基于科学思维的高中生物学连续性情境教学的实践研究

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《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中多次提到“重视情境的创设”,强调利用现实生活的素材和情境开展生物学教学。近年来,创设教学情境已成为课堂教学的常态,但也出现了多且杂的情境让学生顾此失彼的现象,这种碎片式、跳跃式的情境教学显然不利于学生思维的连贯性和递进性。针对此现象,本研究将连续性情境创设应用于高中生物学教学,即通过创设一条贯穿课堂始终的情境线,让课堂教学更符合学生的认知规律,以期让学生在连续的情境中逐步形成连续、递进的思维,从而逐步实现科学思维的培养与发展。本研究主要包括两部分内容:第一,采用文献研究法对情境创设的相关内容展开研究。首先,研读相关文献梳理国内外情境及连续性情境创设的研究现状,阐明“情境”与“连续性情境”的内涵及其理论基础;其次,整理出人教版高中生物学情境教学的素材及其来源,归纳出连续性情境创设的原则及策略;最后,提出连续性情境教学的一般过程并进行教学案例的设计。第二,研究教学实践前后学生科学思维水平的变化。首先,确定研究对象,选择上学期统考成绩和科学思维水平均未见显著性差异的两个班级为研究对象;其次,在实验班开展连续性情境教学,对照班开展常规教学,为期一个学期;最后,编制后测试题(见附录3)并依据SOLO(Structure of the Observed Learning Outcome)分类理论确定评分标准,在全部教学内容完成后从科学思维方法维度和SOLO层级对应科学思维水平层级两个方面检测两个班级学生的科学思维水平情况,并结合期末统考成绩进一步检验学生的阶段性学习成果。研究结果显示:(1)在考试成绩方面,前测成绩实验班和对照班未见显著性差异(P前测=0.660>0.05);后测成绩和期末统考成绩实验班显著高于对照班(P后测=0.009<0.05,P期末=0.000<0.05)。(2)在科学思维方法维度,实践前实验班和对照班在科学思维方法的五个维度未见显著性差异(P值均大于0.05);实施差异性教学后,实验班在“归纳与概括”能力和“演绎与推理”能力显著高于对照班(P归纳=0.007<0.05,P演绎=0.003<0.05),而在“模型与建模”、“批判性思维”和“创造性思维”三个维度未见显著性差异(P模型=0.379>0.05,P批判=0.286>0.05,P创造=0.897>0.05)。(3)在SOLO层级对应科学思维水平层级方面,实施差异性教学后,实验班的整体科学思维水平显著高于对照班(P整体=0.009<0.05),其中实验班和对照班在单点结构(对应科学思维水平一)和多点结构(对应科学思维水平二)的思维水平未见显著性差异(P单点=0.385>0.05,P多点=0.110>0.05);实验班在关联结构(对应科学思维水平三)和抽象扩展结构(对应科学思维水平四)的思维水平显著高于对照班(P关联=0.007<0.05,P抽象=0.003<0.05)。结论:(1)将连续性情境教学应用于高中生物学教学有助于学生整体科学思维能力的提升;(2)基于连续性情境的学习能有效促进学生对生物学概念的理解与运用,提高阶段性考试成绩;(3)在生物学教学中创设连续性情境对教师落实学科核心素养、课程标准的具体要求具有一定的帮助。
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