浅析运用情境教学模式落实高中生物学核心素养目标的策略

黄 钰

前言

21 世纪,随着人工智能、信息技术的出现,人们的生产和生活方式都发生了巨大的变革,在这样的背景下,从2014 年开始,我国的教育与考试制度也进行了深刻的变革,并不断深入推进。目前,我们的教育考试改革倡导培养与提升学生的核心素养,注重促进学生思维的发展和提升解决问题的能力,使学生能够在未来各种不确定的生存环境中解决问题,以适应社会发展的需要。这样的教育目标指向就要求教育的过程注重情境化,具体教学活动中要以情境教学为依托,让学生在各种情境中学会学习和解决问题,以便将来学以致用。

一、“情境教学”“生物学科核心素养”相关概念简述

(一) “情境教学”含义发展

在教学中使用“情境”一词最早开始于著名教育家杜威,然而能将“情境教学”上升为“情境教育”理论体系且并被广泛使用却是我国著名教育家李吉林的卓越贡献。今天我们所倡导的情境教学遵循的就是李吉林情境教育理论。

李吉林的情境教育是历经40 余年研究总结出的一套语文教学理论体系。它来源于中国传统文化的“意境”论,同时借鉴了外语教学中的情境训练法,以“情境”为切入点,以思维发展为核心。情境教学的特点、教学活动的要素以及其操作模式的理论依据不仅适合语文教学,在各个学科和整个教育过程中都具有普遍意义,因此这种教学方法逐步上升为情境教育理论。现今情境教学不再是局限于语文课堂的教学方法,它已经成为情境教育理论框架下的广泛适用于各个学科的教学方法。[1]

(二) 高中生物核心素养的内容

学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。“生物学科核心素养”包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。

“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是人们经过实证后的观点,是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。

“科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。

“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,解决生活问题的担当和能力。[2]

(三) 情境教学是落实核心素养的重要载体

核心素养是学生培养的总体框架和总目标,其具体落实还需要通过教育教学的手段去实现。过去我们的课堂教学以讲授式为主,知识巩固基本通过机械式的练习去完成,不能从根本上实现学生核心素养的培养。核心素养的有效落实需要更为有效的教学理论和方法,这样的现实需求使得情境教学必然成为核心素养落实的重要载体。

2017 年教育部发布高中各个学科的《普通高中课程标准》 (以下简称“课程标准”)、2020 年发布《中国高考评价体系》 (以下简称“高考评价体系”)。在这两个文件的指导下,情境教学成为落实核心素养教学与评价的重要载体。高中生物学“课程标准”中教学建议、命题原则和教材内容的组织和呈现方式三个部分都明确说明必须重视情境的创设。[3]“高考评价体系”的内容和性质中也明确规定“高考的考查载体——情境,以此承载考查内容,实现考查要求”。在“新高考”背景下,情境教学被写进我国教育的重大决策文件中,在中国教育和考试改革的全体系中成为提高学生核心素养的重要载体,凸显出其对教育教学的重要性。

新的教育和考试改革进行至今接近8 年,以情境为依托的教学与考试评价已经被广泛接受与使用。高考评价方式可以导向课堂教学,即在课堂教学中也要充分重视创设教学情境以培养高中学科核心素养。

二、以情境教学模式培养高中生物学核心素养

在情境教学模式培养核心素养的整体方法指导下,各个学科的情境类型和学科素养又有其各自的特点,所以,在情境创设的具体操作方法上还应结合各自学科素养内容和情境类型。就生物学科而言,基于情境教学落实生物学核心素养可以从以下几方面进行考虑。

(一) 厘清概念,确立方法

目前,我们所说的“情境教学”法是“情境教育”理论下的一种方法。很多教学文章在探讨“情境教学”时,将“情境教学”与“情境教育”混用,甚至还有“情景教学”的提法。教育改革中倡导各个学科和学段所进行的是具体的“情境教学”,学生整个学习生涯所体验的才是“情境教育”,厘清概念是情境教学的前提。

(二) 明确分类,恰当选择

高中生物学教学中的情境该如何进行分类? 不同的研究者有不同的方法[4],结合已有研究机构和研究者的分类,并根据不同的分类角度可以将生物学科的情境分为如下几类:根据情境的来源,可以分为日常生活情境、生产劳动情境和科学研究情境;根据情境的应用目的,可以分为课堂教学中的问题情境和考试评价中的试题情境。根据生物学科的研究维度,又可以分为自然生态情境、生理过程情境和生化反应情境。以上是常见的分类方式,基于生物学中存在微观层面的基本事实、原理和规律,在学习时难以被理解和接受,在课堂教学中还可以划分出客观情境和类比情境。只有清楚情境的划分方法、来源和具体应用方向才能在教学环节中做到选择恰当、有的放矢,成为教学有效性的保证。

(三) 把握原则,合理规范

“情境教学”原本的操作原则适用于语文教学,拓展到高中生物学领域应根据生物学科自身的特点进行调整和补充。谭永平老师对生物教学中的情境总结为“真实、理蕴、适宜、情深、意远”五个特点。[5]它其实不仅是特点,也是生物学教师在运用情境时应该遵循的原则,把握操作原则才能在教学和评价中合理使用。

例如,一道考查神经—体液调节关系的生物学试题这样描述:“如图为某人在饥饿时参加冰桶挑战,其体内的一些生理变化过程示意图……据图回答下列问题。”从题干的描述可以看出这道模拟试题严重违反情境创设的原则。首先,冰桶挑战赛并不具有普遍性,对于理解这个生理知识意义的普遍性没有助益。其次,这项活动本身还具有争议性,在饥饿的条件下参加比赛的可能性几乎不存在,这道试题为了创设情境而创设,缺乏最基本的真实性和适宜性。再次,将知识点附着在这样的情境上也是生硬和牵强的,无法做到理蕴,更不能称之为情深、意远。学习是知、情、意的结合,虽然生物学是自然学科,在高中阶段属于理科,但是同样担负着培养学生向善悟美的道德追求和塑造审美的责任。

(四) 掌握策略,灵活运用

教学与评价中如何能够做到灵活创设学习情境和试题情境其实是有路径可循的,教师掌握情境创设的方法路径并不断实践不仅可以成为情境教学的行家里手,也会在教学与评价的全程落实生物学科核心素养培养的目标,根据生物学情境的分类、特点和应用的方式可以产生很多创设策略,以下仅举几例。

1.运用比喻方法创设类比情境,形成生命观念

生物学是一门自然学科,包括宏观和微观两个维度。宏观维度的生物学知识容易形成具象,情境也易于获取,知识内容相对容易理解。然而到了微观层面,比如细胞水平和分子水平,很多生理生化现象由于无法直接观察,其真实情境在课堂教学中有时的确难以理解。面对这样的情况,如果只是枯燥地讲授生物学原理,没有贴近生活的生动实例进行形象化的诠释辅助,难以吸引学生的注意力,激发学习兴趣,不能很好地提高学习效率。所以教师在充分理解教材的基础上,可以采用合适的类比关系进行情境创设,以激发学生的学习兴趣或帮助学生理解新知,形成生命观念。

例如,细胞核作为系统的控制中心在细胞代谢的过程中与细胞质和细胞器之间的联系,可以类比企业的管理部门和生产车间之间的关系;而在物质跨膜运输的过程中作为结构基础的磷脂双分子层与转运蛋白又如同古城城墙与城门,具备清晰的边界和入口,物质交流和信息传递都需要经过查验和确认;再如,主动运输和被动运输被类比成逆水行舟和顺流而下则更为易懂。类比之物确实不是事物本身,而且类比绝大多数时候也不可能和真实的客观事物具有一样的特点和规律,但是类比可以通过常见的形象、场景和环境迁移到所需理解的微观事物上,帮助学生完成对微观事物的理解,而且在科学研究中,类比推理也是科学研究的一种常用方法。

2.利用生物实验创设情境,培养科学思维和科学探究能力

生物学不仅是一门自然科学,也是一门实验科学。许多生物学理论和生物学现象都需要通过实验进行观察验证。因此,在高中生物教学中,实验情境是重要的情境类型。新课程改革也强调实验情境在培养学生科学思维和科学探究能力方面的重要作用。

近两年,全国各地的生物高考试卷都提供了丰富的实验情境,2021 年体现得最为充分。例如,广东卷第9 题,酵母菌以秸秆纤维素水解液作为营养物质进行细胞呼吸的研究,北京卷第3 题植物在高温和常温下光合作用速率比较的研究,河北卷第19题,探究水和氮对植物光合作用的影响,这些实验情境在客观试题和主观试题中广泛呈现,并且融合度日渐提高,说明在新的考试制度下,人们对真实情境下的实验探究能力和实验思维的考查日益重视。

3.联系实际创设生活情境,担当社会责任

生物学知识源于真实世界和各种生活实践,因此,结合生活日常和实际民生创设问题情境是培养学生理论联系实际行之有效的手段之一。同时,通过生活情境的创设可以培育学生体会生活、思考生活、理解生活,进而热爱生活,在生物学课堂完成生命教育。

例如,在蛋白质有关知识教学中,在学习蛋白质功能内容时,教师可以以实例作为铺垫让学生真切体会到蛋白质对于生命活动的重要作用,然后再进行知识内容的学习就能够激发学生对于蛋白质功能的关注,有利于后续的教学。教师可联系十多年前的“大头娃娃”和“三聚氰胺”两起严重危害我国婴儿健康的奶粉质量事件来为学生创设问题情境,这样,一方面可以增进学生对蛋白质对于生命活动重要意义的理解,另一方面还可以通过增进学生对劣质及有毒奶粉对消费者造成危害导致不可挽回后果的了解和感受,培养学生形成善良悲悯的人文情怀,并明确坚守诚信做人的道德标准。

4.运用生态学研究情境,深植爱国情怀

生物学教学中生态学实例的直接引入,不仅能够让学生真实理解宏观水平的生物学原理,也可以培养学生的爱国情怀和勇于担当的责任感。在这方面新教材为我们做出良好的示范。例如,马世骏院士治理东亚飞蝗,总结我国上千年的记录使得蝗灾在我国得到有效防治,对中国的农业发展和社会稳定做出了巨大的贡献。还有野生东北豹的濒危保护研究,这些生态学研究实例不仅是种群知识教学的好素材,也是生物课堂进行思政教育的可贵材料,这样的素材在当前的教学和考试评价中日渐丰富起来。[6]

结语

综上所述,时代发展呼唤教学改革培养学生核心素养,而在培养学生核心素养的各种方法路径中,情境教学是最重要的依托。高中生物教学中通过情境的创设落实核心素养培养目标有其自身的特点和策略。用情境教学模式培养核心素养在新的教育发展背景下展示着它强大的生机和活力,它在各学科应用中的发展和完善还需要教师不断探索和丰富。