获取信息,并通过“文”到“图”转换,建立概念模型来解决。问题3的解决又是以问题2的解决为基础进行的。情境设置遵循由简单到复杂,层层递进,符合学生的认知情况,合情合理。又如,在高中生物必修二第六章第二节:隔离在物种形成中的作用,笔者设置了如下问题情境:“某地分布有A、B等多个小水潭,A、B两个水潭中都有孔雀鱼(PPT分别显示A、B潭中孔雀鱼的精美图片),两种孔雀鱼的天敌不同,A中孔雀鱼的天敌是花鳉,B中孔雀鱼的天敌是狗鱼;调查发现,B中孔雀鱼成熟早,但体重轻。在没有天敌的实验室中分别培养两种鱼,繁殖多代,但它们成熟早晚还是有明显差异。接下来,笔者设置了两个问题让学生思考、讨论:1.A、B水潭中孔雀鱼的形态和生理差异是什么改变导致的?2.请分析这两个孔雀鱼种群是否属于同一物种?情境设置策略分析:首先,通过精美图片显示,激发学生的兴趣,激发他们探究的欲望。第一个问题的设置,由于学生已学过遗传学,所以这个问题的设置符合学生的学情。第二问题的设置,是为下面学习“物种”概念做铺垫,合情合理。

(四)利用实验创设情境

1.創设实验情境、促进知识的理解

高中生物有的知识比较抽象,难理解,如果通过实验的教学手段,搭建一种直观的认知情境,学生能轻松理解抽象的问题,如“向光性”概念的教学,笔者的教学策略是用实验来辅助教学。课前,笔者布置学生以小组为单位用玉米胚芽鞘完成向光性观察实验,小组成员每天观察、记录,成果在课中用多媒体展示。由于有课前的实验活动,在教学中,笔者引入三问题情境:(1)胚芽鞘的哪一部位与生长有关?(2)胚芽鞘弯曲生长的原因是什么?(3)感光部位在哪儿?弯曲部位在哪儿?学生通过分析、讨论,很容易获得了三个问题的答案:(1)胚芽鞘的尖端;(2)由于单侧光照射引起生长素分布不均匀;(3)胚芽鞘尖端、尖端下面一段。策略分析:通过学生亲身参与的实验创设情境,不仅让学生获得深刻的感性认知,在感受生命现象的奇妙和伟大的同时,有效促进对书本知识的理解和掌握。

2.创设实验情境、培养学生的探究能力

在内环境稳态的重要性一节的教学,课前笔者设置了以下情境任务,让学生完成:(1)家庭成员一日体温的变化调查;(2)一个人一天的体温是恒定不变的吗?(3)不同成员的体温完全一致吗?(4)小组同学交流调查结果,从年龄、性别两个维度比较体温数据,可以得出什么结论?策略分析:这项调查活动,学生的参与度高,在活动中学生对人体体温有一个深刻的认识,在调查中解决问题的过程也是培养学生探究能力的过程。

3.创设实验问题情境,培养学生的科学思维能力

在“探究温度对酶活性的影响”这个实验中,为有效开展实验教学,笔者设计如下问题情境:(1)给你两组实验材料,H2O2和H2O2酶,淀粉和淀粉酶,你选择哪组材料,并说出理由。(2)找出本实验的自变量、因变量及无关变量。(3)你准备怎么设定实验组的温度,如何把温度调到设定的数值;如何设置对照组,怎么排除PH等无关变量的影响?(4)因变量如何检测,观测指标是什么?(5)给你两种检测试剂:碘液和斐林试剂,你选择什么试剂,并说出选择的理由。(6)根据假设,你预期会发生的实验现象是什么?温度的过高、过低对酶的活性是怎么影响的?你预测的实验现象是什么?如何测定酶活性的最适合温度。策略分析:本实验通过一系列的问题串的设置,引导学生的思考与讨论,在讨论与实验中,学生深刻理解温度对酶活性影响的原理,掌握实验设计的基本原理和方法。科学思维能力得到了培养和提高。

4.创设实验问题情境,培养学生的分析能力

在“叶绿素的提取和分离实验”中,不同的实验小组出现了不同的结果:颜色深浅不一;有的色素带没分离且弯曲。对于不同小组出现不同的实验结果原因,笔者没有直接给出答案,这时,笔者采用的策略是,展示实验效果好的色素带,让学生比较,并设置如下问题情境:(1)新鲜程度不同的叶子,其色素含量相同吗?(2)加碳酸钙的作用是什么?(3)滤液细线为什么要画得细且直,并且要多画几次?通过分析,查找失败的原因,提高学生操作规范性和分析能力。策略分析:在生物学实验中,学生由于实验操作不规范,实验材料的选择不当或者试剂用量不当等方面的原因而引起实验误差。通过问题情境设置,引导学生分析实验误差产生的原因,在掌握知识的同时,培养了学生的分析能力。

5.利用社会热点创设情境

当今社会,日新月异,与生物学有关的社会问题越来越多,如“转基因食品安全性”“HIV”“新冠病毒”“新冠疫苗”“海水稻”等社会热点。高中生不同于小学生,他们并不满足于书本的知识,他们也热衷于从一些媒体中获得丰富的知识,利用高中生的这一特点,在教学书本相关的知识内容时,可以用这些热点为素材,经过合理的加工、设疑,创设成所需要的情境。例如:在学习病毒时,笔者用“新冠病毒”,甲型H7N9流感等事件为典型素材,引导学生学习病毒相关知识。在学习必修三“免疫调节”这节中“免疫学的应用”这部分知识时,笔者以我国“新冠疫苗”研制成果为素材创设情境,当学生了解到我国“新冠疫苗”的研制走在世界的前列时,强烈的爱国情感和社会责任感油然而生。

结束语

总之,在教学中,使用情境教学时,要注意一些使用策略,在达成教学目标的同时,提高课堂效果的同时,有效提高学生的生物学科素养。

参考文献

[1]杨帆.学恒基于高考评价体系的生物科考试内容改革实施路径[J].中国考试,2019(12):57

[2]邱国和.高中生物课堂中情境教学的运用探究[J].教学管理与教育研究,2020(4):87-88.

[3]王健.基于学生核心素养的生物学科能力研究[M].北京:北京师范大学出版社,2018:223-225.

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