基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的選修教學(xué)實踐

余英

摘 要：高中生物選修教材是專題模式學(xué)習(xí)，每個專題所側(cè)重的核心素養(yǎng)不同。闡述了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的概念和要素，并對選修一和選修三的專題進(jìn)行要素區(qū)別，對指導(dǎo)教學(xué)更有針對性，并對教學(xué)實踐提出相應(yīng)的建議和思考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；選修教學(xué)；教學(xué)實踐

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）（2013年版）》指出：“選修模塊是為了滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的需要而設(shè)計的，有助于拓寬學(xué)生的生物科技視野，增進(jìn)學(xué)生對生物科技與社會關(guān)系的理解，提高學(xué)生的實踐和探究能力?！钡捎谑芙處煂I(yè)化水平、學(xué)校硬件以及高考指揮棒（選考選修1或選修3）的影響，選修教材的課堂教學(xué)往往淪為“雞肋”，教師難教、學(xué)生難學(xué)；教師不愿教，學(xué)生不愿學(xué)，失去了選修教材開設(shè)的意義。但選修模塊對于提高現(xiàn)行高考模式下理科高中學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)具有不可或缺的作用。在核心素養(yǎng)的視野下進(jìn)行選修教學(xué)是廣大高中生物教師進(jìn)行課堂教學(xué)改革的需要。

一、生物學(xué)核心素養(yǎng)的認(rèn)識和內(nèi)容簡介

生物學(xué)核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受生物學(xué)教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的重要概念、必備品格和關(guān)鍵能力。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個要素，各要素內(nèi)容簡介如表1所示：

二、選修教材專題教學(xué)中涉及的核心素養(yǎng)要素區(qū)別（表2）

（說明：A：非常重要 B：重要 C：一般 D：很少）

三、根據(jù)素養(yǎng)要素的側(cè)重開展教學(xué)實踐，讓教學(xué)更加有效

選修1教材常以討論題、結(jié)果分析評價題、旁欄思考題及旁欄信息等形式展現(xiàn)知識原理和操作要點。因此教師教學(xué)中不需強(qiáng)調(diào)選修1教材中知識內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性和條理性。

例1.主題《傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用》，教師可以在課前引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教師提供的項目：葡萄酒、米酒、果醋、泡菜、酸奶、腐乳、自選發(fā)酵食品等，選擇自己有興趣開展發(fā)酵的實驗，并要求學(xué)生在做項目過程中學(xué)會用生物學(xué)科的理論知識來理解發(fā)酵的原理，啟發(fā)學(xué)生對發(fā)酵過程操作要點的思考，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維；同時結(jié)合葡萄酒在中國和世界的發(fā)展歷史、腐乳中所蘊含的文化價值培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

例2.選修3專題《基因工程》和《胚胎工程》涉及很多社會議題，教師可以合理組合和結(jié)合教材內(nèi)容在課堂上引導(dǎo)學(xué)生多討論一些與生物學(xué)有關(guān)的社會熱點，讓學(xué)生在真實的實踐活動中嘗試解決生物學(xué)問題，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。例如，組織學(xué)生討論“世界首個體細(xì)胞克隆猴“中中”的誕生與生命個體發(fā)育的關(guān)系，探討細(xì)胞克隆技術(shù)為人類面臨的重大腦疾病的價值。

四、整體備課，優(yōu)化教學(xué)過程，滲透核心素養(yǎng)

1.考點和重點結(jié)合，選準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)，理解概念中的生命觀念

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)設(shè)計的核心，教學(xué)目標(biāo)是否合理、精確是課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵。教師根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)、教材和考試說明，確定符合學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)，合理確定教學(xué)重點，有助于從生命觀念的角度掌握概念。根據(jù)蛋白質(zhì)的物化理性質(zhì)：形狀、大小、電荷性質(zhì)和多少、溶解度等特征提取和分離各種蛋白質(zhì)，根據(jù)考試說明的要求，因此血紅蛋白的提取與分離和PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用可結(jié)合錄像側(cè)重原理講解，不建議開展實驗和細(xì)講每一步驟。但對于前者學(xué)生必須掌握凝膠色譜法分離蛋白質(zhì)以及凝膠電泳純化蛋白質(zhì)的原理；后者則要求學(xué)生掌握PCR技術(shù)的原理和應(yīng)用。

2.建構(gòu)模型，逐步培訓(xùn)學(xué)生科學(xué)思維

選修教材概念多、概念新、概念抽象，往往把學(xué)生搞得糊里糊涂的。例如，選修三1.1 DNA重組技術(shù)的基本工具——限制性核酸內(nèi)切酶的學(xué)習(xí)，很多老師都有留意并在教學(xué)中適當(dāng)復(fù)習(xí)必修二中有關(guān)DNA酶，但學(xué)生依然是“云里霧里”心頭一片茫然，這是因為教師忽略了教材，忽略了教授學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，忽略了知識理解和掌握是需要過程的。關(guān)于核酸內(nèi)切酶的學(xué)習(xí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生做了以下的探討。

（1）學(xué)生活動，探究概念

請畫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡示圖：①磷酸；②含氮堿基；③一個腺嘌呤脫氧核苷酸；④堿基對為鳥嘌呤和胞嘧啶的一對脫氧核苷酸；⑤包含堿基鳥嘌呤和胞嘧啶的單脫氧核苷酸鏈；⑥含四種堿基的DNA分子片段（4個核苷酸即可）。

請在下列三種圖中畫出磷酸二酯鍵：（圈的就是）

（2）溫故知新，剖析概念，理解概念

①DNA的基本結(jié)構(gòu)單位是____種___________

②DNA分子中的__________________和________交替連接，排列在________側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架。

③DNA分子的兩條鏈通過________連接；按________平行方式盤旋成________結(jié)構(gòu)。

④配對的堿基，A與T之間形成________氫鍵，G與C之間形成________個氫鍵。C—G比例越大，DNA結(jié)構(gòu)越________。

（3）細(xì)品課本，找出關(guān)鍵詞，深化概念

關(guān)于誰是磷酸二酯鍵以及核酸內(nèi)切酶的作用部位，不僅學(xué)生糊涂，老師也一知半解。由第一個活動學(xué)生了解了磷酸二酯鍵的概念和具體位置，教師引導(dǎo)學(xué)生細(xì)品課本，可知有關(guān)核酸內(nèi)切酶容易混淆的知識：①它是一類酶；②“主要”來源于原核生物，真核生物中也有；③能夠識別“雙鏈DNA分子”“某種特定核苷酸序列”使每一條鏈中特定部位的“兩個核苷酸之間”的磷酸二酯鍵斷裂。

（4）具體情境變式，激活思維，掌握概念

教師在上述內(nèi)容結(jié)束后，讓學(xué)生根據(jù)下圖思考以下兩個問題：

①作用于a（磷酸二酯鍵）的酶有？

②作用于b（氫鍵）的酶是解旋酶、

（5）列表比較，抓住本質(zhì)，同化概念

（6）舉例變式，訓(xùn)練中運用概念

課堂上給出下圖圖中左邊的DNA片段，提問學(xué)生：“哪一種限制酶能識別這樣的序列，如何切割，請畫出切割后的片段？”在此基礎(chǔ)上再將下圖中的DNA片段進(jìn)行變式訓(xùn)練，通過這樣的變式和訓(xùn)練，學(xué)生才能真正理解限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點。

（7）模型建構(gòu)，拓展思考，通過思維能力提高運用概念

例如，在“DNA重組的基本工具”一節(jié)學(xué)習(xí)中，限制酶、DNA連接酶和載體這3種工具非常抽象，是本節(jié)教學(xué)的難點，筆者在課堂上采用學(xué)生活動，重組DNA分子的模擬操作，建構(gòu)基因表達(dá)載體模型。

學(xué)生活動：重組DNA分子的模擬操作

目的要求：模擬重組DNA分子的操作過程，說出其基本原理

材料用具：兩種顏色的硬紙、透明膠布等

任務(wù)：完成一個重組的DNA分子

想一想：剪刀代表什么？透明膠代表什么？除了重組DNA分子外，你還會得到其他的結(jié)果嗎？剪刀代表？膠帶代表？假設(shè)剪刀代表EcoRI限制酶，將如何切割？紅色紙條相當(dāng)于什么？模擬操作的綠色紙條相當(dāng)于什么？

綠色紙片 運載體

……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC……

……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……

紅色紙片 目的基因

……TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC……

……AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG……

模型建構(gòu)結(jié)束后，各小組討論以下問題：

①如何獲得相同的粘性末端？

②加入DNA連接酶，如果將多個EcoRI限制酶切后的載體和目的基因混合后，其連接產(chǎn)物可能有幾種？

③加入DNA連接酶，如果將多個EcoRI、BamH I酶切后的載體與目的基因混合后，其連接的產(chǎn)物可能有哪些？

上述的問題思考，讓目的基因和載體連接時“自身環(huán)化”難點以及質(zhì)粒的概念就可以通過模型建構(gòu)活動理解和運用概念。

3.教學(xué)流程要“精致”，注意滲透科學(xué)思維與科學(xué)方法

選修教材內(nèi)容與高中必修教材內(nèi)容有聯(lián)系，但章節(jié)間知識相對獨立，缺乏系統(tǒng)性，學(xué)生學(xué)起來感覺有一定難度。尤其是生物工程的內(nèi)容交叉點多，不易區(qū)分。學(xué)生通過閱讀初步了解課本內(nèi)容，思考問題抓住本質(zhì)，活動訓(xùn)練掌握核心內(nèi)容，提問和練習(xí)反饋運用知識。

（1）培養(yǎng)對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋和分析的能力

例如，選修一課題2，土壤中分解尿素的細(xì)菌的分離與計數(shù)和課題3分解纖維素的微生物的分離，可采?。孩僬n堂講解理論；②無菌操作可通過播放錄像進(jìn)行強(qiáng)化，對于步驟過程不需掌握，但每一個步驟的原理要清晰，如“一般選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計數(shù)”的分析就非常重要。教師可以讓學(xué)生討論：只得到1個菌落數(shù)在30～300的平板可以嗎？得到3個或3個以上菌落數(shù)

在30～300的平板，是不是就正確呢？

（2）以選修內(nèi)容為探究實驗設(shè)計的材料，豐富課堂教學(xué)資源

在學(xué)習(xí)必修1影響酶的活性的知識時，可以以選修1的“探究溫度和pH對果膠酶的影響”作為學(xué)生實驗進(jìn)行開展，將選修內(nèi)容前置，既可以解決課時不足，又可以作為知識學(xué)習(xí)的背景資料，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和方法。

新一輪的課程改革即將到來，高中生物選修教材的教學(xué)是培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的很好資源，希望廣大教師轉(zhuǎn)變觀念，改變課堂教學(xué)模式，多思考，使學(xué)科“核心素養(yǎng)”的培養(yǎng)真正取得實效。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳成軍.基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高考命題研究[J].中國考試，2017（10）：25-31.

[2]劉恩山.劉晟.核心素養(yǎng)作引領(lǐng)，重視實踐少而精[J].生物學(xué)通報，2017（8）：8-11.

？誗編輯 段麗君