情境教学法在高中生物教学中的实践策略与创新应用

引言：高中生物课程涉及分子生物学、遗传学、生态学等抽象领域，传统讲授式教学易导致学生陷入"听懂了但不会用"的困境。人教版教材强调"科学探究"与"社会责任"两大核心素养，要求教学必须实现从知识传递向素养培育的转型。情境教学法通过构建具有现实意义的认知场景，能够让学生"身临其境"地理解生命规律，例如通过模拟"人体免疫系统对抗病毒"的角色扮演活动，将抽象的免疫过程转化为直观的互动体验。本研究结合教学实践，探讨如何通过情境创新激活生物课堂。

一、生活化情境：让微观世界"看得见"

在《分子与细胞》“物质跨膜运输”章节教学中，针对传统教学依赖静态示意图导致学生理解困难的问题，笔者设计了“细胞膜模型制作与运输实验”情境。首先通过情境创设，提供葡萄干、琼脂、食用色素等生活化材料，引导学生分组制作动态细胞膜模型。模型中，葡萄干模拟磷脂分子头部，琼脂构成疏水尾部，食用色素代表不同溶质，通过调整材料比例呈现膜的流动性特征。

在问题驱动环节，设置“腌制萝卜为何出水”“海水鱼在淡水中的生存困境”等生活化问题，激发学生运用模型解释渗透现象的兴趣。学生操作模型时发现，低浓度溶液中的“水分子”（食用色素稀释液）会通过膜孔向高浓度区域扩散，而高浓度溶质无法反向通过，直观呈现渗透作用的双向性。

深度探究阶段，学生通过对比不同浓度溶液中模型的质量变化，发现水分子扩散速率与浓度差呈正相关，但方向始终遵循“从相对含量高向相对含量低区域移动”的规律。这一过程不仅纠正了“水分子单向流动”的常见误解，更通过模型操作强化了对磷脂双分子层动态结构的理解。最终多数学生能自主用模型演示主动运输（如钠钾泵）与被动运输的差异，实现从具象操作到抽象概念的升华。

二、问题链情境：构建逻辑推理的"脚手架"

在《遗传与进化》“减数分裂”教学中，笔者创设“侦探破案”式情境以破解传统教学抽象性难题。以“农场一匹染色体异常白马（67 条）”为悬念导入，要求学生通过分析生殖细胞染色体组成追溯病因。这一真实问题情境迅速激发学生探究欲，将减数分裂的静态知识转化为动态推理任务。

问题链设计遵循认知逻辑：首先通过“正常马体细胞染色体数及配子染色体数”唤醒学生已有知识，建立基础框架；随后抛出“减数第一次分裂同源染色体未分离的后果”，引导其预测异常配子类型，渗透“染色体不分离导致数目变异”的核心概念；最后结合家系图分析异常染色体来源，培养证据推理能力。每个问题均以“观察现象-提出假设-验证结论”的路径推进，形成完整探究链条。

思维可视化环节引入磁贴板工具，要求学生用不同颜色磁贴代表同源染色体，动态演示减数分裂各时期行为。教师故意设置“减数第二次分裂着丝粒未分裂”等错误示范，通过同伴纠错强化对“染色体行为阶段性”的理解。学生操作中发现，只有减数第一次分裂同源染色体正确分离，才能保证配子染色体数目减半。这种具身认知方式使抽象过程具象化，课后调查显示多数学生能自主迁移知识，准确分析“人类21 三体综合征”等病例中染色体不分离发生的时期，实现从解题到解决实际问题的能力跃升。

三、跨学科情境：打破学科壁垒的"融合剂"

在《稳态与调节》“血糖平衡”章节教学中，笔者与信息技术教师合作开发“糖尿病管理模拟系统”，构建跨学科融合的沉浸式学习情境。学生化身“虚拟患者”，通过调节饮食结构、运动强度、胰岛素注射剂量等参数，在模拟系统中观察实时血糖波动曲线。这一动态交互过程将抽象的激素调节机制转化为可视化的数据变化，例如增加碳水化合物摄入后，系统即时显示血糖飙升并触发胰岛素分泌高峰，帮助学生直观理解“进食-血糖升高-激素调节”的连锁反应。

跨学科融合贯穿任务全程：生物层面需解析胰岛素降低血糖、胰高血糖素升高血糖的拮抗作用；数学层面通过分析曲线斜率与激素浓度的函数关系，归纳出“负反馈调节维持稳态”的规律；信息技术层面则要求学生使用Python 编写简化版模拟程序，理解变量控制对系统输出的影响。例如有学生发现调整“胰岛素敏感性系数”参数可显著改变血糖下降速率，进而联想到2 型糖尿病的发病机理。

社会议题延伸环节引发深度思考，学生结合外卖食品高糖高脂的特点，讨论“即时配送如何改变现代人饮食节奏”，并设计“智能手环预警高血糖”的功能原型。这种从科学原理到生活应用的迁移，促使 87% 的学生不仅能完整阐述血糖调节的负反馈机制，更主动查阅 CGM 技术资料，提出“利用大数据优化个体化控糖方案”的创新设想，实现了知识掌握到社会责任意识的升华。

四、虚拟仿真情境：突破时空限制的"新课堂"

在《生物技术实践》“微生物培养”教学中，针对实验条件受限问题，笔者引入 VR 技术打造虚拟实验室，突破现实空间与资源壁垒。学生佩戴VR 设备后，可沉浸式进入三维无菌操作间，通过手势交互完成培养基配制、高压蒸汽灭菌、接种环灼烧等关键步骤。系统实时捕捉操作细节，如手部是否跨越无菌区、灭菌时间是否达标，并即时给予语音提示与视觉反馈，将抽象的无菌规范转化为可量化的行为训练。

对比实验环节设置“未灭菌培养基出现菌落”“接种环未冷却烫死菌种”等故障情境，迫使学生从污染结果倒推操作失误点，深化对“无菌技术是微生物培养成功关键”的认知。数据追踪功能则自动记录操作时长、器械取用顺序等维度数据，生成包含错误类型分析、改进建议的个性化报告。

这种技术赋能的教学模式，使虚拟情境组学生的无菌操作合格率显著提升，且能自主列举培养皿未密封、超净台紫外灯未预开等常见污染源，实现了从“模仿操作”到“原理内化”的跨越，为生物技术实践类课程提供了可复制的数字化解决方案。

结束语：情境教学法的创新应用，本质上是将生物学从"纸面科学"还原为"生活科学"。通过生活化情境降低认知门槛，问题链情境培养逻辑思维，跨学科情境拓展应用视野，虚拟仿真情境突破实践限制，四种策略共同构建起"做中学、用中学、创中学"的新型课堂生态。未来研究可进一步探索AI 技术如何实现情境的个性化适配，以及如何通过情境教学促进生物学核心素养的测评改革，让生命教育真正"活"起来、"深"下去。

参考文献：

[1]蒲丽娟.情境教学法在高中生物教学中的应用实践[J].中华活页文选（高中版）, 2024(18):0239-0241.

[2]孟金华.情境教学法在高中生物教学中的应用与实践研究——以巴中中学为例[D].西南大学,2022.

[3]陈晖.浅谈在高中生物教学中运用情境教学法的策略[C]//教育理论研究与实践网络研讨会论文集（六）.2022.