“求真”生物学教学情境创设的原则和实施策略

“求真”生物学教学情境创设的原则和实施策略摘

要

本文基于生物学的课程性质和发展学生核心素养的要求，提出了“求真”生物学教学的概念和情境创设的原则，并从呈现生物学原型和生物学现象，促进学生认知过程和真实运用两个方面，阐述了情境创设的具体策略。关键词

求真生物学教学

情境创设

原则和策略生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。“求真”生物学教学是指引导学生通过认识生物学原型或分析生物学现象，认知生物学原型特征与把握生命活动规律的教学。其主要特征是：有生物学原型或生物学现象的介入，有学生学习的高投入，有扎实的认知过程，有真实的运用与反思。生物学课程要求学生主动地参与学习，在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习得生物学知识，养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习及创新实践能力。有效的教学情境，能够激发学生的好奇心和求知欲，点燃学生的学习热情，使学生形成良好的求知心理，主动参与对知识的探索和发现过程，体验学习的乐趣。而如何进行情境创设，促进学生真学、爱学、会学，提升学生生物学关键能力，发展学生核心素养，则是我们应该深入探讨的问题。1

“求真”生物学教学情境创设的原则1.1

真实合理原则

新课标倡导在真实情境下，利用真实材料，通过真实的任务，引发学生真实的思考。新课标提出要充分的占有资源、整合资源、优化资源，将教学资源和教材内容转化为具体的教学活动，给与更多的机会让学生们有多种感官的认知体验，通过多种形式的动手动脑活动，使学生在课堂上保持学习兴奋状态。如新型肺炎病毒的检测与防疫、糖尿病的原理与治疗、生态环境的现状与保护等，都是我们现实生活中发生的实例。只要合理的加以利用，既可以促进学生对相关教学内容的认知，也可以培养学生的健康意识和社会责任感。1.2

趣味性原则“兴趣是最好的老师。”生物学因其与日常生活密切相关，操作性和参与性强，更容易激发学生的学习兴趣，释放学生的潜能，变学生的被动学习为主动学习。例如：提供相关的图文信息资料、数据，或呈现生物的标本、模型、生活环境的图片和影像资料，联系学生的生活经验和经历等。美国教育家杜威指出：“教育即生活、即生长、即经验改造。”学生的经验虽然有限，但当他们想尽办法去探讨自己感兴趣的问题时，会像科学家那样积极思考、乐于探究。教师需要做的就是给学生创设激发学生学习趣味情境，搭建学生认知阶梯或探究平台，激活和拓展学生思维、发展学生的科学探究能力。1.3

简便有效原则教学情境的创设应当简便易操作，应当指向教学核心内容或核心问题，以提高教学效率和教学效果。情境材料的选择和设置，应有利于学生对知识的掌握，有利于推动教学的进程，有利于提高知识点之间的联系和知识框架的建立。同时，情境创设中的操作要尽量简单易行，材料要方便易得，要符合中学生身心发展的规律和能力水平，符合本地区、本学校的实际情况。如内环境稳态的测定，相对于直接抽取血液，我们可以用猪肝匀浆、马铃薯匀浆或稀释的蛋清液等来模拟体液在调节pH变化中的作用，并绘制图表、分析数据，这样操作更加容易，而且比较安全。需要注意的是，情境创设应为达成教学目标服务，是促进学生构建知识体系的辅助手段，不能只图热闹而忽略教学内容本质和学科特质。2

“求真”生物学教学情境创设的实施策略2.1

呈现生物学原型和生物学现象的情境创设策略“求真”生物学教学倾向于为学生呈现“真实的生物学世界”，通过生物学原型和生物学现象的介入，实现生物学内容与生活、生产、自然的关联。2.1.1

利用媒体资源形成一条主线，前后呼应信息技术的快速发展为生物学课堂提供了诸如图片、视频、模拟实验等丰富多样的教学资源。同时，通过网络搜索，我们也可以查询到更多、更新的生物科学资料和信息。充分利用“互联网+”为代表的教育技术开展学习活动，在激发学习兴趣，提升注意力，开拓学生视野等方面，具有良好的效果和优势。例如：在“细胞增殖”一节中，我们可以先让学生观看“树木生长”的小视频，在植物从一株幼苗长成一颗参天大树的过程中，感受生命的美丽和成长的力量。同时引导学生思考：多细胞生物体的增大，主要是因为细胞体积变大，还是因为细胞数目的增多？进而引出课题。在掌握了有丝分裂的过程后，可以动画的形式，让学生总结出细胞周期的概念。最后，再播放人的受精卵分裂发育到成熟个体的视频，使学生了解生命从一个细胞开始，到不断的长大，需要很多次的分裂，克服很多困难，每一个生命活动，都需要很多的细胞共同合作完成。教师借此进行思想升华，培养学生敬畏生命，珍爱生命的学科素养，并与前面的内容相呼应。再如：“糖类和脂质的种类和功能”一节，可以一位虚拟的小胖同学为主线，从他的饮食习惯出发，进行发胖原因分析，然后探讨他如果患糖尿病该如何鉴定和治疗，最后给他提出一些合理膳食和锻炼的建议。通过食物图片、尿糖鉴定实验、糖尿病科普视频等媒体资源的联系，从多种感官刺激学生关注自身健康。2.1.2

利用模型资源对比原型特征，加深记忆模型的作用是按照人们的研究目的，再现研究对象的核心内容，便于人们检验、论证和认识原型。建立准确鲜明的生物模型，可以使许多微观、复杂、抽象的问题变得更直观、具体、形象，其本身既是一种重要的教学过程与内容，也是一种常见的教学手段。在中学阶段，既要在有限的课堂教学时间内使学生掌握知识点，又要激发学生的学习兴趣、促进学科思维，在模型的选择上就要尽量贴近生活，将模型构建与学生已有的知识体系和实践经验联系起来。因此，制作模型的材料应简单易寻，制作的过程也应相对容易，便于学生操作和展示交流，制成的模型最好能够反复使用，便于携带和长期保存。比如，利用泡沫塑料、彩色卡纸、橡皮泥、毛线等，制作的细胞结构模型、DNA分子结构模型、有丝分裂模型等。在制作过程中，还应注意模型与原型的对比，如染色体的数目、各种细胞器的比例和位置、DNA结构中碱基配对的方式……要尽量体现出原型的特征。通过构建模型，可以使学生在掌握生物学基本概念、原理、规律的同时，提升学科思维和建模能力。2.1.3

利用实验资源呈现生物现象，多元创新实验教学是生物学课程的特点，也是生物学教学的基本形式之一，是促成学生达成生物学科核心素养的重要支撑。生物学的产生和发展历程就是一系列观察实验与发现探究的历程。生物教学不应只是教师个人的讲解和演示，也应是师生交流、互动和共同发展的过程。以探究为特点的实验教学，使学生的学习始终处于生物学鲜活的情境中，处于真实的生物学现象中，能充分激发学生学习生物学的兴趣与探究欲望，能增强学生科学探究、科学思维的动力。新课标提出：实验设计应该多样化。可以根据教材内容采用比较规范的实验仪器设备，也可以设计低成本、低消耗、低污染的教学实验，还可以利用多种技术进行模拟实验和虚拟实验。若教材推荐的实验不易完成，或需要进一步深入探究，可在实验设计、实验方法、实验材料等方面根据实际情况进行改进和创新。如“细胞增殖”一节中，测定细胞的表面积与体积的关系实验。用琼脂块模拟细胞，利用酚酞遇碱性溶液变红的原理，引导学生观察不同大小的琼脂块上NaOH溶液的扩散深度，分析细胞趋向于小的原因。这一实验耗时较长，对操作要求较高，学生测量的数据往往不够准确，而且NaOH溶液具有一定的腐蚀性，存在安全隐患。所以，一般课堂的处理办法是教师进行演示或观看视频。我们可以将此实验分解成两部分，一是测量，二是观察。针对切割琼脂块不够标准的问题，可事先准备好4cm、2cm、1cm的正方体模具，让学生使用模具直接在大琼脂块上切割后进行计算，简单又节省时间。而观察溶液的扩散深度，可将不同大小的凉粉浸泡在红墨水中，让学生自己动手切割观察切面，既安全又贴近生活，大大提高了学生的参与感。而在提取和分离叶绿体中的光合色素实验中，可同时采摘多种不同植物的叶片，分小组进行实验对比，观察色素含量的异同。还可选取在不同季节获取的叶片进行实验，分析色素含量的变化。2.2

促进学生认知过程和真实运用的情境创设策略“求真”生物学教学以扎实的教学实施为关键，注重以学生为主体，为学生提供多种学习材料，通过自主、合作、探究等学习方式理解与体悟生物学概念、原理、规律等，进而促进学生的深度学习。2.2.1

优选图文资料结合教学内容层层深入信息获取能力是中学生必须具备的核心素养之一，让学生沿着科学家的脚步去自主探索生命科学知识，比直接告知答案，更符合科学发展的规律，也有利于学科思维的培养。现代社会中，书籍、报刊、微信、QQ及各种搜索引擎，传统媒体和新兴媒体提供了大量的信息，尤其是与生物学相关的新技术、新发现层出不穷，生物科学史的发展，科学家们的贡献，都可以通过图文资料的形式提供给学生。教师应合理筛选，结合教学内容进行适当补充，层层深入，促使他们更全面的了解生物学科本质，建立生物学观念。还是“细胞增殖”一节，课前，可以先提供一些放射性同位素的介绍和科学家发现细胞周期的史料，让学生们了解放射性同位素标记法，并明确细胞增殖具有一定的周期性。在讲解有丝分裂过程时，可提供染色体和纺锤体的结构图，染色体、DNA和染色单体的计数方法图表，使学生明确染色体和染色质的关系，着丝点和染色体的关系，学会观察和计数染色体。可让学生们绘制表格，总结有丝分裂各时期的变化。最后，在掌握了正常的细胞增殖内容后，还可以给学生们介绍一下无限增殖和不再增殖的细胞，便于学生对本节内容构成一个完整的知识体系。2.2.2

构建多种模型促进重难点认知中学课堂常见的模型有纸笔模型、实物模型、人体模型等，但往往只局限于运用其中的某一种类型，形式比较单一孤立。如果能变换模型展示的方式，多点连线，让学生的思维始终处于活跃状态，将更有利于其对核心概念和重难点知识的掌握。比如在“细胞的结构和功能”教学中，先利用纸笔模型进行贴图，让学生了解动植物细胞的亚显微结构和区别；再提供材料，小组合作制作细胞器，交流其特点和功能；然后，以教室作为一个细胞，各小组同学代表不同的细胞器（核糖体、内质网、高尔基体等），墙壁和门作为细胞膜，小纸条代表多肽链，共同模拟蛋白质的加工、运输和分泌过程。在学生依次传递的过程中纸团越来越大，最后被扔出门外，进而体会生物膜系统内各种细胞器的分工合作。再比如“蛋白质的结构和功能”教学，教师可先以自己的身体类比氨基酸的结构，两只手臂分别代表氨基和羧基，中间的躯干表示碳原子，头部是R基，人脸不同则R基种类不同。再请几位学生手拉手模拟氨基酸的连接，理解脱水缩合。然后以小组为单位制作肽链模型，让学生随机抓取若干不同颜色和形状的小纸片粘贴在纸条上，交流展示会发现，每组制作的肽链都不相同，再让他们将手中的肽链任意盘曲折叠，又会形成不同的形状，深入体会蛋白质结构多样性的原因。2.2.3

在真实的实验中生成和反思

生物科学的发展就是科学家们通过一个个实验去发现、证明的过程。生物课学习需要我们像科学家一样去思考，总结成功的经验，分析前人的不足，在实验设置的逐级深入推动下，理解学科知识的本质。如“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验，可通过看实验、设计实验、做实验、反思实验的过程，使学生在连贯的探究体验情境下，自主构建核心概念，发展学科思维。首先播放视频，让学生观察放入酵母菌、葡萄糖溶液的医用玻璃瓶中，在有氧和无氧条件下，插上注射器后活塞的移动情况。学生提出质疑：在不同条件下产生气体的量是否相同？什么条件下会产生酒精？接着，教师引导学生尝试作出假设，讨论实验变量，归纳实验设计思路，提供实验试剂和创新材料（H2O2溶液、石蜡油、注射器、输液管等），让学生自主选择并进行装置的连接和实验。最后，展示交流，进行师生共评、生生互评，以表格的形式分析实验结果，包括澄清石灰水是否变浑浊、溴麝香草酚蓝溶液和酸性重铬酸钾溶液的颜色变化，进一步得出结论，总结细胞呼吸的概念。需要注意的是，在这种动态生成的教学中，学生产生的错误是重要的教学资源，只要合理的加以利用，将有效的加深思维深度，展现课堂智慧。如本实验中，有学生汇报酒精检测结果，在有氧和无氧条件都呈灰绿色，教师可引导学生分析原因：（1）可能因通气不充分，导致检测有氧呼吸的实验瓶中有部分酵母菌进行了无氧呼吸，产生酒精。（2）葡萄糖或其他食品添加剂，也可能会使重铬酸钾溶液变色。并可进一步设计实验，对实验时间、实验材料进行改进和深入探究。2.2.4

跨学科知识的融合和运用生物学与数学、物理、化学、地理等多门学科，在思想方法、基本原理、研究内容等方面都是相互渗透、共同发展的，与人文社会学科也是相互影响、相互促进的。跨学科知识的融合和运用，有利于学生对科学本质的理解和科学概念的形成，也有利于学生形成正确的世界观，明确社会责任。例如：在讲解光合作用时展示新能源汽车和新型电灯图片，未来可利用植物的光合作用转换成电能。在学习生态系统时展示一些旅行的照片，分析草原、湖泊、海洋等不同生态系统的特征。在“DNA分子的结构”教学中，可结合英文live、lived、devi