核心素养背景下建构模型在高中生物教学中的应用研究

引言

随着课程改革的不断深入，传统高中生物教学的弊端逐渐显现，主要包括教学方式较为单一、学生主体地位不够突出等。广大教师承担着深化教学改革的重任，为应对这一挑战，必须重新审视并改革高中生物教学方式，增强课程教学的互动性与实践性，且基于现代化角度，借助科技手段及多样化的实践活动，创设符合学生个性化学习需求的教学平台，以此调动他们的积极性和能动性。

1 高中生物学科核心素养的内涵

（1）建构主义学习理论。建构模型的过程本质上是学生基于已有知识经验，对生物现象进行抽象、概括与重组，最终形成结构化认知的过程。例如，在建构“生态系统的能量流动”概念模型时，学生需结合“光合作用”“呼吸作用”等已有知识，分析能量的输入、传递、转化与散失过程，通过自主梳理与小组讨论，构建能量流动流程图，这一过程正是“主动建构知识”的体现，符合建构主义“以学生为中心”的学习理念。（2）科学方法论。在高中生物教学中，建构模型的过程与科学研究过程高度一致：从“观察现象”（如观察种群数量变化）到“提出问题”（如种群数量增长有何规律），再到“提出假设”（如假设资源无限时种群呈指数增长）、“建构模型”（绘制“J”型曲线）、“检验修正”（对比实际数据，修正为“S”型曲线），最终“应用模型”（分析环境容纳量对种群管理的意义）。这一过程能够让学生体验科学研究的完整流程，培养科学思维与探究能力。（3）认知负荷理论。认知负荷理论认为，学生的认知资源有限，教学需通过优化信息呈现方式，降低外在认知负荷，提升有效认知负荷。建构模型能够将复杂的生物知识转化为简洁、有序的模型结构，帮助学生梳理知识逻辑，降低理解难度。

2 高中生物教学培育核心素养的策略

2.1 创设生动情境，引导学生建立生命观念

情境教学法是一种常见的教学手段，在课堂教学中应用广泛。核心素养视域下，高中生物教师可利用情境创设调动学生的学习积极性，并借助这种方式引导他们建立正确的生命观念。以人教版高二《稳态与调节》教材中“细胞生活的环境”这一课为例，教师在深刻解读教材的基础上，可设计一系列与生活紧密相关的实验探究活动，帮助学生掌握细胞生活环境及其稳态调节方面的知识。学生通过之前的学习，已对细胞有一定了解，知道细胞是生命活动的基本单位，也能说出细胞的结构特征。为引入本节课主题，教师可提出“人在高温环境下会出汗、人体在运动时为什么需要更多氧气”等问题，引发学生思考。学生好奇心较强，经教师点拨后，会开始思考细胞生活的环境如何受外界因素影响，以及细胞如何维持其内部环境的稳态。为使知识内容更生动有趣，教师可播放相关实验视频，让学生观察不同浓度的盐水对细胞形态的影响，从而理解渗透压对细胞生存的重要性。生命观念是生物学学习的重要前提基础，只有明白生命的意义、理解生命本质、尊重生命，才能建立正确的生命观念，从科学角度进行生物学学习。

2.2 积极创设情境，激活学生模型建构的兴趣

兴趣是推动学生参与模型建构的关键内驱力，通过培养学生的学习兴趣，不仅可以优化学生课堂参与度，还能够快速调动学生的头脑、眼睛和双手，促进学生实践能力和理性思维的综合发展。因此在高中生物模型建构教学期间，教师还可以引进情境创设等方法，为学生营造沉浸式的氛围，激活学生参与模型探究和建构的兴趣，推动学生核心素养良好发展。情境创设的方式是比较多样的，可以采用文字情境创设思路，也可以借助视频抑或 PPT 课件等优化创设的效果。以浙科版高中生物必修 2《遗传与进化》为例，课程第三章第二节讲到“遗传信息编码在 DNA 分子上”，此时借助模型建构教学来讲明 DNA 分子的结构，帮助学生理解遗传信息的编码方式十分关键。为了引起学生的兴趣，教师可以在课程设计环节呈现中关村高科技园区中的 DNA 雕像，让学生通过图片的辅助更加直观地了解 DNA 的实际情况，并且建立起对 DNA 结构的浓厚兴趣，为模型建构教学提供良好的开端和铺垫。当前微课教学模式愈发成熟，在高中课堂上也获得了广泛应用。这种模式将冗长的知识体系浓缩化和凝练化，以声画并茂的视频素材呈现知识原理，可以快速地吸引学生的注意，帮助学生掌握生物学知识。所以在模型建构教学时，教师可以利用微课来阐述模型建构思路，激发学生参与模型建构的兴趣，提高学生主动性。它短小精悍、生动立体，可以将重点要点知识内容浓缩成声画并茂的教学材料，帮助教师快速地活跃课堂氛围，吸引学生注意，在高中课堂中表现出了较高的适用性，教师在进行模型建构教学时，可以加强研究和应用。

2.3 驱动小组合作，促进小组之间的模型讨论

模型作为本质和主要因素整合简化后的型体，对于学生的认知、思维素养具有促进和训练价值，学生需要调动已有知识经验进行总结、归纳、推理、分析，才能真正完成模型建构和解读。这对学生当前的学科基础和素养能力提出了较高要求，一些情况下学生可能难以独立完成模型的建构任务，在探究期间会出现盲目、无序的情况，此时运用小组合作探究方式便显得十分重要。以浙科版高中生物必修 2 第二章第一节《染色体通过配子传递给子代》为例，课程中涉及染色体、减数分裂等内容，其中减数分裂作为课程的重难点，又划分了多个分裂阶段和时期，仅通过文字理解难度相对较大。此时教师可以提供给学生橡皮泥、纸张、铁丝等工具，鼓励学生利用现有的材料进行物理模型的建构，推动学生合作和思考。为了确保合作探究的效率，教师也可以提前发布任务清单，鼓励学生边建模边思考，一个细胞经过减数分裂后转变成了多少个子细胞，其间染色体数目经历了怎样的变化，这对于生物遗传变异起到什么作用，减数分裂和有丝分裂过程有什么异同点等。在学生模型建构期间，教师应当做好巡视和指导工作，及时点拨学生，保证建模思考方向的正确性。在学生完成建模之后，教师还可以鼓励其进行小组展示，通过师生互动和问答的方式对不同小组模型进行评价，看模型中是否体现出了不同染色单体的区别，是否体现出了纺锤体、子细胞等结构，实现基于建模的实时反馈，提高学生的成就感和满足感。对于错误模型，教师还可以进行针对性的剖析讲解，帮助学生明确易错点、易混淆点，进而加深记忆和理解。

结语

综上，核心素养视域下，高中生物教学方法应得到进一步改进。高中生物教师应立足学生的全面发展，在深刻解读新课标的基本内涵后，全面分析当前高中生物教学现状，找出教学中的不足之处，再针对性地制定改进策略，确保学生在掌握基础生物知识的同时，培养科学思维、实践能力和社会责任感。总之，采取有效策略不断提高高中生物学科教学的有效性十分必要，这对学生个体发展和生物学教育发展都具有促进作用。

参考文献：

［1］张永晶 . 基于学科核心素养的高中生物教学策略探究［J］. 华夏教师，2023（20）：88-90.

［2］张玲 . 基于学科核心素养的高中生物大概念教学有效性研究［J］. 教育界，2023（06）：44-46.

［3］黄秀梅 . 立足学科核心素养提高高中生物教学有效性研究［J］. 高考，2023（01）：6-8.