高考真实情境命题对高中生物教学的挑战与应对策略
作者: 孙仲平摘要:与虚拟情境的高考命题相比,真实情境命题的本质是解决问题,这也是高中生物教与学都面临巨大挑战的原因。教学应注重对知识的深度理解而非记住知识,注重知识间的关联而非独立的知识,注重获得事实的方法而非事实本身,注重由“获得知识”向“形成生物学观念”的转变等措施,从而提高师生的生物学素养,实现认知维度的跃升。
关键词:高中生物;高考命题;真实情境命题;生物学科素养
新高考试行几年来,高中生物学教学几乎经历了跨越时代的一场巨变。从原来的“理科综合”到现在的“3+1+2”,生物学科从“裸分制”到“赋分制”,从“行政班”到“走班”,高考试题从“国家统一命题”到“地方命题”,教学内容、复习资料,尤其由高考命题所带来的教学方式的巨变,仿佛走进高考改革的新时代[1]。作为一名一线高中生物教师,我能深刻并真实地感知新高考对教师和学生带来挑战,它必将深刻且长远地影响着高中生物学教学。尤其是高考命题的情境化,最为直接地使师生们感受到高考风向的转变,对教师的教和学生的学都带来巨大影响,本文试从这一角度谈谈情境化命题对高中生物学科教学的影响。
一、真实情境命题对高中生物教学的挑战
(一)真实情境命题的本质是问题解决
相较于虚拟情境,真实情境的产生往往源于深厚的学术背景、前沿的学科领域以及丰富多样的社会生活和实际的生产实践等活动。尤其是在同一情境下以达成的大概念为出发点,依次指导教学目标、核心问题、驱动任务和学生活动的设计,从而利用情境教学的多重功能实现大概念教学[2]。这些真实情境中的问题,大多数是人们在生产实践中曾经经历过,并通过不断改进和创新得以解决后的经验积累。在解决问题的过程中,人类的智慧得到了发展,技术得到了更新,思维得到了拓展。基于这样的认识,高考命题以真实情境为背景,引领基础教育改革的方向,以期培养出能解决问题、具有创新能力的高素质人才。真实情境命题的本质在于指向问题解决,它改变了传统的考查方式,让知识与现实生活紧密相连,更加注重对学生实践能力和创新思维的培养。
由于情境源于生产实践,其信息必然涉及多个方面,相对复杂,结果也常常与预期不符或匹配不完美。正是这种复杂性和不确定性,使得情境化命题更具挑战性和实战性。如下题:
(2023·浙江·高考真题)某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端(见图1)。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果(见图2)。

下列叙述正确的是:B项:翻译时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白
本题情境避开了完整的实验过程,重点选取“转基因生物纯化及鉴定”这一环节。在生物技术领域,转基因多为单拷贝,需要通过自交(本题相当于自交)得到纯合个体。但如何鉴定所得个体的纯合与否?PCR技术也是常用手段。在PCR鉴定过程中,如何设计恰当的引物以利于检测?如何分析电泳结果?尤其是“如何区分纯合子和杂合子?”这些问题的解决,与从教材中学到的PCR技术或电泳技术有着重大差异。教材中是单纯的理论与操作要领,至于这些技术在实践中的应用及对结果的分析,对学生的认知水平的要求又上升了一个层次,即便对两种生物技术要点都烂熟于心,对解答本题也帮助不大。
(二)真实情境命题挑战原有的教学模式
我们现在所有的教学行为都建立在原来高考的模式上,即“虚拟情境教学”。“虚拟情境”顾名思义,是一种根据考查目标需求,虚构出来的、理想化情境。
如2015年新课标II卷:
将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中,经过一段时间处理后,测定根对某种无机盐离子的相对吸收量,培养条件及实验结果如表。下列相关叙述中,不正确的是(D)。

A.有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B.有氧条件下温度升高,幼根对该离子相对吸收量增加
C.在第2"组条件下,幼根细胞吸收该离子所需能量来自厌氧呼吸
D.21、2组幼根吸收该无机盐离子的方式分别是主动转运和易化扩散
本题虽然有情境,但情境在设置上及实验结果上,无疑是理想化的。如本题有两个自变量:有空气对无空气、较高温度对较低温度;一个因变量:离子相对吸收量,且差异显著。这样的命题,考查的目标是“有氧呼吸与无氧呼吸”及“较高温度和较低温度”及相互作用对“离子吸收(主动运输)的影响”。显然,应对这样的问题,只需掌握教材中最基本的知识,易于得出答案为D。
虚拟情境的设置,由于所学知识与情境过于契合,学生在解决问题时往往只需机械地应用已知知识,而无需进行创新性的探索,即可得到答案。与这种考试题相适应的教学重心,必然是以知识和结论为主,强化记忆、死记硬背;能力水平上则无需深入,复习方式以刷题、知识点填空、反复阅读教材等方式为主的教学。
这种教学无疑是停留在相对浅层次的水平,对开发学生的智力、创造力作用有限。如果学生在课堂上始终处于一种“虚拟”的舒适环境中,很难在现实生活中适应各种复杂情境。学生在解决问题时容易陷入纸上谈兵的困境,无法将所学知识应用于实际问题的解决。因此,在某种意义上来说,这种教学方式错过了学生生命中最具有可塑性的阶段,也错过了他们创造力发展的最佳时期。学生的生命活力被消耗在无休止的题海战术中,这无疑是对他们生命力和创造力的极大浪费。
二、真实情境下高考命题的应对策略
显然,在真实情境化命题的考查中,学生需要运用所学的知识去解决实际问题,这无疑对学生的综合素质提出了更高的要求。这种考查方式不仅要求学生具备扎实的基础知识,还要求他们具备将知识应用于实际问题的能力,以及在解决问题过程中展现创新思维的能力。如何应对真实情境下的高考命题呢?真实情境命题是实现基础教育改革育人目标所催生出的一种考试形式,我们需要深入理解“一层、四核、四翼”的育人要求,要实现这些目标,就必须付诸切实的行动,认真思考哪些是我们需要下大力气做的事。
(一)注重对知识的深度理解而非记住知识
真实情境下,靠背书能解决的问题越来越少,这迫使我们对所学的知识进行深度理解。例如对生物膜的结构特点“一定的流动性”的理解,一般而言,流动性指组成生物膜的绝大多数磷脂和蛋白质分子都是可以运动的,但这样的理解仅停留在较浅层次,难以理解这对生命过程的重大意义。那么,如何理解才能更加深入呢?首先,与塑料膜等人工膜相比,组成生物膜的分子之间并非由化学键固定而无法运动,相反,组成生物膜的分子都是自由的,它们可以侧向运动,上下颠倒运动等。那么,运动的分子如何能形成“有形的膜”结构?这不得不佩服生命的独特性,磷脂分子之间靠疏水间的作用力和范德华力相互凝聚在一起,因为细胞的内外都是水环境,而磷脂分子的尾是疏水的,故在水环境下,自然形成脂双层结构,生物膜需要在“流动性”与“稳定性”之间找平衡。而这种独特的特性,造就了生命的独特。
生物学中,诸如此类的知识很多,这需要我们多思、深思、反复咀嚼并在头脑中想象。对知识理解的深度决定我们认识世界的深度。只有经过这样的训练,才能实现育人目标。
(二)注重知识间的关联而非独立的知识
真实情境较为真切地还原了生产生活的实际问题,如形成糖尿病的原因很复杂,关乎遗传、生活习惯以及饮食等多方面因素。在解决实际问题时,要多方面综合,才能得到最优解。而我们从教材中学到的知识多为孤立的、单一的甚至是片面的,距离解决实际问题还有较大的差距。故新的知识需要不断地与已有知识进行关联,使知识形成框架,形成结构。知识结构化的本质是认知的结构化。不改变认知结构,认知水平就不会提升和升华,能力也不会真正地提高。
新授课与复习课的最大差异就是是否形成知识结构。高三复习是构建知识结构的最佳契机,在一轮复习过程中,教师和学生都需要根据知识的逻辑关系,对知识进行大量的重组,这种重组的建立,需要思维加工,对别人加工产物进行吸收,就本质而言,仍是一个死记硬背的条文,难以实现认知水平的跃升。
(三)注重获得事实的方法而非事实本身
生物学易被一些人误认为是单纯的描述性科学,这种观点是片面的,甚至是错误的。可以说,生物学是一门在观察、实验的基础上建立起来的学科,由于生命的独特属性及极为复杂的构造,生物学家需要对观察到的各种现象进行分析,提出假说,并运用恰当的方法去验证。如叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,就需要我们用分光技术和叶绿素提取与分离技术去验证。对学习者而言,不仅需要明确知道了什么,还需要领悟是怎样知道的。只有这样,知识才能转化为认知,才能记得住、用得上。英国实验科学家、哲学家波珀说:单纯的事实并不是科学,而发现事实的方法才是科学。方法体现科学思想,这个命题应该引起教育过程高度重视。
注重由“获得知识”向“形成生物学观念”的转变。随着人类科技的进步,知识以爆炸式呈现。以获得知识为目标的教学,在如今的教育大环境中是不真实的。显然,单靠获取知识,已无法适应实践的需要,我们需要能在更高的认知水平的去同化和驾驭各类新知识和技术。即需要认知维度的跃迁,站在更高一级的层次去俯视纷繁复杂的现象。生物学认知维度的跃迁是多层次的,其中一个方面是形成生物学观念,如稳态观、进化观、遗传与变异的观念等。显然,形成生物观不是一蹴而就的。
总之,真实情境命题要求学生在批判中继承,不仅要有质疑精神还能进行探究与检验,既有独立见解又善于合作。可以说对高中生物学科教学有着不可估量的影响,它全面改变了学生的学习方式。这本身就是高考改革最重要的意义。
真实情境命题时代,教师与学生一起成长。在当今时代,真实情境命题已成为教育教学的一大挑战,不仅考验着学生的综合素质和应变能力,也对教师提出了更高的要求。教师要积极投身于新情境命题的探索,积极参与各种教育培训,提高自身的专业素养,要在教中学,在学中教,不断积累起新的适应性的教学经验,探索出一条有效的教学之路。
参考文献:
[1] 张艳.结构微调稳中有进,聚焦素养考查能力:2023年老高考新课标四省联考生物学适应性测试卷评析[J]. 中学生物学,2023(4).
[2] 王瑞.例谈聚焦大概念的情境教学实践[J].中学生物学,2023(1).
课题项目:黑龙江省教育科学规划2024年度重点课题“高中生物学跨学科主题学习设计与实践研究”(JJB1424158)
编辑/杨馥毓