巧設主線化情境，發展生物學核心素養

李艷華

(浙江省江山中學 江山 324100)

生物學核心素養每個維度較高水平的發展，都離不開情境的支撐。真實、生動的情境，深受學生喜愛。但是有些課堂，情境僅僅被應用在導課環節，引入新課之后，教學便完全脫離情境，這一做法并沒有充分挖掘出情境的作用，脫離情境的教學會使剛剛激發出的學習熱情被澆滅。也有一些教學中，教師在導課以及課堂探究的每個環節均設置了教學情境，但是幾個情境缺乏整體性和連續性，學生在幾個不相關的情境中獨立地完成相關知識的學習，由于頻繁地更換教學情境，致使課堂探究的主線不清，思路不暢，嚴重干擾和弱化知識與技能的學習以及思維的發展，降低了教學的有效性。那么如何充分發揮出情境在教學中的作用呢？筆者在教學中嘗試將情境設計為貫穿整節課的主線，即將情境主線化，一條情境主線貫穿始末，設計思路清晰有序，情境主線與知識主線融合，知識網絡建成的同時，核心素養得以發展。下面結合教學中的一些案例分析主線化情境的幾種建構策略。

1 先總后分，利用分析型主線情境發展素養

創設主線化情境的一種方式是總分式，即在導課環節將涵蓋整節課要素的情境資料予以呈現，可以是一幅圖片、一段情節性視頻、一則文字性資料等等，在開始新授課之后，將這一情境進行分解，通過設置不同的問題將整條情境主線分解為關聯多個活動的小情境線索，再引導學生沿著這種主線情境展開課堂教學，整節課教學內容的落實被巧妙地融合在對情境分析的各個問題的解決之中。

例如，在“生態系統的營養結構”一節的教學中，在新授課時，可以使用“螳螂捕蟬、黃雀在后”的視頻動畫導入新課，然后將這一情境分解為層層遞進的小情境主題(圖1)。

圖1 “生態系統的營養結構”一節的小情境主題

該主線情境的運用需有始有終，一則視頻的分析貫穿于整節課的探究之中，既搭建起完整的情境主線，又引導學生由表及里、由淺入深地對情境內容進行層層分析，最后透過現象分析出本質。在分析問題的過程中，分析推理的科學思維素養得以發展，同時環環相扣的主線化的情境，激發了學生探究學習的熱情，把探究學習落到實處。

綜上所述，分析型主線化情境的建立，需要先創設情境，再運用問題串等形式分解情境，最后巧妙地把這些小情境線索串聯成線，從而建構知識、發展素養，其建構及運用模型如圖2所示。

圖2 分析型主線化情境的建構模型

2 先驅后動，利用任務型主線情境發展素養

任務型的主線情境，是指給學生布置一個以任務為中心的學習情境，驅動學生通過個體的或者小組的活動進行體驗學習，從而在發現問題、解決問題的過程中，完成知識建構。這種主線化情境常常需要充分了解學情，借助學生已有的概念基礎、借助多種信息的獲取方式。教師設置任務進行“驅”，而學生通過合作充分“動”。具體來講，任務型主線情境運用的一種方式是教師在課前創設情境，布置資料檢索、收集的任務，然后在課堂中圍繞該任務情境進行展示交流，另一種方式是在課堂中進行任務驅動，開展合作探究活動，展示交流。無論哪種方式，均需構建起情境—任務—活動的學習線，引導學生在任務驅動下進行活動交流，完成探究學習。

例如，“艾滋病”一節的學習中，可以以世界艾滋病日這一簡單熟悉但學生不夠了解的情境引入新課，在課前布置學生以小組為單位，結合教材內容，到圖書館、學科教室查詢有關艾滋病的相關內容(病原體、傳播途徑、危害、防治等)，然后由學生自己設計幻燈片等形式，在課堂上以小組為單位交流學習結果，最后自評以及組間互評。

任務型主線情境以任務驅動的方式引導學生開展探究活動，整節課緊緊圍繞課前布置的情境任務，目標明確、開放性強，能夠充分發展學生分析問題、解決問題、合作學習以及交流評價等科學探究能力。該主線情境的建構及運用模型如圖3。

圖3 任務型主線化情境的建構模型

3 先破后立，利用沖突型主線情境發展素養

發現認知沖突并解決沖突是思維深度發展的重要途徑，也是思維發展的根本原因。在設置主線化情境時，借助學生在不同階段認知差異或同一階段不同個體間的認知差異，制造認知沖突、創設探究情境，引導學生通過課堂中自主學習、交流辯論、體驗活動等對有沖突的認知進行深度探索和思考。即借助認知沖突構建情境主線，學生沿著沖突產生—沖突分析—沖突解決這一主線學習的過程中，對概念先破后立，在解決沖突的過程中實現概念重建，發展批判性的科學素養。

例如，在“體溫調節”的學習中，可以嘗試在導課環節呈現兩則有關冬去春來、增減衣物的民間諺語：“春捂秋凍”和“知冷知熱”，提出兩種看似相反的認知，依據學生個體的認知差異創設起認知沖突。在大家各抒己見之后，抓住學生頭腦中的前概念，引導學生帶著對沖突的探索熱情，探究體溫的產生、體溫的維持、體溫的調節，最后再回歸情境，運用所學知識分析對兩種講法的新的認知，在發現沖突、分析并解決沖突的過程中，利用情境完成對概念的學習、知識的建構和應用。

很多新概念的學習，需要建立在學生頭腦中前概念的基礎之上。運用沖突型主線情境，先破后立，沖突解決和概念重建的過程中，思維深度挖掘，分析問題、解決問題的能力以及批判性思維充分得到發展。這一主線化情境建構及運用模型如圖4。

圖4 沖突型主線化情境的建構模型

4 先易后難，利用支架型主線情境發展素養

受到已有知識體系的限制，有些學習內容開展探究性學習是有難度的，學習缺乏必要的知識和背景的支撐。這個時候可以借助一些事實性的材料、科學史資料或者科技時事等信息，創設多則源自同一背景的情境性材料，將這些資料按照學生的認知特點逐步呈現，為學生的探究學習逐步搭建支架，學生借助主線化的情境支架，一步一步向上攀升，主動完成學習體系的建構和生物核心素養的提升。

例如，“DNA結構”一節的學習中，可以利用DNA發現過程中的科學史資料創設情境主線，為學生搭建學習支架，完成整節課的建構學習。

情境資料一： 在沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結構模型之前，人們已經證實了DNA分子是由許多脫氧核苷酸構成的長鏈，自然界中的DNA并不以單鏈形式存在，而是由兩條鏈結合形成的。

提出問題1： 依據資料一，你能找出DNA結構中的哪些特點？(螺旋結構，核苷酸組成，兩條鏈。)

情境資料二： 在1949年到1951年期間，科學家Chargaff研究不同生物的DNA時發現，DNA分子中的嘧啶核苷酸的總數始終等于嘌呤核苷酸的總數；即A的總數等于T的總數，G的總數等于C的總數，但(A+T)與(G+C)的比值是不固定的。

提出問題2： 依據資料二，你又發現了DNA結構哪些特點？(A與T相等，G與C相等。)

情境資料三： 根據R.Franklin等人對DNA晶體的X射線衍射分析表明，DNA分子由許多“亞單位”組成，每一層的間距為3.4埃，而且整個DNA分子長鏈的直徑是恒定的。

提出問題3： 依據資料三，你還能找出DNA結構中的哪些特點？(亞單位組成，平行，每層螺距相等。)

再結合以上資料提出探究問題： ①結合情境資料，請畫出你想象中的DNA簡圖；②小組合作，嘗試動手制作DNA片段模型；③結合制作的DNA模型，分析DNA雙螺旋結構的特點；④學以致用，嘗試分析你所構建的材料中DNA中堿基的數量關系。

三則材料層層深入，既是探究主線，又為模型的建構一步一步搭建起學習支架。學生順著這些情境支架，一步一步展開探究，獲取新知識的同時，基于科學史事實，采用歸納與概括、演繹與推理等方法對概念實現了建構，模型與建模等科學思維能力也得以充分發展。這一主線化情境建構及運用模型如圖5。

圖5 支架型主線化情境的建構模型