福建省福安市第一中學 阮金珠
生物學科關鍵能力是指即將進入高校學習的學習者在面對與生物學科相關的生活實踐或學習探索問題情境時,有效的認識問題、分析問題、解決問題必須具備的能力。它是支撐高水平人才終身發展和適應時代要求的能力,是發展生物學科素養、培養核心價值所必須具備的能力基礎。新高考評價體系中也指出生物試題的考查特點之一是體現應用性,強調學以致用,注重考查學生解決問題的能力。高考試題往往以貼近時代、貼近社會、貼近生活的生物學現象創設情境,讓學生在真實背景下,運用必備知識和關鍵能力去解決與生物學有關的實際問題,全面考查學生在知識、能力、情感態度、價值觀等方面所達到的水平,凸顯素養立意。因此,如何設置真實的情境,引導學生積極運用所學的知識解決實際問題,提升學生解決實際問題中的學科素養水平尤其重要。
生物現象在我們生活中無處不在。借助日常生活中常見的與生物學相關的現象或問題,創設真實情境,讓學生有親切感,有助于激發學生的學習興趣。同時引導學生在熟悉的情境中應用知識解決問題,真正做到學以致用,利于學生形成正確的價值觀。
在人教版新教材必修1《細胞中的糖類與脂質》一課的教學中,本人嘗試利用學生的生活經驗創設問題情境,使教學生活化。首先,列舉學生日常膳食中的幾種主要食物,引導學生分析哪些食物含糖高,哪些食物脂肪含量高?這些食物可以給人體提供哪些營養物質?引入人們比較關注的肥胖問題,通過“不吃肉,少吃油膩的食物就不會發胖?”“不吃甜食就不會肥胖?”等問題的分析與討論,引導學生探究怎樣的飲食方式更有利于人體健康。該情境真實,貼近生活,不僅能活躍課堂氣氛,還能激活學生探究的欲望。最后結合教材中“與社會的聯系”,引導學生認識添加糖與天然糖的區別,知道添加糖可能對人體健康造成的影響,糾正學生一些不良的生活習慣與錯誤認識,加強學生的健康意識。
而在《主動運輸與胞吞胞吐》一課的教學中,本人則以水體富營養化造成的環境危害作為導入情境,引導學生關注環境問題,增強學生的社會責任感,啟發學生提出合理、有效的治理的方法。再以科研人員研究大蒜治理水體富營養化,凈化水質的研究結果為問題情境,提出“大蒜能否吸收H2P04,如何吸收?其吸收方式與自由擴散、協助擴散的異同?”等一系列的問題,引導學生通過對實驗數據、結果及相關資料的分析,明確H2P04在逆濃度梯度下也能發生跨膜運輸,且需要載體和能量,從而幫助學生構建主動運輸的生物學概念,幫助學生深入領悟結構和功能觀、物質與能量觀,發展學生的科學思維,提升學生的核心素養。
生產實踐中也存在許多與生物學相關的現象,這些現象大多可以用高中生物知識解答。用生產實踐創設真實情境,讓學生了解生產過程的同時深入理解生物學的原理、概念,并學會用生物學知識指導生產。在《細胞呼吸的原理和應用》一課中,教材要求學生探究酵母菌的呼吸方式,并告知學生酵母菌在釀酒方面的作用。基于此,本人設計了“自制釀米酒”這一真實情境,在學生調查的基礎上,借助釀酒視頻引導學生步步分析:釀酒過程中如何處理谷物?發酵期間為什么要攪拌?發酵前期為什么要先通氣?這時的酵母菌將葡萄糖分解產生了什么物質?如何檢測?發酵后期為什么要密封?這時的酵母菌又將葡萄糖分解產生了什么物質?如何檢測?若無密封可能出現什么情況?結果證明,通過這一情境的教學,學生不僅理解了酵母菌的呼吸方式,也明白了釀酒的機理,了解了生物學知識在釀酒過程中應用,還知道了如何釀酒,有利于學生的進一步實踐。
生命科學史是生物科學形成,發展和演變的歷程,是探索生命現象及其本質的史實,蘊含著豐富的科學思想、科學精神和科學世界觀,具有較高的育人價值。以生命科學史創設問題情景,有助于學生感受其發展和演變的歷程,如:設計自制釀酒這一真實情境,在學生調查的基礎上,借助釀酒視頻引導學生步步分析釀酒中如何處理谷物發酵期間攪拌的目的是什么?發酵前期為什么要先通氣?這時的酵母菌將葡萄糖分解產生了什么物質?好奇為什么要蜜蜂?若無蜜蜂可能出現什么情況?延展到科學家獻身科學的精神,使學生學會繼承、借鑒,促進生物學科核心素養的提升。在《細胞膜的結構和功能》的教學中,本人以科學家對細胞膜成分的探索歷程為內容創設問題情境。“歐文頓的實驗是如何得出細胞膜是由脂質組成的?如果你是下一位科學家,你會如何進一步研究?朗繆爾發現磷脂分子具有親水端和疏水端,給你怎樣的啟迪?你能猜測出磷脂分子的排列方式嗎?若讓磷脂分子全部浸沒在水中,它們又是怎么排列的呢?細胞內外均為液體的環境,磷脂分子又應怎樣排列?羅伯特森利用電子顯微鏡所拍攝的細胞膜圖案,暗—亮—暗的三層結構以及膜厚度的證據,你猜測中的細胞膜的結構是怎樣的?1970年的人鼠細胞的融合實驗,能得出什么樣的結論?”通過這些探究情境的教學,使學生領悟“提出假設”“模型與構建”等科學研究方法,促進學生質疑與創新,培養學生科學思維和科學探究素養。脂質體藥物的拓展,讓學生體會如何利用理論知識解決現實問題,培養學生的社會責任意識。
生物是一門以實驗為基礎的學科,2020年全國一卷理科綜合第38題就是以小鼠脾臟為實驗材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟為情境,考察實驗探究能力。2020年全國一卷理科綜合第4題設置實驗目的與實驗材料的對應匹配問題,考查基于實驗目的的選擇實驗材料的能力。因此,教師在教學過程中可充分利用課本中的實驗素材或與教材知識密切相關的科學實驗,從實驗原理、實驗材料、實驗步驟、實驗現象及異常現象等方面來創設問題情境,促進學生思維能力的發展,促進學生實驗能力的提升。
事實證明,通過創設真實情境,確實能讓學生感到生物學科的樂趣,讓生物課堂變得生動且富有趣味,能讓學生積極地參與教學活動,保證課堂上有效的互動性,激發學生思維,開闊學生視野,促進學生能力的提升。但在具體使用過程中,也存在著一些需要注意和改善的地方。
有的教師在情境教學中更多的是關注情境創設后的課堂效果,是否成功地吸引學生的注意力,學生的課堂參與度是否提高,課堂氣氛是否變得更熱鬧等,而對于學生在情境中是否產生情感共鳴則關注不到位,致使情境的創設初衷和價值未能有效地發揮出來。
有的教師設置教學情境時選擇的情境素材涉及的學科內容廣而深,無形中增加了學生的學習難度,導致課堂目標出現偏離,而有的情境創設又過于簡單無法引發學生的探究欲望。所以,應立足于教學目標,適當地處理、包裝、豐富情境素材,以提升教學的效度。
有些老師設置教學情境時,往往采用一個案例說明一個道理的方式,走馬觀燈般的呈現很多的素材,為學生創設了豐富的教學情境。這樣的教學方式也可能導致學生剛融入一個情境,還來不及思考、消化,就接受另一個情境,學生很難體會知識間的內在聯系,反而影響教學效果。北京育英中學的秦老師主講的《細胞器之間的分工合作》創設了“白細胞吞噬細菌”白細胞吞噬細菌的真實情境,該情境就一例貫穿整個教學過程,有效地提升了課堂效率,給了我們極大的啟發。
總之,選擇合適素材、創設真實情境、提高課堂教學效率是生物學課堂教學的重要任務,但還有許多需要提高的地方。教師要與時俱進地做出改變,用好素材,創設真實有效的情境,讓學生在學習中感受快樂,激發學生的學習欲望,讓學生樹立正確的價值觀念,提升學生的生物素養。