指向生物学学科核心素养的真实任务情境创设例析

【摘 要】在教学过程中真实的任务情境创设是发展学生生物学学科核心素养的重要载体。文章结合教学案例，基于生产生活类任务情境建立生命观念、基于学术科研类任务情境发展科学思维、基于实验探究类任务情境开展科学探究、基于社会议题类任务情境提升社会责任四个方面，对创设真实的任务情境，发展生物学学科核心素养做了具体阐述。

【关键词】学科核心素养;真实情境;任务情境

【作者简介】袁锦明，正高级教师，江苏省生物特级教师，江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象，无锡市有突出贡献的中青年专家，无锡市名教师，无锡市德育带头人，无锡市教科研带头人。

【基金项目】江苏省教育科学“十三五”规划初中专项立项课题“初中校素养目标导学的学科教学变革行动研究”（E-c/2016/04）

“情境”一词，在2003年版的《普通高中生物学课程标准（实验稿）》中出现了4次，而在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）中竟然出现了37次，涉及前言、学科核心素养与课程目标、课程内容、学业质量、实施建议及附录等部分。从课程标准前后变化来看，“情境”已成为《课程标准》的高频关键词之一，凸显了生物学课程和教学的“情境化”。如何在教学中基于真实的任务情境发展生物学学科核心素养，已成為当前生物学课堂教学的重要研究课题。

一、真实情境在发展生物学学科核心素养中的作用

《课程标准》指出，生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生知识、能力与价值观的综合体现[1]。可见，学生生物学学科核心素养的发展需建立在真实情境基础之上。

真实情境的重要特征之一是真实性，它是具体的真实存在的情境，是以真实事物或真切现实为原型的情境。真实情境源自鲜活的生产生活实际、科学史料、科学研究、时事热点、科技前沿信息等，也可源自学生全程参与的实验。需要说明的是，真实情境使用“真实”的描述，并不是说情境一定要发生在学生的实际生活中，而是要与学生经验相联系，能激发学生真实的学习需求。

发展生物学学科核心素养要强调真实情境的重要性。人民教育出版社生物编辑室吴成军老师曾以学习开汽车这个形象的事例做过比喻。驾驶员要拿到机动车驾驶证必须经过三关：第一关是科目一的学习内容，即驾驶理论知识的学习;第二关是科目二的学习内容，即在相对封闭场地内的驾驶基础技能训练;第三关是科目三的学习内容，即在真实道路上的实际驾驶能力训练，在这种真实道路的情境中开车，驾驶人面对真实而多变的道路环境，不仅能提升开车的技能和能力，还可以培养其对生命的尊重（如礼让行人，遵守交通规则等）。因此，在第三关的真实环境中开车才能真正提升其驾驶技能。同理，在教学中，教师所创设的情境也应尽可能地接近“真实”，才能真正提高学生的学科核心素养。

华东师范大学崔允漷教授认为，要将知识和技能上升为能力，就需要用知识和技能去解决真实情境中的问题;要将能力上升为素养，就需要在真实情境中反思[2]。利用真实情境发展生物学学科核心素养，就是要提高学生在真实情境中发现问题、提出问题并解决问题的能力，促进学生思维能力的提升。

二、创设真实的任务情境，发展生物学学科核心素养

任务情境是指学生面对可能的真实世界去完成相应的学习任务。其实，“任务”和“情境”是不可分的：“任务”是内容，是核心，是要做什么;而“情境”是条件，是形式，是在什么情况下做，是做的背景和意义。“任务”通过“情境”来呈现，“情境”要为“任务”服务，在教学中应围绕“任务”创设一定的“情境”，又在“情境”中完成相关的“任务”。真实的任务情境是指真实情境中有任务（或者提出问题），即在呈现情境时要求学生完成相应的任务或提出问题。生物学教学中真实的任务情境类型主要有生产生活类、学术科研类、实验探究类、社会议题类等。教师以“情境—任务—活动”为主线开展教学活动，能帮助学生逐步发展生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养。

（一）基于生产生活类任务情境建立生命观念

生物学中的结构与功能观、物质与能量观、稳态与调节观、适应与进化观等生命观念是在对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的高度抽象和概括。生产生活类情境是真实地发生在学生生活、学习及社会生产实践中的生物学事件，如用盐腌萝卜丝时萝卜丝会出水萎蔫、树木移栽时要剪去部分枝叶、窗台上盆栽植物的枝条会向光弯曲生长等。在生物学教学中，教师创设生产生活类任务情境，引导学生运用生物学知识分析生产生活中的现象，解决生产生活中的问题，有助于学生理解生物学现象及其本质，促进生物学核心概念的构建，从而建立初步的生命观念。

案例1 “渗透作用”的概念教学

情境创设：在生鸡蛋小头尖端处敲一个小孔，把鸡蛋的蛋白和蛋黄倒出，将蔗糖溶液装入空蛋壳，再滴入几滴红墨水，在小孔处插入一根细玻璃管，最后将该鸡蛋简易实验装置放入盛有清水的大烧杯中。几分钟后，发现细玻璃管内红色蔗糖溶液的水位升高了。

任务设计：探究细玻璃管内水位升高的原因。

活动开展：（1）教师给每个小组发一个鸡蛋壳和一个放大镜，要求学生仔细观察蛋壳和蛋壳膜上的小孔。（2）请学生代表用棉签蘸取大烧杯内的水并品尝味道。（3）通过阅读教科书相关内容，小组讨论后得出细玻璃管内水位升高的原因。

在以上教学中，学生通过真实情境获得直观感受，在任务的驱动下通过系列活动的开展，能轻松地掌握渗透作用的概念及发生渗透作用的条件。在此过程中，教师潜移默化地帮助学生建立起“结构与功能观”的生命观念。

（二）基于学术科研类任务情境发展科学思维

科学思维是指人对自然界中客观事物的一种认知行为、认知方式和认知品质的反映。生物学学科中常见的科学思维方法主要有比较与分类、分析与综合、归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等。学术科研类情境的素材一般源自科学家的科学史料，以及科研工作者的研究成果，如基因工程技术、克隆技术、最新合成方法等方面的成果。真实的科研素材中蕴含着科学思维，因此，在生物学教学中选取合适的科研素材，呈现真实的实验数据、问题任务，让学生基于事实和证据揭示生物学规律或机制，可发展学生的科学思维。

案例2 “胰岛素发现”的教学

情境创设：以下是科学家发现胰岛素的历程。①1788年，英格兰医生托马斯意外发现病人胰腺损伤可引起糖尿病。②1869年，德国病理学家兰格尔翰斯通过显微镜观察发现胰腺内有一群群聚集成岛状的细胞团块（命名为“胰岛”），这些细胞团块不同于胰腺的其他细胞。③1920年，加拿大外科医生巴伦发现结扎了胰腺腺管的狗会发生腺管胆囊结石，进而导致胰腺的腺泡细胞萎缩退化，但胰岛细胞却保持完好，狗未患糖尿病。④1921年，加拿大医生班廷和助手贝斯特将狗胰腺内的胰管结扎，并将该狗的胰岛细胞提取液注射到患有糖尿病的狗身上，他们惊喜地发现狗血液中的血糖竟降至正常水平，狗尿液也恢复至无糖。但当停止注射胰岛细胞提取液后，狗的糖尿病症状却再次出现。随后通过反复的实验再次确认了胰岛细胞提取液的疗效。

任务设计：探究胰岛细胞提取液含有的成分及其作用。

活动开展：（1）通过自主学习、小组讨论，根据科学家发现胰岛素历程①②③中的实验现象和结果，能做出怎样的推论？（2）在研讨科学家发现胰岛素历程④班廷实验的基础上，经小组讨论，说出胰島提取液中含有什么成分？其作用是什么？（3）全班学生讨论，说出班廷实验还存在哪些不足？

在以上教学中，教师通过学术科研类情境呈现真实的实验现象和数据，在任务的驱动下开展相关探究活动，让学生基于事实和证据，采用分析、推理、批判性思维等科学思维方法揭示胰岛素的生理作用。

（三）基于实验探究类任务情境开展科学探究

广义的科学探究的本质就是提出问题和解决问题，而狭义的科学探究则有一套基本的程序或流程，即提出问题—做出假设—制订计划—实施计划—得出结论—表达交流。生物学教材中有着大量的验证实验、探究实验、社会调查等类型的实验，在生物学教学中，教师应结合生物学实验特点创设真实的实验探究类任务情境，逐步发展学生科学探究的能力。

案例3 “检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质”的实验教学

情境创设：给每一实验小组桌上发放①②③④四种未知的组织样液，已知有花生种子匀浆、豆浆、马铃薯匀浆、梨汁。假设每个学生是营养师或检验员，该如何准确检测出未知组织样液各含有哪种有机物？

任务设计：推断未知组织样液中有机物的种类。

活动开展：（1）教师讲授生物组织中糖类、脂肪、蛋白质检测的实验原理和实验步骤，并提醒学生在实验中应注意的相关事项。（2）小组合作设计实验结果预测和实验现象的表格，根据自己的预测，各小组进行实验探究方案的设计和实验器材和试剂的选择。（3）各小组根据自主设计的探究方案，开展实验探究，推断未知组织样液中有机物的种类，最后总结反思。

在以上实验教学中，教师给学生提供一个真实的实验探究类任务情境，让学生按照“提出问题—做出假设—设计实验方案—实验的观察和对比—结论的交流与修正”的科学探究步骤完成实验，从而掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力。

（四）基于社会议题类任务情境提升社会责任

社会责任是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，做出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。这种担当和能力主要体现在参与讨论、做出决策和实践行动三个层次，这三个层次是逐渐递进的。生物学课程中社会议题类情境是指公众广泛关注并存在争议的生态、科技、环境等复杂生物学问题，包括垃圾分类、环境污染、抗生素滥用、试管婴儿、转基因技术、克隆技术、基因治疗等。基于真实情境引入社会议题，在任务驱动下引导学生运用生物学知识和方法去解决问题，从而培养学生的社会责任感和参与社会决策的能力。

案例4 “核酸是遗传信息的携带者”的教学

情境创设：随着人民生活水平的不断提高，人们对营养保健品的需求也在日益增加。一些厂家看准了这个商机，不断推出卵磷脂、核酸保健品等营养保健品。市场上宣传核酸保健品的广告中常用到这些类似的宣传语：人类所有的疾病都直接或间接地与基因受损有关;基因是核酸片段;补充某些特定的核酸，可增强基因的自主修复能力。

任务设计：探讨核酸保健品到底有没有功效？

活动开展：（1）通过查阅资料，学生在小组内展开讨论，思考上述关于核酸保健品的三段宣传语有没有逻辑问题？并派小组代表在全班进行交流。

（2）让学生进行角色扮演：①如果你是一个投资者，你会投入资金去开发核酸保健品吗？②如果你是一个消费者，你会去购买核酸保健品吗？

在以上教学过程中，教师将核酸保健品宣传语的社会议题类情境引入课堂教学中，通过任务设计和活动开展，让学生真正参与到真实的实践活动中，经历思维辨析、价值取向的深度综合体验过程，参与讨论并做出理性解释和判断，从而提升学生的社会责任感。

最后，需要说明的是，根据真实任务情境的复杂程度，教师引导学生在分析问题和解决问题时不一定单向指向生命观念、科学思维、科学探究或社会责任中的某一项，多数情况下发展的是多种生物学学科核心素养，如生命观念和科学思维，科学思维与科学探究，或者是不同的问题指向不同的素养水平。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]崔允漷，王中男.学习如何发生：情境学习理论的诠释[J].教育科学研究，2012（7）：28-32.

（责任编辑：陆顺演）