[ 摘   要 ] 情境教学有助于激活学生对生命现象的具体感知，促进其建立从微观机制到宏观表现的系统认知，推动学科素养在探究活动中有机生长，同时拓展课堂与现实社会的关联。基于此，本文提出三条情境教学在高中生物课堂中的应用路径：构建微观机制与宏观表现的关联，强化学生对生命过程的系统认知；创设实验探究情境，在还原科学发现过程中培育学科素养；导入学科前沿议题，链接社会现实挑战。这些路径旨在提升高中生物课堂教学效能，助力学生知识学习与素养培育的协同发展。

      [ 关键词 ] 情境教学   高中生物    核心素养

       生物学作为研究生命现象及其规律的科学，兼具高度的理论抽象性与显著的实践关联性。高中阶段的生物学习，是学生由直观感受生命现象向理性理解生命系统过渡的重要时期，教学过程中的知识呈现方式，对学生思维品质与科学观念的形成具有深远影响。情境化的学习环境，能帮助学生在与具体现象、模型及实践活动的持续互动中，更系统、深度地理解知识，发展学科素养。生物学知识的逻辑建构、实验探究的过程特征以及科学发现的历史语境，为课堂情境教学提供了丰富的教育资源，让教学活动因情境生成而更具真实感，学习行为因情境依托而更具探究性。

       一、高中生物课堂应用情境教学的价值

     （一）激活生物现象的具体感知与理解路径

       高中生物学是一个包含从分子、细胞到生态系统的多层次知识体系，系统阐述生命的物质基础与活动规律。课堂教学的挑战之一，在于引导学生建立微观机制（如分子互作、能量流转）与宏观生命表现（如个体稳态、种群演替）之间的联系。情境教学为抽象的生命过程提供了可感知的载体，使微观世界的运行规律在特定场景中获得具体呈现。以细胞呼吸为例，单纯讲解三大阶段的化学反应式，难以让学生真正理解能量转换的内在逻辑，而将其置于运动员训练的真实场景中，探讨有氧运动与无氧运动时肌肉细胞的能量供应差异，学生便能将教材中的反应路径与身体的真实感受相结合，清晰理解乳酸堆积导致肌肉酸痛、马拉松运动员需科学配速的生物学原理。高中阶段学生已积累丰富的生活经验和基础科学知识，情境教学可充分调动这些认知资源，将新知识学习转化为对已有经验的深化与拓展过程。

    （二）促进学科素养在问题探究中有机发展

       高中生物学不仅承担着知识传授的任务，更肩负着培育学生生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等核心素养的育人使命。然而，在升学目标的压力下，部分教学活动呈现出明显的应试倾向，学生习惯于被动接受生物学结论，缺乏亲历知识发现过程的体验，对生物学家提出假设、设计实验、分析数据的科学探究路径缺乏切身感受。情境教学可引领学生展开融合观察、比较、推理、论证等维度的系统性探究。学生在开放性情境中无法依赖解题套路完成探究任务，而需要自主分析数据、构建模型、评价证据、进行批判性论证以及平衡不同观点，在深度浸润的科学探究过程中，逐步形成用生物学视角分析问题的思维习惯，学科素养在知识深度探究过程中得以有机发展。

      ( 三 ) 拓展生物学教学的时空维度

       生物科学是当今发展最迅速的自然科学之一，基因编辑、合成生物学、精准医疗等新研究成果与技术突破层出不穷，这些前沿进展深刻影响社会发展，也持续刷新人们对生命本质的认知。高中生物课堂本应是学生探讨生命科学前沿与社会热点议题的重要平台，但现实中课堂教学内容的更新速度，难以有效对接学科知识的动态发展。情境教学为课堂搭建了通往当代生物学实践与前沿领域的桥梁，教师可将基因编辑技术的医学应用、生物多样性保护的国际合作、疫情防控中的病毒溯源等现实议题引入课堂，让学生认识到生物学并非静止的知识体系，而是持续发展的科学领域。同时，情境教学可突破课堂物理边界，将学习空间延伸至实验室、医院、农田、自然保护区等场所，让学生直观看到理论如何转化为技术、技术如何改变实践，以及实践中涌现的新问题如何通过科学研究解决。这种体验能启发学生感知生物学素养对理解、参与现代社会议题的重要性，进而激发持续学习的内在动力。

       二、情境教学在高中生物课堂中的应用路径

    （ 一 ）构建微观机制与宏观表现的关联 , 强化对生命过程的系统认知

       高中生物学注重揭示生命活动的内在规律 , 教学挑战在于帮助学生跨越从微观分子机制到宏观生命现象的认知尺度。课堂情境旨在为学生提供一个“中观”尺度平台 ,使抽象的分子互作、能量流转与可观测的生命体征、种群动态在特定场景中实现逻辑对接。学生不再是孤立记忆微观知识点 , 而是在具体情境中分析这些微观变化如何“涌现”为宏观结果 , 理解生命系统运行的整体性与复杂性。教师可设计承载特定生物学原理的问题场景 , 引导学生运用所学微观机制进行解释、预测与调控。学生需要分析情境中的多重变量 , 厘清不同层级要素间相互作用的动态关系 , 从而在头脑中建立起连贯、立体、系统化的生命活动图景。

       以人教版必修一《细胞的能量“货币”ATP》教学为 例，为帮助学生突破对“ATP ⇌ ADP+Pi+ 能量”化学式的静态记忆，教师构建“细胞能量物流中枢”模拟情境，将 学生分为“细胞能量调控小组”，分别负责管理一个特定 细胞（如骨骼肌细胞）的能量预算，在动态的系统运行 中理解 ATP“高周转率”和“总量动态平衡”的“通货”内涵。教师在课堂上设立“能量沙盘”，学生获得包含数 量恒定的“ATP/ADP/Pi”模型卡片（代表细胞内总量有 限的腺苷酸库）和代表葡萄糖、氧气的“燃料卡”。首先 模拟“静息状态”，细胞仅需维持基础代谢。学生小组只 需以低速率在“线粒体”（合成区）将“ADP+Pi”合成为 “ATP”，再将其运送到“功能区”（如离子泵）水解，维 持平稳的循环。学生在此体验到 ATP 的动态平衡与循环 利用（微观机制）。接着模拟“剧烈冲刺运动”，此时“功 能区”（肌纤维收缩）的 ATP 消耗速率瞬间提升 100 倍。学生的“物流”立刻面临挑战：有限的“ATP/ADP”卡片周转速率跟不上消耗。他们发现即使有足量燃料（葡 萄糖），ATP 的合成速率（有氧呼吸）也存在上限。为应 对危机，他们被迫启用“应急通道”（无氧呼吸），快速 （但量少）地补充 ATP，同时体验到“燃料”的快速消耗和“代谢废物”（乳酸）的堆积。然后继续模拟“能量解偶联”（如发热），线粒体“燃料”消耗依旧，但“ATP”合成受阻，能量以热能形式散失。学生在沙盘上会发现， “燃料”耗尽也无法补充 ATP，细胞“能量破产”。

       在这种高度参与的模拟中，学生持续用微观的“ATP 周转率”和“合成途径选择”来解决宏观的“能量需求”问题。这种实践使学生在模拟的“能量供需”压力下，直 观体验 ATP-ADP 循环的动态性与局限性。学生通过调控 微观循环（周转速率）来应对宏观需求（能量消耗），深刻理解能量“通货”的“流通”本质，而非“储存”本 质。该路径引领学生将孤立的分子反应式整合为细胞能量 代谢的系统模型，强化对生命活动系统性的认知构建。

    （二）创设实验探究情境，在还原科学发现过程中培育学科素养

       生物学是一门以实验和观察为基础的科学，培育科学思维与探究能力等核心素养是高中生物学教学的重点。为此，教师可在课堂上创设结合实验的探究性任务情境，驱使学生跳出“验证已知”的局限，直面生物学家在研究中遭遇的真实困境与挑战。为此，相关教学情境需具备开放性，为学生处理复杂信息、进行批判性思考创造机遇。学生不再是接收知识的容器，而是作为探究主体，自主分析情境信息 , 评估证据的有效性并构建解释性模型 , 并在同伴协作中展开科学论证。这种探究让学生跳出机械学习的束缚，体验知识形成过程的艰辛与乐趣，在强化面对新问题的迁移应用能力的同时，协同发展其生命观念、科学思维及科学探究等素养。

       例如，学习人教版必修一《酶的作用和本质》时，教师创设还原“巴斯德—李比希—毕希纳学术争论”实验探究情境，引领学生直面“发酵”这一谜题。学生组建“巴斯德实验室”及“李比希实验室”，并获取相关的观测数据包。其中，巴斯德组获得的数据包显示，显微镜下有活酵母菌的糖液可完成发酵，煮沸（灭活）后发酵失败；李比希组的数据包则通过化学分析表明，发酵产物（酒精）与酵母菌细胞裂解物（死亡细胞释放的物质）在时序上高度相关。

       各小组基于各自的证据构建关于发酵成因的解释模型（“生命力”模型与“化学物质”模型），并设计实验驳斥对方。学生直面科学研究中的真实困境：双方的证据在各自体系内均可自洽，但又无法解释对方的观测事实。此时，教师引入“毕希纳实验”作为第三方关键证据（研磨酵母菌，获得无细胞滤液，成功引发发酵）。学生小组利用这一新证据重新评估自己原有的模型：巴斯德组修正其 “整体生命力”模型，承认发酵的动因（酶）可以脱离活 细胞完整结构而存在。李比希组的“化学物质”模型得到 支持，但其关于“必须死亡裂解”的描述也需修正（物质 在活细胞内即已存在）。同时，毕希纳的成功（获得“酿 酶”）并未终结探究，而是开启了新问题：“这种‘物质’的化学本质是什么？”学生小组转入“萨姆纳实验室”情 境：“面对成分复杂的“酿酶”提取液，如何设计实验路 径来鉴定其化学成分？”各小组需探讨利用不同试剂（如 蛋白酶、强酸强碱、高温）处理提取液并检测其活性的探 究思路，从而重演萨姆纳通过结晶证明脲酶是蛋白质的思 维路径，并通过后续 RNA 酶的发现，完善对酶本质的全 面认识。学生在模拟的科研压力下，体会到科学结论并非 一蹴而就，而是源于严谨的证据评估和不断的批判性论 证，在知识的发现之旅中综合发展学科素养。

    （三）导入学科前沿议题，链接社会现实挑战

       现代生物技术的快速发展，不断引发伦理争议和政策讨论，为高中生物课堂提供丰富的价值判断情境。教师可主动引入当代生物科学的前沿进展与公共议题，搭建学科知识与社会生活相连接的桥梁，拓展学生的学科视野。教学中可选取生物技术伦理、公共卫生安全、生态环境保护等具有现实争议或决策需求的议题作为教学素材。教学活动不预设标准答案，而是激励学生运用所学生物学知识，分析不同观点背后的科学依据与价值取向，尝试提出自己的见解或解决方案。这一过程能帮助学生认识到生物学知识的社会价值，理解科学、技术与社会（STS）的互动关系，在分析与判断中逐步形成理性的生命观念与积极的社会责任感。

       以必修二《基因突变及其他变异》教学为例，教师设计“模拟生物伦理审查委员会”决策情境，组织学生审议“基因治疗临床应用申请”。学生作为“委员会专家”，通过虚拟平台访问包含多维度信息的电子卷宗，内容包括：（1）科学背景——某种遗传病（如镰状细胞贫血症）的分子机理以及该疾病对患者家庭的影响（视频访谈资料）；（2）技术方案——某科研团队提交的 CRISPR-Cas9基因编辑治疗方案，包含其动物实验数据和对“脱靶”风险（一种人为引发的“基因突变”）的评估报告；（3）社会反响——展示公众、患者群体、伦理学家对此项技术截然不同的观点和激烈争论。学生基于卷宗中的全部信息完成一份“审查意见书”，不追求唯一的正确答案（批准或否决），而需系统地论证其决策依据。学生需在课堂上展开不同层面的深入讨论：（1）科学层面，该技术在多大程度上“修复”了基因突变？其“脱靶”风险（新的基因突变）是否可控？（2）伦理层面，这种对生殖系（或体细胞）的干预是否跨越了伦理红线？（3）社会层面，技术的应用是否会加剧社会不公（如昂贵费用）？各小组在课堂上通过投屏公示其“审查意见书”，并阐述其决策背后的核心价值取向（如“患者利益优先”、“技术风险最小化”或“社会公平正义”）。该情境实践将学生置于一个必须运用所学知识（基因突变、变异的利弊）进行高风险价值判断的真实挑战中。学生在分析虚拟卷宗和撰写决策报告的过程中，其学科视野拓展至前沿实验室和公共政策领域，在伦理权衡中构建更为审慎的生命观念与社会责任意识。

       三、结语

       情境教学在高中生物课堂中的应用，是知识体系与学生经验之间的有效联结过程。将微观机制与宏观现象置于同一情境之中 , 学生在解决情境问题的过程中自然建立起不同尺度间的联系 , 形成对生命活动的整体性认知。实验探究情境还原知识发现过程中的真实困境与挑战 , 激励学生在深度探究中系统培育学科素养。前沿议题情境则要求教师选择具有现实争议性的生物技术或社会问题 , 为学生提供运用学科知识进行价值判断的真实场景。教师需要根据具体教学内容选择合适的情境类型 , 在课堂实践中持续优化情境设计 , 使其真正服务于学生知识学习与综合素养的系统发展。

参考文献：

[1] 徐媛媛 . 高中生物学情境教学：从生活到课堂 [J].学生 · 家长 ·社会 ,2024(45):96-98.

[2] 王丽君 . 主线式情境教学在高中生物学课堂中的应用——以人教版高中生物学必修一“分子与细胞”为例[J]. 新课程 ,2024(6):154-156.

[3] 王璞 . 利用情境教学提升高中生物学课堂互动性的研究 [J]. 成才 ,2024(S1):92-94.