基于情境认知理论的生物学核心素养培养策略

朱晓燕

(福建省南平市普通教育教学研究室 353000)

情境认知理论指导下的教学设计必须以学生为主体，设置具体的情境与教学内容及活动相结合，将知识获得与能力发展统一。在教学中，通过情境激发学生的学习兴趣，引导学生自主发现问题，进行合理地可能推测，综合探究活动或实验所收集的信息和实验结果进行分析，得出结论并进行表达与交流。同时，在经历探究活动的过程中，学习科学思维的一般方法，获得解决问题的知识与能力及情感体验，培养学生的科学精神，提高科学素养。

生物学核心素养是指通过学习生物学科知识与技能、思想与方法而习得的让学生终身受益的重要观念、学生解决问题时所需要的综合性能力与必备品格。具体体现为能用生命观念阐释生命世界、解释生命现象；能理性思考与论证生命现象及规律；具备一定的科学探究与合作能力；具备对生物科技的认知与实践能力；对社会有担当与责任感。

《普通高中生物课程标准》中指出“让学生身临其境，亲自动手。通过实验和其他实践活动，帮助学生更好地理解和掌握相关的知识，促进学生在观察、实验操作、科学思维、表达等方面的能力”，并强调“充分认识到科学、技术、社会相互关系教育的重要性，关注和参与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策，培养学生对自然和社会的责任感，提高科学素养”[1]。本文以人教版高中生物学教材中“降低化学反应活化能的酶”一节为例，阐述情境认知理论在高中生物学核心素养培养方面的应用。

1 利用文本情境，培养理性思考习惯

教材的文本信息是教学非常重要的资源，教材中关于概念的表述，所设置的实验或活动，相关的图形、图表等，目的都是为了帮助学生理解概念的内涵。教师在教学中要指导学生精读教材，特别是与概念密切相关的部分，尤其是一些学生容易忽略而对学生概念理解至关重要的细节。要引导学生正确阅读理解文本材料，并学习使用规范科学的生物学语言来表述生物学问题。教材中课后练习往往是教学的重难点问题的体现，要指导学生读懂其中隐含的生物学原理与概念。

小资料等课外知识栏目往往也紧扣教材主线，是对学科知识的拓展与补充，要善于利用它来深化学生对所学知识的巩固与理解。

例如，让学生阅读资料分析“关于酶本质的探索”，思考问题并回答：巴斯德的研究结论是什么？李比希的观点和巴斯德有什么不同？毕希纳的实验可以得出什么结论？你能给酶下一个大概的定义吗？利用教材中科学发现史进行情境创设，学生不仅通过资料体验酶本质的探索历程，感受到科学结论均建立于不懈的探索与研究，得到科学精神的渗透；同时，也在对问题的思考中，了解酶的特性与作用。在学习酶在细胞代谢中起的作用时，解读教材插图“酶降低化学反应活化能的图解”，理解酶的催化作用与高效性。充分利用图解的直观性，把抽象的知识具体化。通过文本阅读，引导学生通过理性思考，领悟逻辑思维方法，学习科学家论证生命现象及规律的思路与方法。

2 重视实证情境，培养科学探究能力

教材中丰富的探究与实验等活动，可以让学生亲身体验实证与逻辑推理过程，是非常重要的教学资源。对于生物学科而言，实验是最真实的情境，而观察是引发学生思考的重要途径。教材中的实验为学生提供了丰富的感性知识，教师要引导学生学习观察的方法与步骤，帮助学生明确观察的目的和重点，拟定观察计划，做到全面细致的观察，从而获得最直接的感性认知，并努力激发学生思维，提出质疑，大胆提出合理推测，尝试了解观察现象与导致原因之间的关系。

例如，在酶的教学中，教材中设置了实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”，目的是让学生观察到酶的催化及其高效。这是通过实验创设的真实情境，在实验前引导学生讨论实验设计方案，联系化学知识，设置改变过氧化氢分解速率的条件，并对设计实验的科学性进行探讨。分析探究实验所要遵循的基本原则，可以设置问题串：本实验中应该如何设置对照实验较合理？要观察过氧化氢的分解，每支试管中首先要加入什么？如何利用教师提供的实验用品，使设置的反应条件得以实现？ 通过什么现象判断过氧化氢分解的速率？在讨论的过程中，可以强调一些实验需要关注的细节问题：为什么要选用新鲜的肝脏？将肝脏制成研磨液有什么意义？滴入FeCl3溶液和肝脏研磨液时，可否共用一个吸管？等等。在这一过程中，学生可以学习到科学研究的一般方法，而对酶的认识也将进一步深入，理解细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。此外，学生还将收获情感体验，在科学发展进程中，人们对科学的认识常常建立于科学实验。

在实验教学中，强调学习过程的开放性，也要重视教师的主导作用。探究过程是学生个体知识建构的过程，生物学实验可以提供学生独立地、主动地参与探究活动的机会。也可在这一过程中还原科学研究，体验研究的历程，学习科学研究的方法，培养学生具备一定的科学探究与合作能力及科学实证思想，体验论证生命现象及规律的过程。

3 创设生活情境，培养解决问题能力

在学科教学中渗透STSE思想[STSE 是科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)、环境(Environment)的英文首字母缩写]是科学教育研究的一个热点，生物学是一门与STSE有着紧密联系的自然科学，在教学中，创设与生物学相关的实际问题，利用所学知识尝试解释生产、生活中的现象，解决生活中的疑难问题，不仅可以培养学生的分析、综合能力，而且可以提高科学素养，增加社会责任感。

例如，在酶的教学中，可以指导学生课后查阅相关的资料，了解酶在生产与生活实践中的应用，让学生例举出酶在实践生活中的应用实例，从而认识生物科学与生产、生活的关系，巩固学生对酶的本质与特性的理解。

情境认知理论指导下的生物学课堂，遵循学生的认知心理规律，将概念的学习变得具体生动，使知识的习得过程经过同化与顺应过程逐步完善，提高教学效益。同时，也让教学不仅仅局限于获得知识，而是在对知识的学习基础上，充分培养学生科学思维能力，达成能力上的提升与知识建构的共同发展，真正实现自然科学学科的教育目的。

在这一过程中，沉淀于学习之外的生物学科实证与思辩思想，对科学问题的探究能力，以及在学习过程中对学科知识与社会生产、生活关系的认识与思考，均是生物学科素养的有机组成部分，综合的体现了生物学科的育人价值。

(基金项目：全国教育“十三五”规划2016年度教育部重点课题“核心素养导向的科学课程课例研究与实践”，No.DHA160353)