生物学情境三种类型有何区别？

 

来源公众号：祥子说生物　作者：赵祥来

基于高中生物学课程标准2025年修订版《表1 学业质量水平描述》和《附录1 学科核心素养水平划分》 将生物学情境分成了三类—— 熟悉的/结构良好 · 较为陌生的/结构良好 · 较为陌生的/结构不良。

“情境”的复杂程度直接影响学生调用生物学核心素养的方式。以下用具体生物学事例详细解释三种情境的特征与差异。

一、三类情境的分析

1.熟悉的 · 结构良好（日常教学·标准实验）定义：学生经常接触、教材反复呈现的情境；问题明确、信息完整、路径确定，通常有唯一正确答案或标准操作流程。

生物学事例 · 植物细胞质壁分离实验

• 学生已在课堂多次观察洋葱表皮细胞，熟悉显微镜操作；
• 实验步骤明确：制作临时装片 → 滴加蔗糖溶液 → 观察质壁分离 → 再滴清水观察复原；
• 结果可预测：细胞失水收缩，紫色液泡变小，原生质层与细胞壁分离；
• 问题结构良好：“请描述质壁分离现象并解释原因”。

可观察表现：学生能按步骤操作、准确描述现象、写出标准解释。

关键特征：内容熟知，信息完备，解决方法单一。

2.较为陌生的 · 结构良好（新案例·数据完整）

 定义：情境是学生不熟悉的（如陌生物种、生态系统、疾病数据），但问题本身逻辑清晰、条件充分、任务明确，有确定的路径可循。

 生物学事例 · 陌生的湖泊能量流动分析

• 呈现一个学生从未学过的“月亮湖”生态系统的营养结构：浮游植物→浮游动物→小型鱼类→肉食性鱼类；
• 给出各营养级的生物量、同化量、呼吸量等具体数值表格；
• 任务明确：计算生态效率、画出能量金字塔、分析能量流动特点；
• 虽然湖是陌生的，但数据充分，问题结构清晰，学生可套用能量流动原理完成任务。

 可观察表现：能提取数据正确计算，用物质能量观念解释陌生案例，推理合乎逻辑。

关键特征：内容新颖，但信息齐全，解决路径固定。

3.较为陌生的 · 结构不良（真实议题·开放复杂）

定义：情境复杂且不熟悉，问题边界模糊、信息不完整、有多种解决路径或没有标准答案，需要学生自主界定问题、搜集信息、权衡观点。

 生物学事例 · 某河流鱼类大量死亡的调查与对策

• 新闻报告某地河流突发大量野生鱼类死亡，但未提供水质数据、污染源信息；
• 要求学生以专家身份调查原因并提出修复建议；
• 学生需自己提出假设（如工业污染、病菌、水温骤变、缺氧等），设计采样方案，分析多因素相互作用；
• 需要考虑经济成本、生态影响、社会利益，没有唯一正确答案；
• 需综合运用稳态与平衡、物质循环、进化适应等多种观念，并权衡不同立场。

 可观察表现：能提出多种假设，设计调查方案，运用多观念论证，并反思局限性。

关键特征：情境陌生、信息缺失、问题开放，需综合决策。

二、三类情境不同维度的比较

比较维度	熟悉的、结构良好	较为陌生的、结构良好	较为陌生的、结构不良
情境来源	教材经典实验/常见生活现象（如质壁分离、家庭酿果酒）	新颖但资料完整的科学数据/案例（如陌生的保护区能量流动）	真实社会性科学议题（入侵物种防控、基因治疗争议、环境污染事件）
信息完整度	信息完备，无多余或缺失	信息完备，但需要筛选、提取有效数据	信息不完备，需要主动收集或假设，存在不确定性
问题结构	问题边界清晰，有固定解法（如“计算种群增长速率”）	问题明确，但需要迁移知识到新情境（如“根据给定数据分析某种植物激素的作用”）	问题开放，可能有多种合理答案，需要权衡利弊（如“是否应该引入天敌控制外来物种？”）
典型生物学事例	检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质；观察根尖有丝分裂	分析南极磷虾种群数量的影响因素（提供气温、捕食者、海冰数据）	探讨某湿地公园应不应该建设观光栈道（涉及生态、经济、社会）
学生表现特征	熟练操作、准确复述、标准解释	正确迁移、合理解释新数据、运用单一或多个观念	提出假设、多角度论证、创造性地整合观念、反思决策

三、 同一主题“生态系统”下的情境差异对比

熟悉·结构良好：“根据教材中『草→兔→狐』食物链，画出能量金字塔并说明能量流动特点。” (信息源自教材，步骤固定)

较为陌生·结构良好：“提供某苔原生态系统的生物组成和年度同化量实测数据，分析该生态系统的能量利用效率。” (情境陌生，但数据完整，任务清晰)

较为陌生·结构不良：“当地政府计划在郊区湖泊引入一种快速生长的水生植物以净化水质，但有人担心会引发入侵。请评估该计划并给出你的建议。” (需综合考虑净化效果、生态风险、替代方案等)

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