基于“情境—模型”双向建构的高中生物教学对策分析

许艳冰

（福建师范大学附属中学，福建 福州 350007）

0 引言

“情境-模型”的构建过程要根据学生学习实际，要以学生为主体，在创设良好情境过程，要制定教学计划，引入模型，加强学生思维能力培养，促使学生在课堂中能够提高综合水平。作为生物教师，要加强“情境-模型”双向构建研究水平，积极进行有效教学设计，从而不断提高生物教学有效性。

1 运用“情境-模型”双向建构的高中生物教学的意义

1.1 情境化培养学科能力

开展高中生物课程的主要目标是培养学生形成一定的学科能力，主要包括学习理解、应用实践、知识迁移和创新等方面的能力。其中，理解能力可作为基本层面的能力，应用实践是基于理解能力之上，使用相应的学科概念，在既定的情境中发展出的能力。迁移和创新的能力是基于跨学科的概念情境系统解决复杂程度较高的问题，或者提出可行性的研究方案，也是学科能力最高水平的体现。

高中生物课程需引导学生从根本上理解生物学科的性质，形成一定的技能。教学内容主要借助概念和探究活动来完成。在概念建构期间，教师要为学生提供科学的事实作为依据，通过使用比较分析、演绎推理等方式形成系统的认识。科学探究是通过观察掌握相应的证据，并基于证据和一定的逻辑推演结论。探究过程更需要学生发挥生产和生活的经验储备，与科学建立联系，在具体的情境中提出具有探究价值的学科问题。如在开展“分子与细胞”当中的“探究植物细胞的吸水和失水”实验时，教师可利用具体的实验情境，基于“情境-模型”的双向建构鼓励学生进行自主探究，从而提高其探究技能。

通过心理学研究结论可知，学生在不同的年龄阶段均会表现出相应的心理特征，认知能力也处于不同的水平。随着知识和实践经验的不断积累，学生的认知水平也会逐渐提升。部分初中生受到定式思维和观念的影响，在实践活动中表现出被动的状态。而进入高中阶段，上述困难也会持续表现在生物学习活动中。教材可作为连接教和学的重要媒介，也是总结教学经验的载体。教材的情境化设置能够迎合学生接受知识的特征，辅助学生在理解和认识教材内容时形成心理共鸣，从而达到较为理想的学习效果。

1.2 情境化发展核心素养

培养学生形成较高的学科核心素养也是育人的最高目标。主要包括生命观念、学科探究等内容。核心素养的关键是概括概念。如果仅以文字形式描述，显然力量不足，也较为单调和干涩，难以真正塑造学生的精神素养，而素养需在日常学习期间逐渐渗透和积累。教材可通过创设具体的情境发展学生的核心素养。生命观念可作为人们对生命现象的意识和解释方法，从根本上讲是对生物学的抽象化理解。基于必修课程的内容，学生能客观认识到生命系统的结构和功能，上述可作为物质基础。同时，生命系统中的结构大多又具有动态特征，通过建构复杂性的情境认识结构和功能之间的关系，充分表现出功能对结构的影响效果。如蛋白的合成与分泌过程能够对高尔基体等的成分做出一定的更新，这对培养学生的思辨能力中具有重要的推动作用。

从微观到宏观的生命系统来讲，稳定与平衡是其所具有的普遍特征。静态的意义在于系统内各组成要素均处于相对适宜的环境中，能够保证正常产生生理反应。平衡则具有一定的动态性，可通过调节实现，这也突出了调节能力具有一定的限度。教材可通过“情境-模型”双向建构为学生呈现稳定的pH值，摇铃分析狗的条件反射等，让学生更为直观的把握相对抽象的概念知识，从而也认识到世界的美妙。通过现象学习稳态的机制，如人体的体温调节、免疫调节等，这样学生可基于实际情境对相应的模型进行分析，形成稳态和平衡的观念。

《科学家故事》栏目主要结合社会生活和学科的相关内容构建学习背景，让学生深入到社会当中，联系生活素材参与学习活动。如在学习“遗传与进化”当中“基因在染色体上”部分内容时，可引入染色体遗传理论的奠基人摩尔根。教师可向学生分享摩尔根的故事，同步渗透批判性和创造性的思维，运用演绎和推理等方法获取生物学的现象，总结其中的规律，生物学现象能够通过设计和实施实验获得。摩尔根的成功主要基于科学素养的积累，能够总结出基因的互换规律，这也证明在染色体方面，科学家的成长可总结为科学素养的提升。

教师在组织教学活动时，需侧重培养学生的探究技能，鼓励学生发挥科学思维，让学生主动参与思维和实践探究活动，深入理解学科概念，不断提高应用知识的技能，培养其创新精神和解决问题的能力，在此过程中积累知识和总结方法。教材的内容需与实际生活紧密联系。教师在创建情境时，如在开展“尝试制作真核细胞的三维结构模型”时，可为学生构建真实的细胞情境，让学生体会模型的科学方法与应用的作用。

2 基于“情境-模型”双向建构的高中生物教学对策

2.1 创设探究情境模型，构建高效生物课堂

我们一直在持续进行生命的探索，而在高中开设生物学科也是引导学生探索生命的重要渠道，因此需依据生命的发展规律，即探究为学生双向建构“情境-模型”。学科教师可在具体的课堂教学中为学生构建“情境-模型”，促使学生发挥探究精神和自身的探究能力完成相应的任务。生物实验活动是整个教学的重要组成要素，能够有效锻炼和提升学生的探究能力。教师可将原本较为简单的实验活动设计为探究实验，在构建探究情境后，学生可自主开展探究实验，并通过具体操作总结实验的原理和探究实验过程，从而实现探究意识和能力的双向提升。

如在实施“使用显微镜观察几种细胞”的实验内容时，由于该部分实验的原理和操作过程并不复杂，因此教师可将实验内容改为探究实验，为学生双向建构“情境-模型”。教师可在实施实验活动时向学生明确本次实验的项目，以及明确酵母菌、叶子上的保卫细胞等不同的细胞分类。此后学生就可自主观察细胞，并在完成观察后与教师分享选择的细胞类型以及使用显微镜观察的效果。学生可自主总结实验的原理和操作过程，并向老师和其他学生解释选择实验材料的原因，以及观察到的结果。教师可对学生的回答情况进行客观评价，并鼓励学生形成更高的探究精神。可见，在开展生物实验教学时，教师可使用“情境-模型”双向建构的方法推动学生形成更高水平的探究能力，真正发挥生物课程的设置价值，引导学生形成必要的学科核心技能。

2.2 创设问题情境，为学生建构生物概念模型

高中生物学科的知识具有明显的抽象性和概念性等特征，这对于抽象思维相对薄弱的高中生具有一定的理解难度，学生在掌握学科知识时也会普遍表现出一定的畏难情绪。概念模型不但可作为学科模型建构的重要渠道，同时也能够迎合学生的实际能力和认知发展的要求。概念模型通常通过概念图的形式展现，借助文字和图形形式辅助学生理解相对抽象的知识内容，把握其本质，推动学生对描述相对抽象化的知识内容形成形象的理解。以往，学科教师在开展教学活动时所使用的生物模型建构策略是为学生直接展示概念模型。上述教学模式难以发挥预期的启发性效果，同时也无法调动学生的思维能力。高中生已经形成了一定水平的独立思考能力，对外部的丰富世界也具有较为明显的探求意识。因此，教师在运用生物模型建构策略时，就可利用上述心理发展规律对生物概念模型进行优化构建。在此基础上，教师可依据新课改的理论指导，结合具体的教学内容满足学生的求知和探索欲望，为学生提供更多的自主探究和发挥思维能力的机会。同时也要侧重引导学生独立总结学科概念，并将其应用到具体的情境当中，准确把握相似和同类概念之间的关系，从而形成更为完善的学科知识体系，体现出“情境-模型”双向建构在生物教学活动中的优势和价值。

2.3 创设多媒体情境模型，实现深入学习

高中生物学科教材囊括了较多相对抽象和微观性的学科知识。如果仅通过语言描述的方法讲解知识内容，则学生的理解难度较高。因此，教师在设计教学活动时，可借助多媒体为学生呈现相对直观的“情境-模型”。教师可利用信息化手段为学生呈现相关的图片和视频等资源，让学生基于教师创设的情境接近和研究学科知识，让其更为直观地理解抽象程度较高的知识内容。这样不但能够有效提高学生探究的主动意识，同时还可调动其思维的灵活性，让学生能够更为深入的探究知识内容，提高学生学习的质量和效率。在设计信息化教学内容期间，教师可引导学生基于多媒体课件的引导提升思维的活跃性，更为直观地理解抽象性较高的知识内容，充分发挥“情境-模型”双向建构的应用价值。

如在讲解“细胞生活的环境”部分内容时，教师可为学生展现草履虫的图片，让学生依据教材当中的内容说明图片上的细胞类型以及其所属的生活环境。基于多媒体情境，学生能够在较短的时间内掌握单细胞生物的特点以及其生存环境。在后续的教学中，教师还可利用多媒体向学生展示体内组织的模型，让学生能够更为直接地看到细胞内液、组织液等。在学习体内细胞和内环境交换部分内容时，教师可利用动画形式让学生更为生动地理解所讲授的知识，从而基于“情境-模型”的影响，引导学生更为深入的理解和把握知识。

2.4 创设生活情境模型，激发学习兴趣

在开展高中生物教学活动时，为学生创设生活化的情境能够将学生所熟悉的生活内容与教材知识之间建立联系，这样可明显激发学生接受知识的兴趣，让学生基于生活经验的引导顺利掌握学科知识内容，主动探索生物知识的奥秘。通过创设生活化的情境，学生能够在生物学科教学活动中受到相应的吸引，使其在相对熟悉的生活情境中发现其中隐藏的学科知识，进一步调动学生探究学科知识的积极性，主动参与到新知识的内化当中。基于生活情境的影响，学生能够基于生活认知和经验对新的学科知识进行分析和探索，并将其与自己熟悉的生活建立联系，从而表现出更为积极的学习状态。

如在开展《稳态与环境》当中“免疫系统的组成”部分内容教学时，教师为了调动学生产生更高的积极性，可通过创设生活情境的方式吸引学生的关注，借助“情境-模型”激发学生产生探索陌生知识的兴趣。教师可向学生提出问题：在日常吃东西时经常会有人说：“不干不净，吃了没病”这样的话，学生对此应如何理解？此时学生会由于之前并未深度思考而在课堂上形成讨论。教师可在学生形成较高热情的同时，将学生分成小组，表达各小组的讨论结果。经过讨论，学生达成共识：如果食用不卫生的食物，能够提高人体的免疫能力。由于之前学生学习过，免疫系统由免疫器官、活性物质等部分构成，而免疫细胞和活性物质具有免疫防卫的功能。不卫生的食物当中具有病原体，在病原体进入体内后，就会被杀菌物质和吞噬细胞所消灭。这样，教师可将学科知识与生活实际建立联系，不但让学生意识到生物知识普遍潜藏在生活的各个方面，同时还对导入环节做出了一定的创新，能够让学生以更高的积极性参与到知识的探索中，解答了自身的疑惑，同时也获得更为理想的教学效果，充分发挥出“情境-模型”双向建构的教育功能。

2.5 实验情境模型的创新，提高生物教学质量

生物是典型的理科，因此实验教学内容也是重要的组成部分。其可作为难点，与物理和化学学科的实验内容相比，生物实验操作相对复杂，且理解难度较高，因此在开展教学期间，也会遇到各类问题。因此教师可借助情境教学方法引导学生受到相应情境的感染，教师可借助信息技术搜集实验的原理和操作过程等信息，运用技术手段为学生创建情境-模型，这样可辅助学生在具体情境的感染下掌握实验知识，不断积累更多的学科知识内容。实验可作为生物学科重要的教学内容，教师为学生提供实验情境，可辅助学生自主观察实验的各步骤，对教材中描述和教师讲解的内容实现深化理解，从而推动提升学生的独立操作技能。

如在开展《降低化学反应活化能的酶》部分内容的教学活动时，教师可利用动画形式为学生展现：小朋友擦伤了膝盖，妈妈使用双氧水替小朋友消毒。此时教师可提出问题：思考过氧化氢酶的作用，以此引出即将开展的实验内容。此后，教师可带领学生共同诵读实验的标准方法和具体步骤，并组织学生以小组形式开展实验操作：小组成员可准备4支装有2ml的H2O2溶液的试管，其中第一支静置不动，第二支使用90℃水作加热处理，第三支中加入FeCl3溶液，第四支中加入少量肝脏研磨液，此后观察试管的反应现象，同步记录结果。上述情境化的实验活动能够有效锻炼学生的合作和交流等方面的能力，同时还可进一步理解学科知识的内涵，在“情境-模型”的辅助下顺利掌握新知识。

3 结语

总之，随着高中生物教学改革深入开展，在生物课堂中运用“情境-模型”教学模式是必要的。教师要结合学生对于知识的掌握情况，科学地进行教学优化，组织学生融入“情境之中，加强学生模型意识培养，促使学生养成良好学习习惯，为学生生物学习水平提高提供有效助力。