核心素养导向下高中生物情境教学法应用研究

摘要：新课标背景下，教师在高中生物课堂教学过程中应注重培养学生的科学探究能力、科学思维、社会责任意识以及生命观念等核心素养。以核心素养为导向，优化高中生物教学模式，提升学生学习效率成为大势所趋。情境教学法是一种具有启发性、趣味性、生活性、热点性等特征的新型教学模式。教师采用情境教学法创设情境，激发学生的求知欲、主动性，有效指导学生深度思考并掌握知识。因此，本文将围绕核心素养导向下高中生物情境教学法的应用开展研究，重点分析实验情境、故事情境、生活情境、社会热点情境的创设方法，完善高中生物情境教学的整体结构，提升学生的高中生物核心素养。关键词：核心素养；高中生物；情境教学生物学科是一门研究生命现象、揭示生命活动规律的自然科学[1]。新课改背景下，高中生物的教学目标不再是一味追求成绩，而是全面培养学生生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等综合素养。这就需要教师在教学过程中，以高中生物核心素养为导向，通过多媒体视频、历史素材、语言以及实物等方式，创设合理的教学情境，采用科学的教学方式，调动学生的积极主动性，促进教师的“教”与学生的“学”相统一，帮助学生准确掌握基本概念，进一步引导学生将理论知识应用于实际生活。因此，在高中生物课堂教学过程中，需要教师首先认识到核心素养导向下的高中生物情境教学的重要性，了解当前高中生物课堂教学中情境教学的应用现状，进一步提出有效的应用策略，从而推进素质教育目标的落实。一、核心素养导向下高中生物情境教学的重要意义（一）激发学生的学习兴趣相较于传统的“填鸭式”教育，高中生物情境教学更能增强课堂教学的趣味性、启发性，激发学生学习的好奇心与求知欲，提高课堂的活跃度与师生的互动性。在核心素养导向下，教师科学运用情境教学法，将生物知识与生活情境相结合，引导学生专注听讲、积极思考，提高学生的课堂参与度。此外，教师还可以创设具有探索性的问题情境，启发学生深入思考，引导学生利用所学的生物知识分析问题，最后探索出多种解决问题的方法。在解决问题的过程中，学生逐渐形成科学认知，搭建生物知识网络体系，全面且准确地理解高中生物知识，这将有效帮助学生发展核心素养[2]。（二）培养学生的创新思维教师在开展情境教学中，创设相应的问题情境，同时注意引导学生自主探究，培养学生的发散性思维，进而激发学生提出多种解决方案，帮助学生建立起演绎—推理、归纳总结等科学思维，从而提升学生的自主学习能力和创新思维。此外，在解决问题的情境教学中，教师应鼓励学生共同合作、相互启发、拓展思路，进一步提升学生的社会适应能力。（三）提升学生的实践能力在生物实验教学过程中，教师为学生创设科学探究的教学情境，学生依据实验目的提出假设、设计实验过程、选用合适的实验器材、开展详细的实验流程、认真记录并分析实验结果。学生在创设的情境中梳理知识的来龙去脉，同时深入学习生物知识，进而掌握所学知识的应用方法与意义，最终提升知识迁移和应用的能力。此外，学生可以通过理论与实践有机结合，进一步丰富自身实践经验，最终提升学生的核心素养和综合素质。二、高中生物教学现状（一）教学方式单一化受传统应试教育的影响，高中生物教师大多采用“填鸭式”的教学模式，这无疑会导致教师在教学活动中出现重知识轻实践，重结果轻过程的现象[3]。针对实验教学与探究活动板块，部分教师依然采用传统的讲授法，简单罗列教学目标中的知识点，不深入讲解实验原理、操作过程以及实验注意事项等，导致学生所学的知识呈散点状分布，无法构建知识网络体系。此外，部分教师过度侧重理论知识的讲解，学生缺乏实践经验，导致学生难以深度学习生物理论知识，不利于科学思维的培养。（二）课堂教学程序化目前，虽然学校组织教师集中学习了《普通高中生物学课程标准》（2017年版2020年修订），但是教师在遇到科学探究的问题时，部分教师无法准确把握并应用教学大纲，这导致课堂教学中出现探究点偏移的现象。此外，在情境教学过程中，教学流程与教学设计环节缺乏创新性和流畅性，无法激发学生的学习热情。课堂教学程序化不利于学生积极主动思考及探究问题，不利于学生高效学习，同时也不利于教师教学能力的提升。（三）师生交流表层化良好的师生关系是有效开展课堂教学的前提条件。教师可以通过营造生动的课堂氛围，激发学生的学习兴趣，与学生建立良好的师生关系。然而，部分教师不能充分了解学生的特点，创设的情境不能满足学生的需求，这导致学生的课堂参与度较低，教师在课堂上不能与学生有效沟通，无法促进学生深层次学习。此外，部分教师在教学过程中缺少互动的环节，教师独自在讲台上唱“独角戏”，学生在讲台下“随声附和”，没有充分发挥学生的主体性。三、核心素养导向下高中生物情境教学的应用策略（一）创设实验情境，引领学生科学探究实用主义教育家杜威主张“做中学”，并指出只有“做”出来的知识，才是“真知识”。高中生物实验恰好是学生“做中学”的有力支撑，其打破传统教师主导的局面，强调充分发挥学生主体性，让学生亲自动手“做”实验。实验前，结合教学内容，教师和学生共同准备实验用具，学生自己查阅相关资料并设计实验思路。实验中，教师以“引导者”的身份鼓励学生团结协作、积极讨论。实验后，督促学生及时整理数据、归纳结论。教师要重视实验教学，为学生提供更多手脑并用的机会，使学生深入理解学科知识，增强科学探究能力。教师在创设实验情境时，需要注意以下要点：一是启发性。高中生物实验教学过程中，教师创设情境时要遵循启发性原则。教师应为学生设置问题或者学习任务，创造思考的机会，启发学生思考，培养学生的科学探究能力。以新人教版必修2“细胞中的元素和化合物”为例，教师在组织学生检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验活动前，教师板书实验结论。同时，教师详细讲解实验原理、实验步骤以及实验注意事项。教师组织学生分组，并鼓励学生组内合作，组间探讨。例如，还原糖鉴定实验过程中，设置不同变量，探究各变量对实验结果的影响。第一组同学以梨作为实验材料依据教材实验步骤；第二组以去皮葡萄作为实验材料依据教材实验步骤；第三组可以梨作为实验材料，设置不同水浴加热温度；第四组可以去皮葡萄作为实验材料，设置不同水浴加热温度。实验结束后，组间互相分享实验结果。蛋白质鉴定实验过程中，一方面，教师可以指导学生采用稀释的方式，厘清斐林试剂（甲液、乙液）和双缩脲试剂（A液、B液）的关系：即斐林试剂乙液稀释得到双缩脲试剂B液；另一方面，教师可以指导学生比较活性蛋白质（如蛋清稀释液）、失活蛋白质（如煮熟鸡蛋清）分别与双缩脲试剂反应的结果，使学生认识到蛋白质虽然变性失活，但是肽键不断裂，只是空间结构变得松散、疏松，更容易被机体吸收。脂肪鉴定实验中，花生子叶切片很难做到又薄又匀，可以指导学生用花生匀浆作为实验材料，或者用苏丹IV鉴定家里的食用油。教师指导学生以课本为基础，探究不同实验变量对实验的影响，培养学生的科学思维，提升科学探究能力。二是参与性。情境教学活动中，师生、生生之间的互动至关重要。在组内合作，组间竞赛的过程中，师生共同分析同一问题，共同分享观点、知识和结论，从而促进深层次的学习。以新人教版必修2“DNA的结构”为例，教师在组织学生利用DNA模型组件制作DNA双螺旋结构时，首先开展总结“DNA分子结构特点”的活动，通过鼓励学生动手实践来引导学生探究DNA分子的结构特点，进一步建立结构功能观，从而了解结构由来的原因。例如，DNA为什么呈双螺旋结构？碱基为什么排列在内侧？此外，教师还可以组织“DNA模型建构大赛”，学生通过组内合作，了解脱氧核苷酸以及链间的连接方式，制作出DNA双螺旋结构模型。通过组间竞赛的形式，学生投票评选出科学美观的DNA模型，增强学生的成就感。（二）创设故事情境，培养学生科学思维高中生物教学内容具有杂而多的特点，容易导致学生学习的知识呈散点分布，难以呈网状排列在大脑中。因此，高中生物课堂教学过程中，教师可以选用趣味故事或者历史故事，将故事情节与生物知识相联系，从而加深学生对知识的理解与记忆。依据学生喜欢听故事的心理特点，将故事自然而然地引入课堂，营造良好的学习氛围，激发学生的好奇心与求知欲，调动学生的积极性与主动性。教师在创设故事情境时，需要注意以下要点：一是趣味性。兴趣是最好的老师：真正的学习，源于热爱[4]。在高中生物教学过程中，教师以学生原有认知为基础。首先，选取合适的情境素材；其次，引入有趣的活动内容，逐步激发学生的学习热情，充分发挥学生的自主能动性。以新人教版必修2“基因突变”为例，20世纪初，一位非洲青年小伙子去医院看病，他的症状是发烧和肌肉酸痛，美国医生詹姆斯·赫里克对其血细胞进行检测时，意外发现其血液中存在很多异常的红细胞。人体正常红细胞呈中央微凹面的圆饼状，而这位病人的很多红细胞呈扁平狭长状，形状如同农夫收割时用的镰刀。赫里克对这位特殊的病人进行了持续6年的观察，并于1910年发表了相关论文，人类历史上第一次公开报道镰状细胞贫血。结合故事情境，教师抛出问题：那么，镰刀状红细胞产生的原因究竟是什么呢？为什么镰状红细胞会造成贫血呢？科学家进一步从分子水平对患者的血红蛋白进行研究，发现在组成血红蛋白分子的氨基酸发生了替换。带领学生观察教材图5-2血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列，启发学生思考问题并分析镰状红细胞贫血形成的原因，加深学生对基因突变概念的理解。二是多样性。依据学生的身心发育特点以及教学内容的难易程度，教师尝试不同的教学方法，如组织学生看视频、听音频等方式，使教学形式变得灵活多样。以新人教版必修2“基因指导蛋白质的合成”为例，播放一段“皇帝管理国家”的历史视频，并进行详细讲解：城里“细胞核”中住着皇帝“DNA”，城中的皇上如何管理幅员辽阔的国家？即细胞核中的基因如何指导细胞质中蛋白质的合成？引导学生带着问题思考。皇帝“DNA”不能随意出宫“细胞核”，需要向太监传达旨意，形成圣旨“mRNA”，即转录的过程。然后，太监骑马通过城门“核孔”到达宫外“细胞质”宣读圣旨“mRNA”，即翻译的过程。细胞核中的基因通过转录和翻译两个过程指导细胞质中蛋白质的合成。（三）创设生活体验情境，加强学生的生命观念陶行知先生提出“生活即教育”教育理念。学生所学知识要与生活密切相关，全面落实理论与实践相结合的理念。生活体验情境应具有生活性、易懂性等特点。教师创设与生活场景密切相关的情境，给学生带来熟悉感、亲切感，加深学生对生物知识的理解，同时培养学生尊重生命的观念。教师在创设生活体验情境时，需要注意以下要点：一是生活性。在高中生物教学过程中，教师应注重从日常生活中挖掘学生易接触的真实情境素材，为学生搭建一个自由探索的空间，进一步使学生获得真实的教育，从而提高学生应用所学知识解决现实问题的能力。以新人教版必修1“细胞中的糖类和脂质”为例，教师在讲解糖类与脂质时要引导学生认识到暴饮暴食的危害，养成健康的饮食习惯。在讲解糖类时，帮助学生了解《中国居民膳食指南（2016）》中的“控糖”建议：控制添加糖的摄入量，每天摄入不超过50g，最好控制在25g以下。结合学生爱喝饮料的实例，带领学生共同计算一瓶500ml的碳酸饮料或乳酸菌饮料中的含糖量，计算得出含糖量大约为50g，明显会超出当天控糖量的标准。引导学生意识到长期摄入超标的糖会导致肥胖、龋齿、高血压、糖尿病等一系列疾病。在讲解脂肪时，教师展示一张血液化验单，指出化验单中的甘油三酯即脂肪，帮助学生学会分析血液化验单，了解自己及家人的身体健康状况。结合生活中“增肥容易，减肥难”的实例，讲解糖类与脂肪的关系：细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的，但二者相互转化的条件与速率不同，当糖类供应充足时，糖类可以大量转化为脂肪，而脂肪一般只有在糖类代谢发生障碍时，糖类供能不足，脂肪才会发生分解供能，并且脂肪不能大量转化为糖类。通过上述实例，教师要引导学生合理饮食，定期运动锻炼，保持健康体重，塑造良好形体。二是易懂性。教师创设生活情境时，不可忽略易懂性的特点，将具体抽象的生物知识简单化与形象化，帮助学生理解生活中生物知识的运用原理。以新人教版必修1“被动运输”为例，结合生活中“吃咸瓜子口渴”的实例，讲解原理：吃咸瓜子过多使口腔溶液浓度高于口腔细胞的细胞质浓度，导致口腔细胞脱水，从而产生口渴的感觉。然后，根据教材图4-1水进出哺乳动物红细胞的示意图，具体分析外界溶液浓度与细胞质浓度的关系，帮助学生明确外界溶液浓度过高或过低都会影响红细胞的正常形态，进而影响红细胞携带运输氧气的功能。辅助学生深刻理解结构与功能相适应的生物学观点，进一步引出“输液为什么要用生理盐水？”生理盐水即质量浓度为0.9%的NaCl溶液，与人体血浆渗透压是相等的，能使细胞处于等渗溶液，保持正常的形态。（四）创设社会热点情境，培养学生社会责任感社会热点情境主要以社会中的热点现象或问题为主要题材，具有实时性、新颖性等特点。近些年，高考题题干信息趋向新颖化、热点化、前沿化。课堂引入社会热点还可以帮助学生丰富生物知识，提高做题效率。采用社会热点情境，不但可以丰富教学资源，而且能够拓宽住校学生的视野，进一步培养学生的社会责任意识。教师在创设社会热点情境时，需要注意以下要点：一是热点性。创设的社会热点情境可以是前沿的科学研究成果，也可以是备受关注的社会现象或事件。借助社会热点情境，激发学生情境探索的欲望。以新人教版必修2“基因的表达”为例：2024年诺贝尔生理或医学奖授予美国科学家维克托·安布罗斯（VictorAmbros）和加里·鲁夫昆（GaryRuvkun），以表彰他们发现了微小核糖核酸（microRNA）及其在转录后基因调控中的作用。微小RNA是一类短小的非编码RNA分子，能够通过与目标mRNA的结合调控基因的表达。目前科学家发现了2600多种微小RNA，其中包括胰岛素、失眠、脱发、癌症等方面对应的微小RNA。其中，在医学研究方面，科学家发现某些特定的微小RNA在肿瘤细胞中异常表达，这为肿瘤的早期诊断和靶向治疗提供了新的方向。在植物研究方面，微小RNA不仅可以调控植物的生长而且能够响应环境变化，这一发现对农业科学的进步具有重要意义。在动物研究方面，微小RNA在神经系统的发育及功能中同样扮演着关键角色。因此，基因表达并非只受DNA序列的直接调控，还受到其他复杂分子之间相互作用的影响，微小RNA的发现挑战了传统的基因表达模型。二是教育性。教师应提供与教材知识、学生身心发展规律相联系的社会热点素材，以确保学生树立正确的世界观、人生观、价值观，促进学生建立社会责任意识。以新人教版选择性必修2“生物多样性及其保护”为例，教师开展以“生态环境保护”为主题的班会，其中包括三个分支主题。结合生活实际，各分支主题主要包括以下情境题材。分支主题一：生物多样性的价值——“青蒿素的发现与应用”“地球之肾，鸟类天堂——曹妃甸滨海湿地”；分支主题二：生物多样性丧失的原因——“撒哈拉沙漠发洪水”“南极气温上升，冰雪融化”“北极甲烷大爆发”；分支主题三：保护生物多样性的措施——“广西雅长