落地路径:创建教学基地找支撑
基于建模式教学落实生物学核心素养的落地,其实践路径可以为创建体验馆、手工坊、实习场等教学基地。以体验馆、手工坊、实习场作为建模式教学的实践路径,对指导生物学新课程内容的教学有着极其重要的理论价值和实践价值。一方面,能增强学生的学习能力和思维品质,帮助学生理解学习模型构建、拓展应用建模方法,为学生的学习提供个性化学习资源,使其成为健康中国的促进者和实践者;另一方面,能增强教师的专业能力和教学品质,帮助教师塑造教学特色、提供科研资源,为教师的教学提供科学性教学理论,使其具备解决实际问题的价值观念、必备品格与关键能力。
(一)体验馆:激发学生学习的动点
体验馆架构下的建模式教学体系可创建两个教学单元:一是生命与健康模型体验馆,二是模型与建模文化体验馆。两个体验式单元内饰的学习内容层次有致、各有千秋,如图2-3-2所示。

图2-3-2 建模式教学的体验馆实践模式
生命与健康模型体验馆充分利用课程基地开展学生体验活动。一方面根据学生的兴趣或学科需求,创设基于情境模型的生活体验,比如糖尿病病理模型的构建体验、独具地方特色的太湖银鱼生长规律的数学模型体验等;另一方面依据科技节,让学生体验生物学模型的美学价值、力学价值,比如微观世界DNA复制、转录、翻译的三维动画模型,光合作用光反应、暗反应中物质和能量代谢的三维动画模型等,借助科学技术建构肉眼不可及的生物学模型,通过可视化的形式,让学生身临其境亲自体验,在学习生物学知识的同时,建立学科间的横向联系,孕育科学的生命观。
模型与建模文化体验馆可充分利用学校馆廊、实验室走廊等场所,加强模型构建的文化布置,渲染模型构建的教育氛围。
第一,陈列一些在近现代生理学和医学上推动人类健康认知的模型成果,如阿尔茨海默病的实验模型等,来激励学生在体验学习中孕育立志从事医学事业,服务人类的远大理想。
第二,陈列学生在学习或生活中构建的一些优秀模型作品,比如细胞膜的流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型等,以展览的形式呈现,激发学科氛围的创设,使学生产生浓厚的学习欲望。
(二)手工坊:聚集学生学习的视点
手工坊架构下的建模式教学体系,涵盖教材内和教材外模型的制作。这两个体验单元的学习内容相互渗透、相互支撑,如图2-3-3所示。

图2-3-3 建模式教学的手工坊实践模式
教材内模型的制作主要立足国家课程(生物必修模块和选择性必修模块),围绕教学重点、难点等核心内容,构建、创新与教学相关的生物学模型,比如动植物细胞亚显微结构模型、质壁分离与质壁分离复原模型、有丝分裂模型等。通过模型与建模活动,改进知识表达方式,以形象直观的模型,验证、巩固和拓展学习内容,提高学习效率和学习效能。以教材中涉及的相关模型为参照,组织学生通过手工制作,构建或创新生物学模型。在手工制作生物学模型的过程中,一方面让学生弄清模型的结构、建模的意义等;另一方面让学生从模型构建中建立对健康生活的认知。
教材外模型的制作主要立足课外兴趣小组、研究性学习小组、社团等开展校本课程学习,主要针对人类生产、生活的某一需求或面对日常生活、社会热点话题,能基于证据尝试构建病理模型、发生模型甚至预测模型等。引导学生演示、验证、巩固和拓展学习内容,增强学生对抽象内容的直观理解和对具体形象内容的抽象概括,关注模型构建对生命构建的意义,积极宣传模型构建指引的健康生活,不断提高学习效率和学习效能。
(三)实习场:深化学生学习的转点
实习场架构下的建模式教学体系建议由生命科学院和若干实践基地组成,如图2-3-4所示。生命科学院可以与高校联办、合作组建,其主要任务是为高中生创造机会进入大学实验室,开展模型构建实践探究,其形式有夏令营、高校专家现场指导等。让学生了解国内外模型构建的最新研究动态,同时提供一个认知平台。

图2-3-4 建模式教学的实习场实践模式
可以选择自来水厂、农机站、高新生物技术实践基地、高校生物研究机构等作为教学实践基地,如图2-3-4所示。实践基地承载着组织学生进行参观、测量、体验的功能,增强学生模型构建知识应用的社会责任感。在自来水厂实践基地可以开展“构建蓝藻种群数量增长模型与水体纯净度的量化模型”教学与实践,让学生通过具体认知,意识到保护水资源、保护生命湖(河)的社会责任。在农机站实践基地可以开展“构建某地区害虫多样性对农作物危害的实验模型”教学与实践,让学生身临其境,建立生态保护意识,践行“绿水青山就是金山银山”的生态理念。在高新生物技术实践基地可以开展“构建蛋白质空间结构模型”教学与实践,让学生打开从课堂走向科学的那扇门,懂得建设美好与健康生活必须依赖科技生产力的道理。在高校生物研究机构实践基地可以开展“构建新冠病毒的感染预测模型”教学与实践,让学生弄清传染病的相关知识,明白每个公民只有懂得了科学,才能保护好自己的生命与健康,才能真正守护人民健康安全。
(该部分内容发表于《中学生物教学》2021年第7期,原名为《基于生物学素养培育的建模式教学实践路径》)