高中生物学一轮复习中情境创设的价值与策略

贵州 付忠义

生物学是一门以生命现象和生命活动规律为主要研究对象的基础学科。生物学教学应注重从客观事实和现象中通过比较、分类、归纳、演绎、分析、抽象、概括等思维活动，构建生物学概念，形成生命观念，全面发展学科核心素养。生物学教育教学活动的本质是构建生物学大概念，其在很大程度上依赖于情境创设，一方面是因为生物学概念的构建需要大量的事例作为分析的素材和依据，另一方面是因为学生在学习过程中需要对客观事物有直观的感受。情境创设在高中生物学新课教学和复习中都具有十分重要的作用，但在复习课与新课在教学中创设情境的方法、思路及素材范围存在一定差异。因为教学需求不同，情境的作用、素材的选择也存在差异。

一、教学情境的概述

通常根据情境素材的特征，教学中的情境可以分为真实情境和虚拟情境两类。真实情境一般源于学生的真实体验，比如学习、生活、实践、实验、探究，也可以是生命科学史等。从属性上看，真实情境具有四要素，即时间、地点、事件、问题。虚拟情境一般不具备真实情景四要素。虚拟情境主要是人脑通过思维活动想象和抽象形成的某种具有典型特征的状态、场景等，借助虚拟手段得以表现和传播，通常所见到的虚拟场景有电影、动画等。随着科技发展，更多高新的虚拟技术也越来越被人们重视和熟知，例如，AI(Artificial Intelligence，人工智能)、AR(Augmented Reality，增强现实)、VR(Virtual Reality，虚拟现实技术)等。虚拟技术的发展，使虚拟情境更具有现实体感，这与人类密不可分。未来的虚拟技术与教学的协同发展也成为可能。

尽管虚拟情境有很多不同于真实情境的特征，但在教学过程中，两者具有同样重要的价值。创设情境辅助教学的基本原则是情境必须与教学有明显的联系，不论情境的表现形式是什么、取材是什么，都不能脱离教学目的。因此在创设情境的素材选择上，首先要明确教学目的，并始终围绕促进教学目标达成来创设情境。情境与概念之间存在必然联系，是学生构建概念过程中的思维导引，也是教师创设情境的行动指南。二者之间的关系可以用图1的模型来表示。

图1 虚拟情境与概念构建的内在联系

此外，情境还可以根据情境的作用、素材的来源等进行划分。在教学实践中，情境创设往往需要从“教学目标”分析着手选择不同类型的情境。而“情境的作用”“素材的来源”“情境的特征”一般是相互融合的，即某一情境根据不同的分类依据可以分成不同类型。

二、情境创设在高中生物一轮复习中的作用

一轮复习除了要“地毯式”滚动复习以外，更要注重学科知识体系的构建和学科核心素养的培养。高中生物学以“知识零散、考点繁杂”著称，如果没有一个成熟的思路统领，一轮复习的效率会很低。情境创设能激发学生的学习兴趣，对学生学科知识体系构建、学科核心素养发展等都具有重要作用。

1.联系生活实际，激发学习兴趣

教学情境的创设能够将课堂教学与生活实际有机结合，使理论知识与科技、政治、经济、军事、医疗、生产、生活等问题关联，对激发学生的学习兴趣具有重要的作用。比如对于“肥胖”“癌症”等生理学或医学问题，学生往往比较敏感，在不侵犯学生权益和不违反法律法规的前提下，以这类问题为主，结合科技发展现状设置真实情境，往往对学生具有很大的吸引力。再如对于“生物武器”这类话题，学生也会有很多自己的观点，可以结合相关历史背景，讨论“爱国主义”“科技力量”“科学伦理”等问题。此外诸如“传染病”，比如“SARS”“新冠肺炎”“艾滋病”等现实问题也备受关注，可以借此创设真实情境，归纳“生物类型”“遗传物质与信息流”“免疫”等相关知识。

2.考点迁移拓展，构建知识体系

复习课的任务一方面是要梳理学科知识，及时发现学生的不足之处并给予弥补，另一方面是要构建学科知识体系，促进学生知识迁移应用能力的发展。通过情境创设，可以将不同的知识归纳到一个情境中，既要求学生能应用所学知识解决实际问题，还要求学生能厘清不同知识之间的关系，对学科知识体系的构建具有积极作用。以“细胞癌变”这一主题为例，在“癌变”情境中，可以包含“基因突变”“细胞凋亡”“免疫系统的功能”“动物细胞培养”等知识，通过情境创设和问题引导，促进学科知识系统化，如图2所示。

图2 “细胞癌变”情境下的知识网络

3.设置问题情境，开发探究潜能

教学情境不论是源自科学探究、科学史，还是生活实际，甚至其他方面，在情境分析中都会发现一些新的问题。这些新问题有些是具有探究价值的，教师可以在条件允许的情况下组织学生进行探究或指导学生自主探究，这对学生科学思维和探究能力的发展都有很大的促进作用。此外，在情境分析的过程中，应用了分析、综合、概括、抽象等思维能力，情境本身也是对科学思维的训练。例如以“遗传病”为主题的情境中，教师可以组织学生在校园中对某种遗传病或某一性状进行调查；以“水”为主题的情境可以开展“水对植物生活的影响”等探究活动。

4.解决真实问题，培育学科核心素养

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》提出，高中生物学教学过程要注重实践。通过真实情境创设，将知识学习的过程放到情境中，是促进知识理解与应用的重要手段，也是遵循学生认知发展的有效策略。应用所学知识分析真实情境、解决真实问题的过程，对学生的学科核心素养的培养具有不可忽视的意义。

例如，在以“新冠肺炎”为主题的情境下，分析其病毒的结构、致病性、传播和防治等知识的过程，对学生结构与功能观、物质与能量观等生命观念的形成具有一定作用，对科学思维发展也有一定的影响；其次分析疫苗制备、单克隆抗体等技术的过程，能发展学生的科学探究素养；讨论防疫等问题体现了个人的社会责任感。综上，创设一个大的情境，对学生学科核心素养的全面发展具有重要作用。

三、高中生物一轮复习中的情境创设策略

不论是真实情境还是虚拟情境，在高中生物学教学中都具有重要的价值。在复习教学中，要根据教学计划和教学目标创设一定的大情境，也要根据需要灵活地添加小情境。虚拟情境与真实情境的融合使用也是一个重要的思路。

1.以教材案例为背景，夯实学科基础

生物教学中有很多案例、探究活动、科学家的故事、“STS”、科学史等栏目，比如“牛结晶胰岛素的人工合成”“遗传密码的破译”等；还有很多拓展资料，如“台盼蓝”染色法、“螟蛉有子，蜾蠃负之”等。充分利用这些资料创设情境，可以减轻教师准备素材的负担；更重要的是，这些素材是经过精挑细选的，与学科教学内容密切相关。在情境分析中，可以促进学生对知识的理解和应用，为学生打下扎实的学科基础，落实一轮复习“积累知识”这一目标。

2.以生活实践为背景，能够拓展视野

笔者在教学过程中经常发现部分学生对很多常识性的问题尚不理解，更遑论对知识进行迁移应用。因此，真实情境的创设在教学过程中显得极为重要，不仅仅是对教学本身而言，从长远的角度来看，这对拓展学生的视野具有重要作用，对促进学生的全面发展具有不可忽视的价值。当然，在很多情况下，创设真实情境是存在较大的难度的，届时教师可以借助纪录片、微课、微电影等辅助手段创设虚拟情境。比如关于生态学的问题，对于国外的生态现象，学生目前几乎不可能实地考察，纪录片的作用显而易见。再比如关于分子层次或者细胞核、细胞器层次的现象(胞质环流、转录、翻译、体液免疫、细胞免疫等)，很多是普通光学显微镜无法观察到的，借助微视频就能解决这些问题。

3.以实验探究为背景，培养学科核心素养

科学思维和科学探究是两个很重要的学科核心素养。单纯的理论学习对科学思维和科学探究的发展所起到的作用是微乎其微的，而有限的实验活动很难发挥太大的作用。科学思维更重视逻辑分析与判断的内化，并不是简单的模仿或随意的操作就可以提升，而是在于思维层次的活动。通过情境创设，一方面可以发展科学思维、培养科学探究能力，另一方面还能创造“探究”的机会，这种机会可以是理论层面的探究，也可以是根据实际情况开展的实践探究。这对弥补学生学科核心素养的发展缺陷起着关键性的作用。

4.以生物学史为背景，激发探究精神

生物学史是高中生物教学中不可忽略的一部分。从小的方面来看，很多教学内容是以科学史为背景编写的；从大的角度来看，高中生物学的教学内容就是在科学史的基础上通过精选、汇编形成的。科学史的教学，一方面可以加强学生对科学事件的认识和对科学结论的理解；另一方面可以让学生了解科学家的研究历程，认识到科学发展的不易，培养学生坚持不懈和吃苦耐劳的科学精神。比如“孟德尔的豌豆杂交实验”“达尔文的《物种起源》”等。但不得不说的是，教材中的科学史一般比较简略，利用科学史创设情境的过程中，教师需要查阅文献了解整个科学史的时代背景，比如“达尔文与贝格尔号”等。

5.以诗词歌赋为背景，丰富精神文化

中华文明源远流长，在漫长的人类文明史中留下了璀璨的文化瑰宝。“诗词歌赋”仅仅只是其中的一个部分，除此之外还有很多重要的人文、科技的典籍(《天工开物》《齐民要术》《本草纲目》等)。在教学过程中，很多时候可以利用优秀传统文化创设情境，既能增加教学的趣味性，又能促进知识的理解与应用，还能培养学生的人文素养，增强文化自信。比如“螟蛉有子，蜾蠃负之”“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥”等古诗词中蕴含着丰富的生态学知识；“正其行，通其风”“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之。又晒干，筛过，再浸之。又晒又浸，凡十余次。以泥封枝条……则根生”等体现了中华先民应用生物学知识的智慧。

6.以知识缺陷为背景，及时弥补疏漏

大多数学生的学科知识体系是不完善的，学科基础知识存在不同程度的缺陷。一轮复习的目的之一就是尽可能地找出这些知识漏洞并进行弥补。教师在通过检测、提问等手段发现学生的知识缺陷之后，要及时加以干预。以学生没有熟练掌握的知识为背景创设教学情境，能更直接、有效地弥补认知上的不足。比如学生不能正确分析影响光合作用的环境因素，可以利用某些科学研究论文作为素材，专门针对“光合作用”创设情境，并对其“影响因素”设计问题串。通过反复的情境分析，学生对知识的理解能力和应用能力将会取得一定的进步。

7.以高考真题为背景，学会迁移应用

《中国高考评价体系》指出，高考的核心功能之一是“指导教学”，即高考真题对新课教学和复习备考具有不容忽视的指导意义。正确利用高考真题的素材创设情境，是对高考真题的二次开发利用，充分发挥其“指导教学”的价值。从命题的角度来说，“考什么”“怎么考”是核心；从解题的角度来说，“是什么”“为什么”是焦点。充分挖掘真题素材的潜在价值，对备考来说具有十分重要的意义。以2020年高考全国卷Ⅲ第29题为例，从题目的形式上来看，题目信息是一个简单的表格，但从这个表格的设计和答案的设计来看，虽然本题的阅读量和书写量都不大，但对学生的阅读与表达能力要求很高，这就是高考真题的精妙之处。应用本题的内容，可以构建“植物生理学”相关的情境，将相关知识进行整合，实现知识的迁移应用，促进知识体系的构建。

四、结束语