李雪晴
新一輪課程改革的根本任務是落實立德樹人,根本目標是發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。生物學核心素養(yǎng)由四個要素組成:生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任?;诖?,生物學科高考將圍繞生物學核心素養(yǎng)來設計和實施。
近年來,生物學高考越來越注重對學生學科核心素養(yǎng)的考查。因此,在高考復習中,教師如果把學生相對較熟悉、難以喚起學習熱情的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具有一定的針對性、啟發(fā)性、新穎性、趣味性、互動性的問題情境,可以激發(fā)學生興趣、啟發(fā)學生思考、引發(fā)學生探究,從而使學生構(gòu)建更完整的立體化知識網(wǎng)絡,形成生命觀念。在這一過程中學生的科學探究能力、科學思維得以提升。同時,系統(tǒng)知識的獲得也必將有助于學生增強社會責任,“潤物細無聲”地使學生生物學核心素養(yǎng)得以提高。
高中學生的思維發(fā)展達到了新的水平。具有更高的抽象概括性、反省性和監(jiān)控性特點。他們能夠在理論指導下,分析、綜合各種材料,不斷加深對事物發(fā)展規(guī)律的認識,其抽象邏輯思維趨向理論型,辯證邏輯思維發(fā)展也比較迅速。因此,教師基于學生的思維特點,結(jié)合生活實際、社會熱點、科學實驗、概念模型等創(chuàng)設問題情境,有利于學生在深入探究中不斷提升生物學核心素養(yǎng),
1 結(jié)合生活實際,創(chuàng)設問題情境
高中學生知覺和觀察的水平不斷提高,更富有目的性和系統(tǒng)性,在知覺和觀察事物時比以前更全面、更深刻了,而生活中有大量可供深入研究的素材。因此,在高考復習過程中,通過提供生活中的真實情境,學生的已有知識、經(jīng)驗與由教師提供的情境之間存在沖突或差異。此時,學生會積極地搜索原有的認知結(jié)構(gòu),改變自己的思考方式,為認知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換奠定基礎,在復習中能起到有效地拓展和深化知識網(wǎng)絡、培養(yǎng)科學思維和探究能力的作用。
【案例1】復習“伴性遺傳的類型和特點”后,教師提出問題:與性別有關的性狀遺傳一定是伴性遺傳嗎?并出示某研究性學習小組調(diào)查的某家族禿頂遺傳實例。學生分析后會發(fā)現(xiàn),用伴性遺傳無法解釋。學生的認知產(chǎn)生沖突,能激發(fā)較強烈的深入探究的愿望。在教師的引導下,學生能夠探究出:與性別有關的性狀遺傳不一定都是伴性遺傳,還存在著基因在常染色體上,但由于受到性激素的作用,基因在不同性別中表達不同的從性遺傳。學生還能認識到從性遺傳不同于伴性遺傳的特點。在這一過程中,學生會體會到:在面對高考要求下的遺傳分析題時,會遇到紛繁復雜的不同于常規(guī)模式的遺傳類型,只有立足科學概念、靈活思維、大膽推理、謹慎求證,才能高效地解決問題。在此基礎上,教師再引導學生歸納人類遺傳病的類型和分析的方法,更能集中學生的注意力,從而使學生建構(gòu)的知識結(jié)構(gòu)會更全面、深刻,能極大地提升復習效率。
此案例從學生思維特點出發(fā),設置了真實的問題情境,使學生認識到生物遺傳的復雜性和遺傳的本質(zhì),進而增強了對生命活動規(guī)律的認識,使學生的科學思維科學探究和能力也得以提升。
2 聯(lián)系社會熱點創(chuàng)設問題情境
高中生的思維批判性增強,普遍對社會熱點問題比較關注。許多社會熱點與生物學密切相關(如環(huán)境污染、食品安全等),也是高考試題重要的素材來源。若教師在復習中,能挖掘社會熱點中的生物學研究素材,創(chuàng)設問題情境,可以很好地激發(fā)學生的探究熱情,在應用中強化知識結(jié)構(gòu),提升思維能力,也能培養(yǎng)學生的社會責任感。
【案例2】在復習“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”時,教師可聯(lián)系社會熱點:巢湖某些區(qū)域每年季節(jié)性地出現(xiàn)水華現(xiàn)象,水體散發(fā)臭味并常引起水草及魚類死亡。據(jù)此,提出以下問題:
①巢湖出現(xiàn)水華一般在什么季節(jié)?為什么?水華出現(xiàn)與人類活動有什么關聯(lián)?
②水華引起水草及魚類死亡的主要原因是什么?若有人食用了因水華導致死亡的魚蝦,有什么危害?
學生通過對以上問題的思考和探究,不僅能夠?qū)⑺鶎W的光合作用、呼吸作用、生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和功能等相關知識融會貫通,拓展了知識網(wǎng)絡,還培養(yǎng)了綜合分析能力和知識應用能力,在科學探究中提升了科學思維,也加強了學生保護環(huán)境的社會責任感。
3 利用科學實驗創(chuàng)設問題情境
科學以實驗為基礎,無論是科學史中科學家的經(jīng)典實驗,還是學生在實驗室里親自操作的實驗,教師都能從中挖掘出取之不盡的提問素材,從而創(chuàng)設問題情境,引發(fā)學生的深度探究活動,拓展、深化學生的知識網(wǎng)絡,培養(yǎng)科學思維和科學探究能力。
3.1 利用科學史中經(jīng)典實驗創(chuàng)設問題情境
生物科學史中的經(jīng)典實驗能夠展示知識發(fā)生的過程,幫助學生深刻理解知識;展現(xiàn)科學精神,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng);展示科學研究方法,培養(yǎng)學生的科學探究能力;幫助學生理解科學研究的繼承性、永不終結(jié)性和科學的人文內(nèi)涵,幫助學生領會創(chuàng)新思維的重要性。因此,教師在高考復習中深入挖掘生物科學史中的經(jīng)典實驗,創(chuàng)設情境,可以全面培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)。
【案例3】在復習“人類對遺傳物質(zhì)的探究過程”時,針對肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,教師提出問題:
①加熱殺死的S型細菌中是否所有物質(zhì)都永久喪失了活性?
②肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是什么?
針對噬菌體侵染細菌實驗,提出問題:
①如何標記T2噬菌體?能否把T2噬菌體直接放在含有同位素的培養(yǎng)液中培養(yǎng)進行標記?
②噬菌體的DNA進入細菌體內(nèi)復制自身的DNA時需要的模板、原料分別是什么?合成自己的蛋白質(zhì)外殼時需要哪些材料?所需酶、能量、原料、場所由誰提供?
通過對這些問題的探究,學生對DNA的變性和復性、基因重組、標記病毒的方法、DNA分子復制的機制、蛋白質(zhì)合成的過程認識更深刻,從而拓展知識體系,發(fā)展了科學思維。
3.2 從學生實驗中挖掘問題,創(chuàng)設情境
教師以學生實驗的實驗原理的剖析、實驗實施體驗以及實驗現(xiàn)象的觀察分析,都能挖掘出取之不盡的提問素材,創(chuàng)設問題情境。
【案例4】在復習光合作用時,很多學生對高考經(jīng)??疾榈恼婀夂纤俾屎蛢艄夂纤俾史直娌磺?。教學中,教師引導學生利用氧氣傳感器進行探究實驗(圖1)。
實驗后,教師逐個提出以下問題,引導學生層層深入地分析:
①氧氣傳感器測得的是何處氧氣含量的變化?
②影響裝置中氧氣含量變化的生理過程有哪些?
③能用此裝置測出呼吸作用消耗的氧氣量嗎?能用氧氣傳感器測出光合作用中葉綠體產(chǎn)生的氧氣量嗎?
學生經(jīng)過思考和討論不難理解:在黑暗條件下可以測出呼吸作用消耗的氧氣量,而在光下只能測出植物釋放到外界的氧氣量(即真光合一呼吸),也就是凈光合釋放的氧氣量,而要得到真光合產(chǎn)生的氧氣量,則必須計算凈光合釋放的氧氣量+呼吸消耗的氧氣量。教師借助直觀的實驗過程,將真光合、凈光合的抽象概念具體化,便于學生理解和進一步分析二者關系,能夠很好地訓練學生的科學思維及探究能力。
4 利用概念模型創(chuàng)設問題情境
高中生應更多地采用意義識記的方法來識記材料,記憶材料時,力求理解內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,而不是單純地進行機械識記。而概念模型是對認識對象系統(tǒng)的一種簡化的定性描述,用于表示系統(tǒng)組成和相互關系,可以用來歸納整理有內(nèi)在聯(lián)系的相關知識,進行有效遷移,便于學生理解和記憶。在高考復習中,教師利用學生已有知識構(gòu)建概念模型,在此基礎上進行知識遷移,創(chuàng)設問題情境,引發(fā)科學探究活動,可以幫助學生更好地從本質(zhì)上把握生命活動規(guī)律,構(gòu)建核心概念,形成生命觀念,培養(yǎng)科學思維。
【案例5】對“植物生長素的發(fā)現(xiàn)和作用”這一內(nèi)容,在復習課上,教師可以先要求學生回顧動物生命活動調(diào)節(jié)幾種方式的共性,引導學生總結(jié)出“生命系統(tǒng)接受刺激一作出反應”的概念模型(圖2)。
借助這一模型,結(jié)合科學史中有關植物向光性研究的經(jīng)典實驗,提出問題:
①使植物產(chǎn)生向光性的有效刺激是什么?如何探究?
②植物接受有效刺激的部位是哪里?如何探究?
③刺激信號如何傳送到反應部位?如何探究?
④植物的反應部位是哪里?會作出何種反應?為什么?
在這一問題情境的引領下,學生既可以深入理解科學家的實驗,進而理解向光性的原理和生長素的產(chǎn)生部位、運輸方式、作用機理等相關知識,重建更完善的知識網(wǎng)絡,又能認識到動植物生命活動調(diào)節(jié)的共性,建立生命的調(diào)節(jié)觀,并且還能在對向光性更深層次的科學探究活動中,提升科學思維能力,也能通過對科學史的研究形成社會責任。
總之,在高考復習中,教師應基于學生的思維特點,通過多種途徑創(chuàng)設問題情境,催生學生科學探究的興趣和欲望,引導他們主動地挑戰(zhàn)問題,深層次地思考問題,使復習過程真正成為思維碰撞的過程、問題生成的過程、知識升華的過程、能力提升的過程,在這一過程中,學生的知識結(jié)構(gòu)會更加完善,科學思維能力和科學探究能力會不斷得到提升,可以進一步形成生命觀念,增強社會責任感,從而使學生的生物學科核心素養(yǎng)逐漸發(fā)展提升,獲得解決真實情境中的實際問題時所表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格與關鍵能力。
參考文獻:
蔡利永.2008年以來江蘇省生物學科高考命題的能力立意及轉(zhuǎn)變趨勢[J].生物學教學,2017,(3):51-53.