摘要:新一輪課程改革背景下,探索高中生物情境教學(xué),不僅是對教學(xué)模式的一種創(chuàng)新,更是對生物學(xué)科教育理念的深刻反思。通過創(chuàng)設(shè)具有教育意義的情境,讓學(xué)生在探索和解決問題的過程中主動構(gòu)建知識,發(fā)展思維能力,深入理解生物學(xué)現(xiàn)象和原理,達(dá)到對知識的深度理解與靈活應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:新教材;高中生物;情境創(chuàng)設(shè);復(fù)習(xí)策略
中圖分類號:G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-8918(2024)34-0115-04
學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)、知識探究的過程中循序漸進(jìn)培養(yǎng)起來的。生物學(xué)科核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對生物學(xué)知識內(nèi)容的掌握和解決實際問題的能力。學(xué)生在具體的問題情境當(dāng)中所表現(xiàn)出來的思維邏輯、策略方法、價值觀念等是學(xué)生學(xué)科知識、技能、態(tài)度的綜合表現(xiàn)。情境教學(xué)是一種高效的教學(xué)方法,通過構(gòu)建富有吸引力的學(xué)習(xí)情境,將抽象的科學(xué)知識與學(xué)生的日常生活緊密結(jié)合,有效激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望,提升他們的學(xué)習(xí)能力。教師的角色也從單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者和啟發(fā)者,更加注重對學(xué)生思維的發(fā)展和能力的培養(yǎng)。
一、 情境重構(gòu),以任務(wù)驅(qū)動知識遷移
“光合作用”作為高中生物學(xué)科的核心內(nèi)容,在高考中占據(jù)重要地位。其理論知識廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植被分布及植物生長維護(hù)等多個領(lǐng)域。在高考題目中,常常結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)背景,對光合作用的相關(guān)知識進(jìn)行深入考查。因此在設(shè)計教學(xué)情境時,以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為背景,構(gòu)建相關(guān)情境,提高學(xué)生的知識遷移與應(yīng)用能力,使他們能夠更好地適應(yīng)考試要求,有效應(yīng)對高考挑戰(zhàn)。
新生代高中生對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的實際接觸較少,利用校園場地寬闊、環(huán)境較好、污染程度相對較低的資源優(yōu)勢,設(shè)計“頂樓菜園”活動方案,圍繞“物質(zhì)和能量觀”的主線引導(dǎo)學(xué)生從“探究—體驗—合作—分析—認(rèn)知”等一系列復(fù)雜和真實的情境中主動探究、層層推進(jìn),將零散的知識體系化、結(jié)構(gòu)化,激活科學(xué)思維,提高生物認(rèn)知,提升學(xué)科素養(yǎng),形成解決實際問題的關(guān)鍵能力。
結(jié)合新教材編排變化可以看到,在生物學(xué)科中“生命觀念”貫穿于全部課程,滲透在不同板塊理論教學(xué)里,在這部分知識內(nèi)容的復(fù)習(xí)課上,一要夯實學(xué)生理論知識基礎(chǔ);二要平衡學(xué)生跟隨復(fù)習(xí)和自主探究之間的有效平衡;三要落實學(xué)生進(jìn)階水平的素養(yǎng)要求?;诖藝@“物質(zhì)與能量觀”,設(shè)計“頂樓菜園”探究方案,整合教材中的光合作用、呼吸作用和生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容,形成項目清單(表1),引導(dǎo)學(xué)生在循序漸進(jìn)的探究活動中提高解決實際問題的能力。
高三第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)重點是科學(xué)銜接課堂教學(xué)與高考評價,增強(qiáng)學(xué)生的知識遷移能力。譬如結(jié)合2018年全國Ⅰ卷高考題第30題考點,整合“凈光合作用的概念理解”與“環(huán)境對光合作用的影響”兩部分內(nèi)容,在任務(wù)方案中做出如下調(diào)整:
1. 根據(jù)提供的農(nóng)作物相關(guān)材料,提煉其中的生物學(xué)內(nèi)容;
2. 假設(shè)“頂樓菜園”位置設(shè)置在廈門,請選擇合適種植的農(nóng)作物品類,并做出說明。
結(jié)合具體環(huán)境,建構(gòu)真實任務(wù)讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中,實現(xiàn)理論知識向?qū)嶋H應(yīng)用的有效遷移,提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)和舉一反三的能力,在解決“光合作用”相關(guān)考題時,利用知識框架高效解答。
高三二輪復(fù)習(xí)時間緊、任務(wù)重。必須快速發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱點進(jìn)行查漏補(bǔ)缺,通過構(gòu)建情境幫助學(xué)生形成大單元意識,引導(dǎo)他們在交互協(xié)作中突破認(rèn)知障礙,從理論知識學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向“問題—解決—正向反饋”深度學(xué)習(xí),不斷提升學(xué)科綜合素養(yǎng)。
二、 翻轉(zhuǎn)課堂,以智育提高思維認(rèn)知
“基因突變和基因重組”是高中生物必修2的重點內(nèi)容,在高三復(fù)習(xí)規(guī)劃中,“基因突變和基因重組”部分知識的復(fù)習(xí)教學(xué)主要安排在“基因規(guī)律”和“位置與本質(zhì)”等相關(guān)課時之后,既通過前期復(fù)習(xí)的基因變化相關(guān)內(nèi)容夯實基因概念又為隨后的生物進(jìn)化等知識奠定基礎(chǔ),形成承上啟下、螺旋上升的復(fù)習(xí)結(jié)構(gòu)。高三學(xué)生基礎(chǔ)功底比較扎實,具備了一定的知識推理和分析能力,運(yùn)用情境教學(xué)法復(fù)習(xí)本章節(jié)內(nèi)容,一方面幫助學(xué)生優(yōu)化知識結(jié)構(gòu),一方面培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
在復(fù)習(xí)之前,結(jié)合時政熱點,聯(lián)系生活實際,借助熱點事件構(gòu)建具體情境,圍繞課題進(jìn)行知識延伸,激發(fā)學(xué)生思維,幫助他們深化知識。比如將“神舟十六號”飛船順利發(fā)射、回歸事件融入復(fù)習(xí)課中,借助信息技術(shù)和多媒體為學(xué)生播放載人飛船相關(guān)視頻,并提出探究問題“由于我國航空航天的迅速發(fā)展。航天育種技術(shù)逐漸成熟,那么航天育種中所蘊(yùn)含的生物學(xué)原理都有哪些?”“基因重組的生物學(xué)依據(jù)都有哪些?”等,以此引入復(fù)習(xí)重點。在學(xué)生進(jìn)入研究情境中后,設(shè)計“囊性纖維化的發(fā)病機(jī)理”“皺粒豌豆的形成機(jī)制”“鐮狀細(xì)胞貧血”三個實例,引導(dǎo)他們探究基因突變和重組的根本原因、直接因素以及基因控制方式,并對得到的結(jié)論作進(jìn)一步的歸納總結(jié)。教師在整個研究與總結(jié)的過程中適時為學(xué)生提供導(dǎo)學(xué)支架,引導(dǎo)他們在自主探究中滲透科學(xué)思維、學(xué)科素養(yǎng),加深學(xué)生對生物學(xué)概念的理解。
譬如提供某植物細(xì)胞的一個DNA分子序列(圖1)。
圖中Ⅰ和Ⅱ為無效遺傳效應(yīng)的序列,a、b、c指3個基因,圖示中的各個元素之間都能夠發(fā)生堿基對的增添、缺失和替換。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖示內(nèi)容進(jìn)行思考:
1. 基因突變的實質(zhì)是什么?
2. DNA分子堿基序列改變的原因與基因突變是否有關(guān)?
3. 基因突變后的基因和原基因之間構(gòu)成什么關(guān)系?
4. 在圖2中構(gòu)建出基因突變的概念模型。
5. 所有的基因突變是否都能夠使用顯微鏡觀察?并說明原因。
再次通過多媒體技術(shù)展示航天育種真實場景,用現(xiàn)實問題激活學(xué)生知識基礎(chǔ),要求學(xué)生結(jié)合基因突變相關(guān)內(nèi)容解答以下問題:“航天育種的種子是什么種子?”“種子進(jìn)入太空后發(fā)生什么變化”“太空中的高輻射會對人體造成哪些影響?”“種子在太空環(huán)境中會出現(xiàn)什么變化?”歸納總結(jié)學(xué)生的探究成果,引導(dǎo)學(xué)生思考基因突變的內(nèi)在環(huán)境和外部環(huán)境,幫助學(xué)生形成生命意識、科學(xué)思維以及學(xué)科核心素養(yǎng),進(jìn)一步對“基因”相關(guān)知識形成深刻認(rèn)知,此外利用信息技術(shù),制作思維導(dǎo)圖(圖3),有機(jī)結(jié)合基因突變及重組的后續(xù)形式和知識,讓學(xué)生在完整的知識網(wǎng)絡(luò)中辯證地看待基因意義,提高解決實際問題的能力。
比如改編2021年廣東高考生物試題第20題,根據(jù)題目內(nèi)容創(chuàng)設(shè)相應(yīng)情境,進(jìn)一步幫助學(xué)生理解基因突變與生物性狀改變的內(nèi)在聯(lián)系,引導(dǎo)他們推測、總結(jié)基因突變對生物性狀的影響元素,綜合提升學(xué)生在真實情境下解決實際問題的能力。
三、 建構(gòu)框架,以模型創(chuàng)新知識領(lǐng)域
復(fù)習(xí)是一個溫故而知新的過程,一方面要讓學(xué)生對所學(xué)的知識進(jìn)行回顧和鞏固,另一方面要引導(dǎo)他們梳理和總結(jié)知識重點、難點,對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化、對新知識進(jìn)行攻克。復(fù)習(xí)課堂上結(jié)合建構(gòu)主義理論,圍繞學(xué)生薄弱點構(gòu)建創(chuàng)設(shè)情景——確定問題——獨(dú)自學(xué)習(xí)——協(xié)作學(xué)習(xí)——效果評價的框架結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)情境結(jié)構(gòu)化教學(xué)的重要意義,有效激發(fā)學(xué)生復(fù)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生完善的思維體系。
“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”是必修二的重要內(nèi)容,這部分知識涉及“能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖、生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意圖、賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解”三個圖像模型,對這三個模型內(nèi)涵的理解程度決定了學(xué)生對這部分知識內(nèi)容的掌握水平,復(fù)習(xí)課上教師將“同化量、攝入量、糞便量、用于生長發(fā)育繁殖、分解者利用、呼吸作用散失”等用于描述能量流動過程的相關(guān)用詞展示給學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生列舉出所有描述能量流動過程的等式,把這部分重點內(nèi)容概括成一個簡單的知識框架,接著提出“這些描述能量流動過程的等式對應(yīng)能量流動的哪個圖像模型?”引出能量流動圖像模型復(fù)習(xí)情景,設(shè)計對比、分析和比較活動,指導(dǎo)學(xué)生辨別三者之間的聯(lián)系。從概念大框架到細(xì)化每一個知識點,讓他們在循序漸進(jìn)的構(gòu)建中溫故知新,完成知識的鞏固與延伸。
課后練習(xí)也是優(yōu)化知識框架的重要組成部分,在習(xí)題講評環(huán)節(jié),把學(xué)生容易出錯、混淆的知識點進(jìn)行分類梳理,按照類別、題型建立情境框架,每當(dāng)學(xué)生遇到同類問題時,套用情境框架內(nèi)的探究流程,把題目與所考查的知識點聯(lián)系起來,利用框架結(jié)構(gòu)和知識經(jīng)驗解決問題。譬如在生物遺傳規(guī)律板塊的復(fù)習(xí)中,從遺傳題中整合豐富、零碎的知識點,分類建構(gòu)知識框架,比如將“基因的分離定律”和“基因分離定律的特殊情況”相關(guān)的題目進(jìn)行整合梳理,按照遺傳題框架分類出“不完全顯性遺傳現(xiàn)象”“從性遺傳現(xiàn)象”“復(fù)等位基因遺傳”等題目類型,對這一類題目的共同特征進(jìn)行提煉總結(jié),建構(gòu)出一類題目的解題思路,學(xué)生在解答關(guān)于“遺傳”內(nèi)容相關(guān)的問題時,就能夠按照一定的解題思路,從“會解一道題”到“會解一類題”轉(zhuǎn)變,針對遺傳題首先按照“分離定律”討論基因遺傳的相關(guān)概念,接著結(jié)合“表現(xiàn)”討論雜合子的性狀,在“不完全顯性遺傳現(xiàn)象”中,雜合子的性狀表現(xiàn)具有一定的獨(dú)特性,通常展現(xiàn)出介于顯性純合子與隱性純合子之間的中間性狀。
四、 多元互動,有效激活思維碰撞
“基因工程”也是高三復(fù)習(xí)的重點,在對這部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)課進(jìn)行設(shè)計時,要從學(xué)生的實際情況和具體認(rèn)知出發(fā),站在學(xué)生的認(rèn)知角度進(jìn)行知識的交互和探究,提前預(yù)測學(xué)生對這部分知識內(nèi)容的理解層次和學(xué)習(xí)瓶頸,謹(jǐn)慎斟酌生活化情境的資源選擇。情境教學(xué)法認(rèn)為真正的知識是在真實的學(xué)習(xí)情境中獲得的。生物學(xué)科與生活實際密切相關(guān),教師要盡可能多地將學(xué)生的體驗內(nèi)化為學(xué)生的知識,并將知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)用能力,重塑學(xué)科素養(yǎng),達(dá)到高考所設(shè)置的知識目標(biāo)以及能力要求。
在創(chuàng)設(shè)情境時如何設(shè)置問題是關(guān)鍵,以問題導(dǎo)入指引學(xué)生明確的思維方向,充分啟發(fā)學(xué)生思維品質(zhì),因此高效互動必不可少。構(gòu)建“基因工程”復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)過程(表2),把所要復(fù)習(xí)的知識放在具體的實際情景中進(jìn)行設(shè)問。
在整節(jié)復(fù)習(xí)課中,圍繞“如何讓酵母菌生產(chǎn)人的胰島素”為情境,由簡及難設(shè)置層層問題,在師生和生生的有效互動中實現(xiàn)基因工程知識的再現(xiàn)與運(yùn)用,分別設(shè)計兩個學(xué)生活動鞏固學(xué)生知識體系。
學(xué)生活動一:
教師提出“通過哪種現(xiàn)代技術(shù)手段能夠獲得能生產(chǎn)人胰島素的酵母菌?酵母菌中產(chǎn)生人胰島素的原理是什么?這一技術(shù)關(guān)鍵步驟是什么?”“表達(dá)載體”的構(gòu)建是這一部分的關(guān)鍵內(nèi)容,因此從最關(guān)鍵的步驟來展開復(fù)習(xí),追問“基因表達(dá)載體的組成分別有何作用?如何構(gòu)建基因表達(dá)載體?”等問題,緊扣知識重點和難點設(shè)計問題鏈,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)完整的、廣闊的思考空間。
學(xué)生活動二:
根據(jù)“在酵母菌中生產(chǎn)人胰島素的流程示意圖”鼓勵學(xué)生進(jìn)行思維發(fā)散,根據(jù)圖示操作的四個步驟想一想都能提出哪些問題,并根據(jù)學(xué)生的作答情況了解學(xué)生對基因工程的理解水平,提高課堂教學(xué)的交互性和活動有效性,以填空形式設(shè)計本節(jié)課的復(fù)習(xí)目標(biāo),讓學(xué)生思維更自由、連貫、開放。(表3)
學(xué)生完成復(fù)習(xí)目標(biāo)的過程就是獨(dú)立思考,思維碰撞的過程,在提出問題、分析探究、繼續(xù)解答的過程中,學(xué)生逐步發(fā)現(xiàn)生物學(xué)知識的規(guī)律、提問的技巧和解答的技巧,通過思考完成學(xué)習(xí)任務(wù),獲取學(xué)習(xí)的成就感和知識的趣味性,只有將知識與情景相結(jié)合才能讓學(xué)生更加透徹地、自如地、深刻地應(yīng)用知識,讓學(xué)習(xí)自然發(fā)生。
五、 結(jié)論
高三階段的復(fù)習(xí)課是學(xué)生提升的關(guān)鍵,教師在每一節(jié)復(fù)習(xí)課和每一個知識板塊中嘗試更新和積累教學(xué)理念,站在學(xué)生視角,結(jié)合學(xué)生實際明確復(fù)習(xí)課的本質(zhì)與目標(biāo),突出學(xué)生主體地位,營造有效的交互環(huán)境,才能激發(fā)學(xué)生的思維與想象,讓學(xué)生以新的思維形態(tài)和行為表現(xiàn)更新原有的思維行為習(xí)慣,進(jìn)一步形成高效的復(fù)習(xí)風(fēng)格,達(dá)到預(yù)期的復(fù)習(xí)目標(biāo)。
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