具身创造式学习模式下的教学设计

摘 要：本文根据具身创造式学习模式将教学活动细分为具身实践活动、学科能力活动、学科核心知识、学科认识方式四个方面，并以“减数分裂”一节内容为例进行教学实践，以期提高学生的学习品质和学习效果，促进其科学实践能力与科学认识的协同发展，从具身实践走向学习创造。

关键词：具身创造式学习模式；减数分裂；实施范式

文章编号：1003-7586（2024）10-0057-03 中图分类号：G63391 文献标识码：B

当前大部分学科教学仅仅为了发展学生思维能力以及获取客观知识的水平，这种低效的被动学习和重复的机械训练是一种依赖单一感官的学习方式，脱离经验基础的认知过程，使得学生在学习过程中处于“离身”状态。^［1］因此，为实现学习从“离身”到“具身”的过程，相关研究者基于具身认知理论、深度学习理论提出具身创造式学习模式，使学生学习知识的过程由被动灌输转向主动构建，着力解决学科教学中的突出问题。^［2］

1 具身创造式学习模式的核心内涵

具身创造式学习模式坚持让学生经历科学探究实践的全过程，在具身实践中获取新知，同时强调引导学生在迁移应用知识的过程中寻找解决问题的新方法，凸显学生在具身探究过程中的思维发展与创造力训练，促进学生从实践体验走向学习创造。具身创造式学习模式倡导的典型学科教学模式主要包含四个要素：学科核心知识与观念，具身化实践活动，学科认识方式，学科能力活动。教师通过四个环节的实施，实现课程育人、学科育人的内在价值和目标。

2 具身创造式学习课堂实施范式

2.1 以课程基本理念为依据，凝练学科核心知识

课程设计需要以普通高中生物学课程的基本理念为依据，根据教学内容设计和实施，追求“少而精”的原则，内容聚焦大概念，突出重点。这也要求教师对学科知识进行有机统整，明确课程目标与学习要求，凝练学科核心概念，帮助学生培养生物学学科核心素养。“减数分裂”是人教版普通高中教科书《生物学·必修 2·遗传与进化》第2章第1节的内容，本节课的教学目标为：①阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞的过程；②说明有性生殖的生物体的遗传信息通过配子传递给子代。基于此，笔者将减数分裂的概念凝练为四个内涵：①有性生殖的生物在产生生殖细胞的过程中染色体数目减半；②染色体只复制一次，细胞分裂两次；③第一次同源染色体分裂，第二次姐妹染色单体分裂；④非同源染色体自由组合。^［3］然而，高中阶段的学生虽然熟悉相关模型，却不会辨认显微图像，对减数分裂过程中的染色体变化缺少真实体验，导致学生无法真正理解其维持物种遗传稳定性的关键作用。因此，教师需要提前准备和设计观察蝗虫精母细胞的减数分裂实验，将识别不同阶段的染色体形态、位置、数目等目标贯穿整节课堂，让学生在具身体验活动中实现学科核心概念的构建，从具身实践走向学习创造。

2.2 以实验活动为载体，开展具身化实践活动

具身化实践课程要求教师以学科核心概念为基础，增加体验性、实践性、拓展性课程资源，以实验、实践、实习活动为载体，创设体验性、情境性学习活动，实现学生对核心知识的应用，在解决问题的过程中开展科学探究活动。

虽然减数分裂的步骤和机制已经过长期的观察得到验证，但是对于“应该选择何种细胞进行观察”“如何区分减数分裂各个时期的先后顺序”等相关知识，则需要学生在实验操作过程中通过实践获得。在开展观察蝗虫精母细胞的减数分裂实验前，学生小组需要提前查阅相关资料以掌握实验操作的基本流程，包括熟练操作显微镜、掌握示意图的绘制方法等。为了让每个学生都能看到减数分裂各个时期的图像，各小组需分工合作，共享结果，并将观察到的减数分裂不同时期的分裂象拍照并上传。

实验过程中教师还应注重问题的动态生成，例如：①为什么选择蝗虫精母细胞作为观察材料？②视野中细胞的减数分裂是否为动态变化的？能否观察到不同时期的细胞？③如何区分各个细胞分裂状态的先后顺序？

学生在讨论问题①时需要明确选材的关键性。问题②需要学生理解减数分裂是动态变化的，但制作临时装片的细胞已被固定在不同的时期，因此可观察到不同时期的染色体形态。学生在解决问题③时，教师可将不同时期的蝗虫精母细胞典型图像进行展示，引导学生将观察得到的图像进行对比，突破辨认分裂时期的难点，让学生在头脑中构建减数分裂的动态过程图，初步形成减数分裂过程的核心概念：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。

2.3 以探究任务为方向，构建学科认知方式

为帮助学生探究具身科学实践过程中的生成性任务，教师需要根据生物学的学科特点调取典型的学习认知方式。本节内容的设计包括如下认知方式：基于减数分裂实验观察现象的概念构建、基于教师提供的科学研究证据的探究式学习、基于理性分析和建模的学习。教师通过以上方式，注重学生基于事实证据的推理分析，发展学生的演绎与推理、批判性思维、创造性思维等能力，锻炼学生解决实际问题的科学思维能力。

在学生观察蝗虫精母细胞减数分裂临时装片的实验过程中，教师可提出问题：观察蝗虫的精母细胞临时装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂象？学生经过有丝分裂相关知识的学习，已经知道细胞分裂中期是观察染色体数目的最佳时期，因此教师可展示减数第一次分裂中期与减数第二次分裂中期的分裂图像，引导学生根据两种细胞分裂图像中的染色体位置、形态、数目绘制示意图并对比分析，发现减数第二次分裂中期的染色体数目只有减数第一次分裂中期的一半，最终获得减数分裂染色体数目减半的事实。

基于染色体数目减半的事实，教师提出问题：减数分裂过程中染色体是如何实现减半的？这种减半是有原则的减半还是随机的？教师向学生展示蝗虫精母细胞在减数分裂过程中的染色体互换现象，师生共同分析同源染色体、联会、互换的概念。学生通过学习孟德尔遗传定律已经知道遗传因子在生物体细胞中成对存在，有利于学生形成染色体在生物体细胞中同样成对存在的概念。

针对教师提出的问题，学生提出假说。教师引导学生以蝗虫精母细胞的两对染色体为例，根据演绎推理的假说过程，推测出精母细胞减数第一次分裂结束和第二次分裂结束后产生的染色体核型图。此时，学生可分析减数第一次分裂中期与减数第二次分裂中期的染色体数目，推理分析并得到染色体数目减半的原则及过程，形成减数分裂的核心概念：染色体数目减半的原则是同源染色体发生分离，“减数”的实质则是同源染色体分离造成的染色体数目减半。此概念的形成为学生后续学习减数分裂过程中的同源染色体分离、非同源染色体自由组合等概念奠定基础。

2.4 以迁移创新为支撑，组织学科能力活动

为实现生物学学科关键能力群的培养，教师应针对不同学生的发展特点，创设开放拓展、灵活多变的课程教学体系。学生在具身实践活动中依据不同的认知方式构建概念框架，还需要在新情境中进行知识迁移和系统探究，实现学科核心概念的学习理解、应用实践与迁移创新。本节内容中教师创设了影响减数分裂过程的新情境，学生通过解决新情境中的问题，深化对减数分裂概念内涵的理解，实现科学探究方法与思维的迁移和应用。

在构建减数分裂的概念后，教师可创设减数分裂相关的社会热点议题情境：日本不顾国际反对，开始将核污水排入海洋，研究表明核污水有可能使细胞的染色体发生变化。细胞分裂过程中，某些姐妹染色单体的一端可能会连接在一起，导致着丝粒分裂并向两极移动时出现“染色体桥”结构，之后染色体桥可能会在着丝点之间的任意位置断裂（见图1）。一对同源染色体在联会时形成了如图所示的染色体桥结构，该结构会在减数第一次分裂时随机断裂（见图2）。教师根据以上内容提出问题：若某精原细胞的染色体发生图示过程，则其减数分裂产生的配子都是异常配子吗？哪些减数分裂时期可能会形成染色体桥，可能会对配子造成哪些影响？

环境污染除了会引起染色体配子异常，还会造成减数分裂不正常的情况。以二倍体生物中两对同源染色体的异常分裂为例（见图3），教师提出问题：类型1和类型2中形成的异常染色体配子与染色体桥造成的异常染色体配子是否相同？不正常减数分裂产生的配子经过受精作用后，受精卵中的染色体数目是多少？两种不正常分裂对生物体产生的影响是否相同？

唐氏综合征是一种严重的先天性智力发育不全疾病，其染色体类型为“21-三体型”。教师引导学生根据刚刚所学的两种造成配子异常的减数分裂类型，从配子形成和受精的角度推测“21-三体型”的病因。最后教师带领学生分析核污水中的放射性物质对人体细胞造成的损伤，并讨论具有可行性的防护措施。学生运用减数分裂相关知识分析环境等外界因素引起减数分裂异常的原因，并进一步推断异常配子对受精卵的影响，内化核心概念的同时提高了自身的科学思维能力和社会责任意识。

3 结语

具身创造式学习模式通过凝练学科核心知识、开展具身化实践活动、构建学科认知方式、实践学科能力活动实施范式，让学生在具身实践中主动构建概念框架，实现认知与身体、环境、情感的相互作用。具身创造式学习模式提倡学生调动身体各感官共同参与，让学生的知识构建、思维活动、具身体验相互支撑，符合学生当前的认知与身心发展规律，帮助学生理解生物学概念的内涵与本质，促进深度学习，以确保学生在教学中始终处于主体地位。

参考文献

［1］胡艳华.身体与具身性［J］.广西民族大学学报（哲学社会科学版），2021，43（4）：11-16+58.

［2］丁婷.“具身创造式学习”模式在高中生物学教学中的应用——以“生态系统及其稳定性”单元教学实践为例［J］.中学生物学，2023，39（8）：20-22．

［3］周裕志，唐凤英.科学思维导向的“减数分裂过程”概念教学 ［J］.生物学通报，2023，58 （7）： 15-18．