基于發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)課堂轉(zhuǎn)型的探索

閆白洋 李玉剛

摘 要：課堂是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的主要陣地。在“DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)”的課堂教學(xué)中，運(yùn)用教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)型、教學(xué)資源二次開發(fā)、情境任務(wù)的時(shí)空貫穿、線上線下復(fù)合式學(xué)習(xí)、師生角色的根本轉(zhuǎn)變、課堂學(xué)習(xí)的反思評價(jià)等方式，實(shí)踐和探索生物學(xué)課堂的轉(zhuǎn)型。通過觀察學(xué)生的行為表現(xiàn)以及對學(xué)生的訪談測評，這些課堂轉(zhuǎn)型方式對發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)有著重要的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)；核心素養(yǎng)；課堂轉(zhuǎn)型

核心素養(yǎng)研究在全球范圍的興起，使發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)成為未來課堂教學(xué)改革的風(fēng)向標(biāo)。目前核心素養(yǎng)的理論框架已經(jīng)搭建完善，如何進(jìn)行課堂教學(xué)實(shí)踐發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，仍然困擾著一線教師。本文以“DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)”為例，進(jìn)行發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型的探索。

一、教學(xué)的基本流程

“DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)以任務(wù)形式完成。學(xué)習(xí)任務(wù)包括4個(gè)活動(dòng)，第1個(gè)活動(dòng)是設(shè)計(jì)真實(shí)情境，引入任務(wù)。學(xué)生通過檢索文獻(xiàn)、閱讀資料和微課等線上學(xué)習(xí)平臺(tái)獲取DNA分子的基本單位、堿基配對方式、脫氧核苷酸的連接方式等特點(diǎn)。并利用線上學(xué)習(xí)平臺(tái)繪制2個(gè)堿基對的DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖。第2個(gè)活動(dòng)是探究性活動(dòng)，學(xué)生2人一組，各組分別計(jì)算搭建10個(gè)堿基對的DNA分子模型所需元件數(shù)目，并設(shè)計(jì)搭建實(shí)物模型的方案，在線上學(xué)習(xí)平臺(tái)模擬完成4個(gè)堿基對DNA分子平面圖的拼制。第3個(gè)活動(dòng)是模型制作，根據(jù)設(shè)計(jì)方案和數(shù)學(xué)計(jì)算的元件數(shù)目進(jìn)行10個(gè)堿基對DNA分子模型的搭建，演繹推理其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能相適應(yīng)，解決實(shí)際問題，相互交流。第4個(gè)活動(dòng)是評價(jià)反饋，通過線上學(xué)習(xí)平臺(tái)引導(dǎo)學(xué)生反思活動(dòng)1～3的過程，進(jìn)行自我評價(jià)，教師進(jìn)行點(diǎn)評。具體教學(xué)流程如圖1所示。

二、 教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)型

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀”教學(xué)目標(biāo)整合成核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)。在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)中注重發(fā)展學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任[1]。因此，需要改變教學(xué)目標(biāo)的呈現(xiàn)方式，具體如下。

1 .生命觀念

概述DNA分子的基本單位、堿基配對原則及DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，理解DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。并以此觀念為指導(dǎo)，解決生活中的問題。

2.科學(xué)思維

通過數(shù)學(xué)建模計(jì)算10個(gè)堿基對的DNA分子所需元件，并進(jìn)行線上搭建和線下制作，通過概括總結(jié)、演繹與推理等科學(xué)思維方式建構(gòu)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、多樣性和特異性等特點(diǎn)。

3.科學(xué)探究

通過文獻(xiàn)檢索、閱讀資料和微課視頻等自主學(xué)習(xí)方式完成繪制DNA分子平面圖和制作DNA分子模型等學(xué)習(xí)活動(dòng)，嘗試運(yùn)用生命科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)（STEM）設(shè)計(jì)方案，實(shí)施實(shí)驗(yàn)，解決特定問題，并運(yùn)用科學(xué)術(shù)語闡明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，善于溝通，開展有效的合作。

4.社會(huì)責(zé)任

體驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谱髟谏飳W(xué)研究中的作用，認(rèn)同科學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)家堅(jiān)持不懈的努力，感悟科學(xué)研究中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度，領(lǐng)悟DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的重要價(jià)值。

三、 教學(xué)資源的二次開發(fā)

“DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)”是滬教版《生命科學(xué)》第6章第1節(jié)遺傳信息中的內(nèi)容，也是《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》模塊2遺傳與進(jìn)化中“概念3 遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”中的內(nèi)容。此節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)安排2個(gè)課時(shí)，許多教師第1課時(shí)進(jìn)行DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，第2課時(shí)進(jìn)行DNA分子模型的搭建，呈現(xiàn)“知識-鞏固”的學(xué)習(xí)形態(tài)。為促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)去建構(gòu)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的概念，并發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。筆者嘗試對教學(xué)資源進(jìn)行二次開發(fā)，課時(shí)安排仍然是2個(gè)課時(shí)，以“搭建DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的任務(wù)呈現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生圍繞這個(gè)任務(wù)，通過線上文獻(xiàn)檢索工具、微課視頻等去探索DNA分子的基本單位、脫氧核苷酸的連接方式、平面結(jié)構(gòu)、立體結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，通過 “繪制2個(gè)堿基對的DNA分子平面圖”、 “線上H5系統(tǒng)模擬搭建4個(gè)堿基對的DNA分子平面圖”、“計(jì)算10個(gè)堿基對DNA分子所需元件”、“設(shè)計(jì)搭建DNA分子模型方案”、 “線下搭建DNA分子平面模型”、“構(gòu)建DNA分子立體結(jié)構(gòu)，并總結(jié)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”等活動(dòng)去建構(gòu)DNA分子平面結(jié)構(gòu)、立體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。呈現(xiàn)“任務(wù)-建構(gòu)”的學(xué)習(xí)形態(tài)，更能體現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)性，更能發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

四、 情境任務(wù)的時(shí)空貫穿

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)生的知識是在一定的情境下，借助他人的幫助，如人與人之間的協(xié)作、交流，利用必要的信息等，通過意義上的建構(gòu)而獲得。核心素養(yǎng)是解決實(shí)際生活問題的必備品格和關(guān)鍵能力。為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，課堂學(xué)習(xí)的組織形式由教授式向情境任務(wù)式轉(zhuǎn)型[2]。“公安部建立的‘DNA數(shù)據(jù)庫幫助吳先生找到了24年前丟失的孩子。結(jié)構(gòu)決定功能，DNA分子的結(jié)構(gòu)如何？有什么特點(diǎn)？為什么可以通過‘DNA數(shù)據(jù)庫找到丟失的孩子？”以此真實(shí)情境進(jìn)入到此節(jié)課的學(xué)習(xí)。學(xué)生通過線上資源去探索“DNA分子的基本單位、脫氧核苷酸的連接方式、平面結(jié)構(gòu)、立體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性”等均圍繞著此情境任務(wù)完成。學(xué)習(xí)結(jié)束后，又回到此情境任務(wù)中，讓學(xué)生去解釋“DNA數(shù)據(jù)庫”可以找到丟失孩子的原因，并將此概念應(yīng)用到“刑事偵查”、“親緣鑒定”等新的情境中解決生活中真實(shí)問題。在學(xué)習(xí)中，此情境任務(wù)貫穿整節(jié)課堂教學(xué)中，課堂教學(xué)以真實(shí)的情境引入任務(wù)，在任務(wù)完成后又以情境進(jìn)行應(yīng)用。通過情境任務(wù)學(xué)習(xí)能激起學(xué)生的積極情緒，使其大腦釋放大量的神經(jīng)遞質(zhì)，提高神經(jīng)元連接的頻率，促進(jìn)學(xué)生生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)的提升。

五、 線上線下復(fù)合式學(xué)習(xí)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)+教育蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸走進(jìn)課堂教學(xué)。此節(jié)課將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和課堂教學(xué)進(jìn)行深度融合，探索線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式。線上功能主要有微課視頻、文獻(xiàn)檢索、圖文繪制等學(xué)習(xí)功能，還有學(xué)生作品提交展示功能、作品拍照展示功能、線上H5互動(dòng)系統(tǒng)以及學(xué)習(xí)自我評價(jià)統(tǒng)計(jì)功能等。線上學(xué)習(xí)平臺(tái)能夠及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，利于教師即時(shí)評價(jià)、矯正，實(shí)現(xiàn)“教-學(xué)-評”的一致性。同時(shí)，在課后，學(xué)生通過賬戶登錄可以看到自己的課堂學(xué)習(xí)痕跡。線上學(xué)習(xí)平臺(tái)利于學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求建構(gòu)DNA分子結(jié)構(gòu)組成、線上模擬搭建DNA分子平面圖，利于呈現(xiàn)學(xué)生線下所搭建的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)。線下平臺(tái)為學(xué)生提供搭建DNA分子模型的元件、化學(xué)鍵等。通過線上線下結(jié)合，學(xué)生經(jīng)歷了“工程產(chǎn)品”從“設(shè)計(jì)基本單位—繪制平面圖—模擬搭建平面圖—實(shí)物搭建平面圖”的過程，這樣不僅能使學(xué)生更深刻理解DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，更能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維能力，并能夠深刻理解模型的重要價(jià)值。

六、 師生角色的根本轉(zhuǎn)變

課堂教學(xué)以學(xué)生為主體，通過學(xué)生的活動(dòng)建構(gòu)知識，形成生命觀念，并用此觀念解釋生命現(xiàn)象和社會(huì)議題。在建構(gòu)和解釋中提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和促進(jìn)科學(xué)思維的完成[3]。在此過程中，教師的角色是引導(dǎo)、評價(jià)和矯正。在“DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)”教學(xué)中充分體現(xiàn)了這一理念。課堂開始由情境引入“搭建DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的任務(wù)，教師為學(xué)生提供了線上搜索引擎、微課、繪圖工具、H5模擬系統(tǒng)、DNA分子實(shí)物元件等資源，學(xué)生根據(jù)任務(wù)目標(biāo)2人一組合作完成“繪制2個(gè)堿基對的DNA分子平面圖”、“計(jì)算10個(gè)堿基對DNA分子所需元件”、“設(shè)計(jì)搭建DNA分子模型方案”、“線上H5系統(tǒng)模擬搭建4個(gè)堿基對的DNA分子平面圖”、“線下搭建DNA分子平面模型”、“構(gòu)建DNA分子立體結(jié)構(gòu)”等活動(dòng)。教師在每個(gè)活動(dòng)結(jié)束后，要求學(xué)生進(jìn)行解釋和表述學(xué)習(xí)成果，并進(jìn)行評價(jià)和矯正。

七、課堂學(xué)習(xí)的反思評價(jià)

學(xué)生學(xué)習(xí)反思是學(xué)生成長的重要方法，也是提升學(xué)生核心素養(yǎng)重要策略。目前，課堂學(xué)習(xí)的反思評價(jià)大多通過教師總結(jié)、學(xué)生總結(jié)、習(xí)題檢測等方式進(jìn)行。在發(fā)展核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)中，反思評價(jià)至關(guān)重要。因此在學(xué)生任務(wù)完成后，設(shè)計(jì)了線上反思評價(jià)環(huán)節(jié)，并進(jìn)行即時(shí)的線上統(tǒng)計(jì)，反饋給學(xué)生。自我評價(jià)指標(biāo)如表1所示，呈現(xiàn)方式是線上平臺(tái)。讓學(xué)生通過自我評價(jià)，回顧任務(wù)完成過程的收獲與不足。

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》已經(jīng)頒布，如何將發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)落實(shí)到課堂教學(xué)中，需各個(gè)學(xué)科一線教師不斷地去探索、去實(shí)踐。筆者在實(shí)踐中通過教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)型、教學(xué)資源二次開發(fā)、情境任務(wù)的時(shí)空貫穿、線上線下復(fù)合式學(xué)習(xí)、師生角色的根本轉(zhuǎn)變、課堂學(xué)習(xí)的反思評價(jià)6個(gè)策略進(jìn)行課堂的轉(zhuǎn)型探索。通過觀察學(xué)生的行為表現(xiàn)以及對學(xué)生的訪談測評，筆者認(rèn)為基本實(shí)現(xiàn)了所設(shè)定的核心素養(yǎng)目標(biāo)。

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