破局情境教学，一线教师必看的5个经典设计

 

来源公众号：卢镇岳斋聊生物学 作者：卢镇岳 

导言——以新课标为基，立足广州教育创新的生物学实践探索

情境教学作为核心素养培育的重要载体，其突破性设计需紧扣《义务教育生物学课程标准（2022年版）》与《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的核心要求。本文基于广州市教研实践，精选5个初高中经典案例，融合跨学科思维、本土化情境与前沿技术工具，展现从“知识传递”到“素养生成”的范式转型。

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案例一：初中·「酒精对水蚤心率的影响」——从实验数据到社会议题的深度学习

设计背景
新课标要求初中生“形成健康生活的责任意识”，传统实验多停留于操作层面，缺乏对社会问题的深度关联。本设计将实验室数据与广州青少年饮酒现象调查结合，构建“科学探究-数据分析-伦理决策”完整链条。

实施路径

1.情境创设

• 引入真实新闻：2022年《中国六城市青少年饮酒行为调研报告》主要基于对北京、上海、广州、成都、哈尔滨和西安六个城市的青少年饮酒行为的调查。以下是报告的主要发现：

• 问题驱动：“一滴酒精如何影响生命活动？”通过显微投影实时观察不同浓度酒精中水蚤心率变化，记录数据并绘制曲线图。

2.跨学科突破

• 数学建模：引导学生用折线图分析“剂量-效应关系”，预测人体等效酒精摄入量（如换算为啤酒毫升数）。
• 伦理辩论：小组讨论“是否应立法禁止未成年人接触酒精饮品”，引用《未成年人保护法》条款，模拟听证会角色扮演。

3.创新价值

• 本土化数据整合：嵌入广州本地青少年行为调研结果，增强情境真实性。
• 社会责任进阶：从实验结论延伸到社区宣传方案设计，如制作“科学戒酒”科普短视频并投放至广州地铁数字屏。

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案例二：初中·「血管模型设计与珠江水质监测」——STEM项目式学习

设计背景
新课标强调“结构与功能观”，但传统血管结构教学多依赖静态图示。本设计以珠江流域生态保护为背景，将生物学与工程学、环境科学深度融合。

实施路径

1.情境锚点

• 播放珠江治理纪录片片段，提出核心问题：“如何通过优化血管状态改善血细胞生存环境，类比改善珠江鱼类生存？

2.实践创新

• 模型迭代：条件允许的情况下使用3D打印技术构建动脉、静脉、毛细血管模型，测试不同管径与分支角度对水流速率的影响（模拟血液流动）。
• 跨学科实验：采集珠江不同区段水样，检测溶解氧与污染物含量，类比“血管堵塞”对血细胞以及依赖血液循环的所有器官的危害。

3.成果升华

• 社会联动：邀请广州市水务局专家在线点评学生设计方案，优秀作品入选“珠江生态治理青少年提案库”。
• 技术赋能：利用Arduino传感器实时监测模型内流体动力学参数，生成可视化报告。

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案例三：初中·「反应速度测试与电竞职业健康」——游戏化学习新范式

设计背景
针对“神经系统调节”知识点，结合广州电竞产业发展优势，将生理机制与职业健康关联，破解“虚拟与现实脱节”困境。

实施路径

1.情境导入

• 展示电竞战队训练安排表，设问：“职业选手的APM（每分钟操作次数）是否与神经传导速度有关？”

2.实验升级

• 数字化工具：使用Phyphox手机APP测量不同干扰条件下（如噪音、光线）的反应速度，对比电竞选手与普通学生数据差异。
• 案例分析：解剖电竞选手腕管综合征病例，探讨“重复应激”对神经元的影响。

3.素养延伸

• 职业规划：撰写《电竞选手健康管理指南》，涵盖作息、饮食、康复训练等内容。
• 伦理反思：辩论“未成年人电竞时长限制”的生物学依据，尝试提交政策建议至相关行政部门。

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案例四：高中·「TOR激酶调控开花机制」——科研论文改编的学术探究

设计背景
新课标高中选修模块要求“关注科学前沿”，但多数情境设计局限于教材简化模型。本案例以华南植物园最新研究成果为蓝本，还原真实科研逻辑。

实施路径

1.情境构建

• 呈现论文摘要：“TOR激酶通过调控糖信号通路影响拟南芥开花时间”，提出假设：“能否通过编辑TOR基因延迟荔枝花期以规避广东台风季？”

2.探究进阶

• 生物信息学：使用NCBI数据库比对TOR激酶保守结构域，预测基因编辑靶点。
• 实验验证：设计CRISPR-Cas9模拟实验（虚拟仿真平台），观察表型变化与代谢组学数据关联。

3.创新突破

• 学术思维迁移：撰写英文摘要格式的研究报告，参与“粤港澳大湾区青少年科学营”评选。
• 本土问题解决：结合广州从化荔枝产业需求，提出“基因编辑+气象大数据”的精准农业方案。

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案例五：高中·「细胞衰老与广州老龄化社区服务」——社会性科学议题（SSI）实践

设计背景
围绕“细胞生命周期”概念，突破实验室局限，将端粒理论应用于老龄化社会问题分析，体现生物学人文关怀。

实施路径

1.情境切入

• 引发讨论：“延缓个体细胞衰老或清除衰老细胞能否缓解社会养老压力？”

2.跨学科论证

• 分子机制：通过荧光标记观察HeLa细胞端粒长度变化，对比青年与老年志愿者端粒酶活性检测报告。
• 经济学建模：计算抗衰老药物研发投入与医保支出平衡点，模拟政策听证会。

3.实践升华

• 社区服务：联合学校所在的社区养老机构开展“科学抗衰”工作坊，学生设计适老化运动方案并跟踪生理指标。
• 伦理思辨：辩论“寿命延长对社会结构的冲击”，撰写评论文章发表于合适刊物的教育专栏。

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结语：情境教学的城市范式

这5个案例彰显三大创新维度：

1. 真实性：所有情境均根植于本土数据与真实问题（如珠江治理、电竞产业、荔枝农业）；
2. 学术性：高中案例直接对接顶级期刊研究范式，初中案例渗透公民科学素养；
3. 技术融合：3D打印、虚拟仿真、生物信息学工具的应用，体现广州“智慧教育示范区”建设成果。

一线教师可依这些框架，将情境转化为“知识-行动-影响力+X”的开环创意，真正实现生物学教育的育人价值与社会担当。

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