例谈“情境―问题―探究―应用”教学模式在高中生物课中的应用
2022-06-08
摘 要 结合教学实践与研究，以“生命活动的主要承担者――蛋白质”这一节课为例，从“情境―问题―探究―应用”这一教学模式的必要性及其理论基础、案例分析、教学反思几个方面阐述了在该课堂教学模式中的实践与体会。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 教学模式 高中生物 探究
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
1 “情境―问题―探究―应用”教学模式必要性
有位学者做过一个这样的比喻：将15 g盐放入你的口中，无论如何你难以下咽；但将15 g盐放入一碗美味可口的汤中，你在享用佳肴时，就将15 g盐全部吸收了。情境之于知识，犹如汤之于盐，盐溶于汤中，才能被吸收；知识溶入情境之中，才能显出活力和美感。在课堂上，良好的学习情境不仅能增加学生学习动力，还有助于教师的教和学生的学顺利进行。古人云：“学须有疑，学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进，不疑则不进”。疑者，觉悟之机也，一番觉悟一番长进。所以教师在教学时，若把“知识问题化，问题情境化”作为突破口，将生物学知识融入情境中，同时用问题串形式贯穿于整个教学过程，引领学生在一个个问题情境中思考、探究，不仅能激发学生的学习兴趣，更能有效地促进学生对知识的掌握、内化和应用。基于上述理论，笔者非常赞同陈宝定教师提出的“情境―问题―探究―应用”教学模式，下面就以“生命活动的主要承担者――蛋白质”这一节课为例，谈谈在该教学模式中的实践和体会。
2 “情境―问题―探究―应用”教学模式的理论基础
高中生物新课标的基本理念是：“提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系。”理念的主旨是将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的。在情境下学习，可以使学习者利用自己原有的认知结构中的有关经验去同化当前学习的新知识。所以在教学设计中，教师要选择适当的教学素材，将教材上的知识转化为问题，通过创设具体化、形象化的情境。引导学生自主探究，让学生在探究过程中去学习，进而掌握科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，领悟科学的思想和精神，培养和提高科学探究的能力，最终达到灵活应用。这就体现了“情境―问题―探究―应用”教学模式在课堂中的应用，在这种教学模式下的教学过程更能激发、推动、强化和调整学生的认知活动。
3 案例分析
以人教版高中生物教科书必修一《分子与细胞》中“生命活动的主要承担者――蛋白质”为例，谈谈“情境―问题―探究―应用”教学模式在这节课中的实践和体会。
3.1 情境一
教师提供两份早餐的内容，要求学生判断哪份早餐的搭配更合理，更有营养。并提供蛋白质缺乏的两个事例，让学生体会蛋白质如此重要，与它的结构和功能密切相关。
设计意图：新课导入从生活实践出发，通过问题探讨，引出蛋白质的教学，让学生认同所学生物学知识的价值。
3.2 情境二
教师出示人体胰脏、胰岛素空间和平面结构示意图，并提出问题：
① 摄食的蛋白质能被人体直接吸收吗？怎样才能吸收？吸收的是什么？
② 糖尿病人在使用胰岛素时应注射而不是口服，为什么？
③ 胰岛素结构中小球应该是什么物质？
④ 蛋白质和氨基酸之间是什么关系？
通过短暂的思考，学生很容易回答问题①，人体不能直接吸收蛋白质，需要消化分解成小分子氨基酸才能吸收。学生也很快会明白问题②，假如口服胰岛素，则会被分解成氨基酸。通过观察胰岛素空间结构图片，学生也能猜出小球应该是氨基酸，氨基酸是合成蛋白质的原料和基本单位。这样就很自然地过渡到“氨基酸结构及其特点”的学习。
设计意图：面向全体学生，培养学生生物科学素养，引入氨基酸的学习。
3.3 情境三
教师指导学生阅读教材P20“思考与讨论”中4种氨基酸的结构简式，并回答问题：组成蛋白质的氨基酸结构有何特点？
探究活动1：氨基酸的结构特点。
学生活动：（1） 观察并思考。（2） 观察氨基酸的空间结构，识别各种原子和基团，观察R基的变化。通过比较、分析和小组讨论，找出各种氨基酸的共性和差异，得出氨基酸的结构通式。（3） 总结特点：“每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，且都连接在同一个碳原子上”。
设计意图：利用已有知识，促进学生形成新概念。此外，学生认识了甘氨酸的立体结构，有助于今后对基本知识的迁移和应用。此探究活动充分利用了教材资源展开，引导学生在自主学习的基础上进行小组合作探究通过比较和判别，从中提炼出规律，既对学生进行了思维能力的训练，又加深了学生对氨基酸结构式的理解和记忆。
教师提出问题：20种氨基酸是如何形成蛋白质的？
3.4 情境四
学生自己组装实物模型，进行探究。材料：铜线、小方块（用胡萝卜、绿萝卜和白萝卜制作）。
教师提出问题，结合教材P21图2-4，用■代表氨基酸，写出氨基酸形成蛋白质的过程示意图，并标出二肽、三肽、多肽、蛋白质、平面结构、空间结构等概念。
根据自制、自画的示意图，指出肽键、脱水部位，理解写出肽键数、脱去水分子数与氨基酸数的关系式。
探究活动2：氨基酸形成蛋白质的过程。
学生活动：（1） 动手做：各小组用铜线将小方块（代表氨基酸）随意串联起来，串满一根导线，就是一条多肽链。各组将每根串有小方块的铜线（模拟肽链）扭成螺旋状或折叠起来，随意做出不同的造型。（2） 小组讨论，归纳：“氨基酸―多肽―蛋白质”的结构层次。（3） 动手操作，观察、理解肽链的折叠和盘曲等变化。（4） 读图后理解：脱水缩合、肽键、二肽、多肽。（5） 总结规律：肽键数=失去的水分子数目。 设计意图：首先，学生形成初步的直观印象，再进行微观反应的学习，由易入难；利用模型，通过学生自己的动手操作，加深其对蛋白质结构层次的认识，也为下一步理解“蛋白质结构为何多样”奠定基础；多媒体辅助使氨基酸脱水缩合的过程形象、直观，易于理解，促进学生知识迁移。
教师提出问题：生物界组成蛋白质的氨基酸有20种，且都是按照相同的方式形成蛋白质，但是生物体中蛋白质的种类多达1010～1012种，为什么蛋白质的结构如此多样？蛋白质结构的复杂性决定了蛋白质功能的多样性，蛋白质具有哪些功能呢？
探究活动3：蛋白质结构多样性的原因。
学生活动：（1） 利用实物教具，相邻两个小组比一比手里的蛋白质模型是同一种吗？区别在哪里呢？（2） 学生一边快速阅读教材，观看插图，一边跟着教师的点拨思路，理解蛋白质的功能、结构、催化、运输、信息传递、免疫，理解“蛋白质分子结构的多样，决定了蛋白质功能的多样性”。
设计意图：通过小组合作探究，学生动手模拟蛋白质分子结构的多样性，又通过分析和比较，归纳蛋白质结构多样性的原因。学生参与性强，课堂气氛活跃，有效地突破了教学难点。这样使学生理解生物学的基本观点，结构决定功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
3.5 应用练习
根据下列化合物的结构式回答问题：
（1） 该化合物有 个氨基， 个羧基，
个肽键。
（2） 该化合物由 种氨基酸分子经
过程而形成，该化合物应叫做 。区分不同氨基酸的基团编号是 。
（3） 该化合物中，肽键的编号是 ，写出肽键的化学结构简式 。
（4） 该化合物水解需要 个水分子，其最右端的肽键水解成的氨基酸的结构是 。
设计意图：本题重点在于促进培养学生的归纳总结能力，以及用自己的语言进行表达的认识能力，是对学生更高层次的要求、巩固和提高。
4 教学反思
4.1 “情境―问题―探究―应用”教学模式的体会
合适的问题情境有引导学生学习的作用，能够帮助学生将思维集中在要讨论的问题上。陶行知先生曾经说过：“创造始于问题。”学生的思维发展、知识增长往往是从提出问题开始的，所以教师要注重提出问题的质量。
基于高中生物新课标的基本理念，本节课采用了“情境―问题―探究―应用”课堂教学模式，把知识问题化、问题情境化作为这一模式的突破口，用10个问题组成的问题串，环环相扣，深深吸引学生，激发学生主动探究的欲望。教师课前准备好铜线、小方块（用胡萝卜、绿萝卜和白萝卜制作），课上学生动手操做，各小组用铜线将小方块（代表氨基酸）随意串联起来，串满一根导线，就是一条多肽链。各组将每根串有小方块的铜线（模拟肽链）扭成螺旋状或折叠起来，随意做出不同的造型，就是蛋白质。这样引导学生分组合作、探究学习，培养学生动手动脑能力，进而使学生理解形成蛋白质多样性的原因。
4.2 学情分析和学生感受
笔者所任教的学校是农村学校，学生知识基础相对薄弱，想象能力一般，而蛋白质这节内容是微观知识，一节课下来，学生的应用练习在课堂上未能完成。但大多学生喜欢这样的课堂，因为他们喜欢动手实践、自主开放的课堂。
4.3 本节课亮点
本节课运用了“情境―问题―探究―应用”课堂教学模式，准备好铜线、小方块（用胡萝卜、绿萝卜和白萝卜制作），根据学案中预先设置的问题，学生亲自动手操做，引导学生分组合作、探究学习，培养学生动手动脑能力，进而使学生理解本节课的重难点。
4.4 关于模型的制作
这节课用的都是生物材料，学生用完后不能永久保存，时间稍长就会变质。如果改成塑料制品，可作为教学中永久模型使用。
总之，如果条件允许，课堂上教师可以多些学生自己动手操作的实验，不仅培养学生自主探究和合作精神，同时还能促进学生对知识的理解和记忆。
参考文献：
陈宝定.高中生物“情境―问题―探究―应用”课堂教学模式的研究与实践[J].2013.3（6）.
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 教学模式 高中生物 探究
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
1 “情境―问题―探究―应用”教学模式必要性
有位学者做过一个这样的比喻：将15 g盐放入你的口中，无论如何你难以下咽；但将15 g盐放入一碗美味可口的汤中，你在享用佳肴时，就将15 g盐全部吸收了。情境之于知识，犹如汤之于盐，盐溶于汤中，才能被吸收；知识溶入情境之中，才能显出活力和美感。在课堂上，良好的学习情境不仅能增加学生学习动力，还有助于教师的教和学生的学顺利进行。古人云：“学须有疑，学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进，不疑则不进”。疑者，觉悟之机也，一番觉悟一番长进。所以教师在教学时，若把“知识问题化，问题情境化”作为突破口，将生物学知识融入情境中，同时用问题串形式贯穿于整个教学过程，引领学生在一个个问题情境中思考、探究，不仅能激发学生的学习兴趣，更能有效地促进学生对知识的掌握、内化和应用。基于上述理论，笔者非常赞同陈宝定教师提出的“情境―问题―探究―应用”教学模式，下面就以“生命活动的主要承担者――蛋白质”这一节课为例，谈谈在该教学模式中的实践和体会。
2 “情境―问题―探究―应用”教学模式的理论基础
高中生物新课标的基本理念是：“提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系。”理念的主旨是将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的。在情境下学习，可以使学习者利用自己原有的认知结构中的有关经验去同化当前学习的新知识。所以在教学设计中，教师要选择适当的教学素材，将教材上的知识转化为问题，通过创设具体化、形象化的情境。引导学生自主探究，让学生在探究过程中去学习，进而掌握科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，领悟科学的思想和精神，培养和提高科学探究的能力，最终达到灵活应用。这就体现了“情境―问题―探究―应用”教学模式在课堂中的应用，在这种教学模式下的教学过程更能激发、推动、强化和调整学生的认知活动。
3 案例分析
以人教版高中生物教科书必修一《分子与细胞》中“生命活动的主要承担者――蛋白质”为例，谈谈“情境―问题―探究―应用”教学模式在这节课中的实践和体会。
3.1 情境一
教师提供两份早餐的内容，要求学生判断哪份早餐的搭配更合理，更有营养。并提供蛋白质缺乏的两个事例，让学生体会蛋白质如此重要，与它的结构和功能密切相关。
设计意图：新课导入从生活实践出发，通过问题探讨，引出蛋白质的教学，让学生认同所学生物学知识的价值。
3.2 情境二
教师出示人体胰脏、胰岛素空间和平面结构示意图，并提出问题：
① 摄食的蛋白质能被人体直接吸收吗？怎样才能吸收？吸收的是什么？
② 糖尿病人在使用胰岛素时应注射而不是口服，为什么？
③ 胰岛素结构中小球应该是什么物质？
④ 蛋白质和氨基酸之间是什么关系？
通过短暂的思考，学生很容易回答问题①，人体不能直接吸收蛋白质，需要消化分解成小分子氨基酸才能吸收。学生也很快会明白问题②，假如口服胰岛素，则会被分解成氨基酸。通过观察胰岛素空间结构图片，学生也能猜出小球应该是氨基酸，氨基酸是合成蛋白质的原料和基本单位。这样就很自然地过渡到“氨基酸结构及其特点”的学习。
设计意图：面向全体学生，培养学生生物科学素养，引入氨基酸的学习。
3.3 情境三
教师指导学生阅读教材P20“思考与讨论”中4种氨基酸的结构简式，并回答问题：组成蛋白质的氨基酸结构有何特点？
探究活动1：氨基酸的结构特点。
学生活动：（1） 观察并思考。（2） 观察氨基酸的空间结构，识别各种原子和基团，观察R基的变化。通过比较、分析和小组讨论，找出各种氨基酸的共性和差异，得出氨基酸的结构通式。（3） 总结特点：“每个氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，且都连接在同一个碳原子上”。
设计意图：利用已有知识，促进学生形成新概念。此外，学生认识了甘氨酸的立体结构，有助于今后对基本知识的迁移和应用。此探究活动充分利用了教材资源展开，引导学生在自主学习的基础上进行小组合作探究通过比较和判别，从中提炼出规律，既对学生进行了思维能力的训练，又加深了学生对氨基酸结构式的理解和记忆。
教师提出问题：20种氨基酸是如何形成蛋白质的？
3.4 情境四
学生自己组装实物模型，进行探究。材料：铜线、小方块（用胡萝卜、绿萝卜和白萝卜制作）。
教师提出问题，结合教材P21图2-4，用■代表氨基酸，写出氨基酸形成蛋白质的过程示意图，并标出二肽、三肽、多肽、蛋白质、平面结构、空间结构等概念。
根据自制、自画的示意图，指出肽键、脱水部位，理解写出肽键数、脱去水分子数与氨基酸数的关系式。
探究活动2：氨基酸形成蛋白质的过程。
学生活动：（1） 动手做：各小组用铜线将小方块（代表氨基酸）随意串联起来，串满一根导线，就是一条多肽链。各组将每根串有小方块的铜线（模拟肽链）扭成螺旋状或折叠起来，随意做出不同的造型。（2） 小组讨论，归纳：“氨基酸―多肽―蛋白质”的结构层次。（3） 动手操作，观察、理解肽链的折叠和盘曲等变化。（4） 读图后理解：脱水缩合、肽键、二肽、多肽。（5） 总结规律：肽键数=失去的水分子数目。 设计意图：首先，学生形成初步的直观印象，再进行微观反应的学习，由易入难；利用模型，通过学生自己的动手操作，加深其对蛋白质结构层次的认识，也为下一步理解“蛋白质结构为何多样”奠定基础；多媒体辅助使氨基酸脱水缩合的过程形象、直观，易于理解，促进学生知识迁移。
教师提出问题：生物界组成蛋白质的氨基酸有20种，且都是按照相同的方式形成蛋白质，但是生物体中蛋白质的种类多达1010～1012种，为什么蛋白质的结构如此多样？蛋白质结构的复杂性决定了蛋白质功能的多样性，蛋白质具有哪些功能呢？
探究活动3：蛋白质结构多样性的原因。
学生活动：（1） 利用实物教具，相邻两个小组比一比手里的蛋白质模型是同一种吗？区别在哪里呢？（2） 学生一边快速阅读教材，观看插图，一边跟着教师的点拨思路，理解蛋白质的功能、结构、催化、运输、信息传递、免疫，理解“蛋白质分子结构的多样，决定了蛋白质功能的多样性”。
设计意图：通过小组合作探究，学生动手模拟蛋白质分子结构的多样性，又通过分析和比较，归纳蛋白质结构多样性的原因。学生参与性强，课堂气氛活跃，有效地突破了教学难点。这样使学生理解生物学的基本观点，结构决定功能，认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
3.5 应用练习
根据下列化合物的结构式回答问题：
（1） 该化合物有 个氨基， 个羧基，
个肽键。
（2） 该化合物由 种氨基酸分子经
过程而形成，该化合物应叫做 。区分不同氨基酸的基团编号是 。
（3） 该化合物中，肽键的编号是 ，写出肽键的化学结构简式 。
（4） 该化合物水解需要 个水分子，其最右端的肽键水解成的氨基酸的结构是 。
设计意图：本题重点在于促进培养学生的归纳总结能力，以及用自己的语言进行表达的认识能力，是对学生更高层次的要求、巩固和提高。
4 教学反思
4.1 “情境―问题―探究―应用”教学模式的体会
合适的问题情境有引导学生学习的作用，能够帮助学生将思维集中在要讨论的问题上。陶行知先生曾经说过：“创造始于问题。”学生的思维发展、知识增长往往是从提出问题开始的，所以教师要注重提出问题的质量。
基于高中生物新课标的基本理念，本节课采用了“情境―问题―探究―应用”课堂教学模式，把知识问题化、问题情境化作为这一模式的突破口，用10个问题组成的问题串，环环相扣，深深吸引学生，激发学生主动探究的欲望。教师课前准备好铜线、小方块（用胡萝卜、绿萝卜和白萝卜制作），课上学生动手操做，各小组用铜线将小方块（代表氨基酸）随意串联起来，串满一根导线，就是一条多肽链。各组将每根串有小方块的铜线（模拟肽链）扭成螺旋状或折叠起来，随意做出不同的造型，就是蛋白质。这样引导学生分组合作、探究学习，培养学生动手动脑能力，进而使学生理解形成蛋白质多样性的原因。
4.2 学情分析和学生感受
笔者所任教的学校是农村学校，学生知识基础相对薄弱，想象能力一般，而蛋白质这节内容是微观知识，一节课下来，学生的应用练习在课堂上未能完成。但大多学生喜欢这样的课堂，因为他们喜欢动手实践、自主开放的课堂。
4.3 本节课亮点
本节课运用了“情境―问题―探究―应用”课堂教学模式，准备好铜线、小方块（用胡萝卜、绿萝卜和白萝卜制作），根据学案中预先设置的问题，学生亲自动手操做，引导学生分组合作、探究学习，培养学生动手动脑能力，进而使学生理解本节课的重难点。
4.4 关于模型的制作
这节课用的都是生物材料，学生用完后不能永久保存，时间稍长就会变质。如果改成塑料制品，可作为教学中永久模型使用。
总之，如果条件允许，课堂上教师可以多些学生自己动手操作的实验，不仅培养学生自主探究和合作精神，同时还能促进学生对知识的理解和记忆。
参考文献：
陈宝定.高中生物“情境―问题―探究―应用”课堂教学模式的研究与实践[J].2013.3（6）.