基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的深度復(fù)習(xí)研究

許輝

摘要：以“生物的變異”為例，討論如何以生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)框架，提高學(xué)生知識(shí)遷移能力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)學(xué)生主體

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1引言

自《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》）頒布，我國(guó)普通高中生物學(xué)教學(xué)邁入以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的新階段。立足于核心素養(yǎng)，是培養(yǎng)全面發(fā)展的接班人，實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的保證?！缎抡n標(biāo)》提出的生物學(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(huì)責(zé)任。其中，科學(xué)思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是思維的實(shí)證過(guò)程，在思維和探究的過(guò)程中，形成基本的生命觀念，當(dāng)學(xué)生能夠基于對(duì)生物學(xué)的認(rèn)識(shí)、態(tài)度和價(jià)值觀參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，做出理性解釋和判斷，采取決策和行動(dòng)，嘗試解決生產(chǎn)和生活中的生物學(xué)問(wèn)題時(shí)，即承擔(dān)了社會(huì)責(zé)任。學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)是基于課堂教學(xué)，基于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，通過(guò)自主學(xué)習(xí)，學(xué)生形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)，理解學(xué)科的基本概念、基本原理，形成基本態(tài)度和方法。其中，學(xué)科核心概念是學(xué)生構(gòu)建學(xué)科基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的遷移應(yīng)用，有利于學(xué)生應(yīng)用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

目前，高三復(fù)習(xí)課多采用“教師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一教師向?qū)W生呈現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)一配合刷題”的教學(xué)流程，或者把復(fù)習(xí)課當(dāng)成新課重新上一遍，其本質(zhì)仍是教師傳授知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，與新課改倡導(dǎo)的教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探求知識(shí)，主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)相違。這些方法也許在短時(shí)間內(nèi)可以提高學(xué)生的解題能力，但是忽視了學(xué)生的主體地位，不利于學(xué)生宏觀上掌握學(xué)科基本結(jié)構(gòu)，很難提高學(xué)生的知識(shí)遷移能力及在真實(shí)情境中應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

下面以“生物的變異”為例，討論如何在教學(xué)中以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)框架，提高學(xué)生知識(shí)遷移能力，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2“生物的變異”的教學(xué)目標(biāo)

①通過(guò)分析枯草桿菌野生型和突變型在分子水平上的區(qū)別，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

②逐步分析真實(shí)情境的生物學(xué)問(wèn)題，提高科學(xué)思維能力，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力;追根溯源，養(yǎng)成樂(lè)于探索生命奧秘的科學(xué)態(tài)度。

③通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題，掌握科學(xué)探究的基本方法和思路，提高科學(xué)探究能力;

④結(jié)合基因突變和基因重組分析可遺傳變異的來(lái)源對(duì)生物進(jìn)化的意義，理解生物多樣性，形成珍愛(ài)生命、保護(hù)生物多樣性的社會(huì)責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。

3“生物的變異”的教學(xué)過(guò)程

3.1引入課題

教師展示不同變異類型引起生物產(chǎn)生不同變異的圖片，以及考綱中對(duì)生物的變異相關(guān)內(nèi)容的具體要求，使學(xué)生形成對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)的感性認(rèn)識(shí)。

3.2學(xué)習(xí)可遺傳變異和不可遺傳變異

教師展示資料：遺傳學(xué)家曾做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：長(zhǎng)翅果蠅幼蟲(chóng)的正常的培養(yǎng)溫度為25%，將孵化后4～7d的長(zhǎng)翅果蠅幼蟲(chóng)放在35～37°C的環(huán)境中處理6～24h后，得到了一些殘翅果蠅。

教師根據(jù)資料，提出問(wèn)題：①果蠅變異了嗎？是可遺傳變異還是不可遺傳變異？②請(qǐng)針對(duì)出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說(shuō)，進(jìn)行解釋。③請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該變異是可遺傳變異還是不可遺傳變異，寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，預(yù)期結(jié)果與結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：教師重現(xiàn)教材內(nèi)容，引起學(xué)生對(duì)教材的理解和重視，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)變異的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)儲(chǔ)備進(jìn)行可能性分析。學(xué)生易分析出：可能是溫度影響了酶的活性，進(jìn)而影響了翅的形成，或溫度影響了酶的活性進(jìn)而影響了基因的表達(dá)過(guò)程;溫度影響了DNA的結(jié)構(gòu)，引起變異。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納可遺傳變異和不可遺傳變異區(qū)別，并追問(wèn)：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該變異是否為可遺傳變異？學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析得出結(jié)論。學(xué)生在思考的過(guò)程中，培養(yǎng)了科學(xué)探究能力，發(fā)展科學(xué)思維，提高了語(yǔ)言表達(dá)能力。

3.3學(xué)習(xí)基因突變

教師要求學(xué)生回憶可遺傳變異的來(lái)源，以及所學(xué)過(guò)的關(guān)于基因突變的內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：教師要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，采用學(xué)生回憶、教師補(bǔ)充的形式，既可以檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶情況，查缺補(bǔ)漏，又避免單純的教師傳授知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)。

教師展示資料（表1）。

教師根據(jù)資料，提出問(wèn)題：①野生型枯草桿菌為什么對(duì)鏈霉素敏感？②突變型枯草桿菌為什么對(duì)鏈霉素不敏感？③該變異屬于哪種變異來(lái)源引起的？為什么？屬于該變異的哪種類型？為什么？④基因突變一定會(huì)引起蛋白質(zhì)發(fā)生改變嗎？為什么？⑤為什么會(huì)發(fā)生基因突變？基因突變很容易發(fā)生嗎？什么時(shí)候不穩(wěn)定？為什么？⑥本實(shí)驗(yàn)突變型的產(chǎn)生屬于有利變異嗎？基因突變一定產(chǎn)生有利變異嗎？為什么？如果培養(yǎng)環(huán)境中沒(méi)有鏈霉素該變異屬于有害變異還是有利變異呢？那么，基因突變有意義嗎？⑦枯草桿菌的突變與鏈霉素有關(guān)系嗎？鏈霉素在這里起什么作用？

設(shè)計(jì)意圖：本資料是高考題題目?jī)?nèi)容，教師利用高考題，設(shè)計(jì)由淺到深的問(wèn)題串，引導(dǎo)學(xué)生回憶基因突變的有關(guān)內(nèi)容，從分子水平分析產(chǎn)生抗性的原因，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)真實(shí)問(wèn)題的理解和分析能力。教師通過(guò)問(wèn)題，檢查和了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度和掌握程度，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生深入思考問(wèn)題，發(fā)展學(xué)生思維能力。在提問(wèn)過(guò)程中，教師要重視提示和探詢，即提示學(xué)生已學(xué)的知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生更深入地思考、更全面地表達(dá)，通過(guò)探詢改善應(yīng)答、突出重點(diǎn)、修正答案。學(xué)生不僅知道了枯草桿菌對(duì)鏈霉素抗性的表現(xiàn)，而且知道了抗性產(chǎn)生的分子原因，對(duì)基因突變有了全新的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了科學(xué)思維能力。

3.4學(xué)習(xí)基因重組

教師展示資料：某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，將M和N在同時(shí)添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時(shí)間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)出了大腸桿菌（x）的菌落。

教師根據(jù)資料，提出問(wèn)題：①突變體M和突變體N的產(chǎn)生屬于哪種變異來(lái)源引起？為什么？②大腸桿菌（x）的產(chǎn)生屬于哪種變異來(lái)源引起？該變異的類型有哪些？什么是自由組合？什么是交叉互換？大腸桿菌是原核生物沒(méi)有有性生殖，怎么會(huì)發(fā)生基因重組呢？③原核生物為什么會(huì)進(jìn)行自然的轉(zhuǎn)化呢？④人類個(gè)體與父母之間的差異主要靠什么變異來(lái)源？為什么有性生殖生物比無(wú)性生殖生物高等，更具有優(yōu)勢(shì)？

設(shè)計(jì)意圖：教師提供資料，引導(dǎo)學(xué)生回憶基因重組的有關(guān)內(nèi)容。通過(guò)對(duì)比原核生物、真核生物、無(wú)性生殖、有性生殖對(duì)生物的進(jìn)化和適應(yīng)進(jìn)行深入分析。學(xué)生理解自然轉(zhuǎn)化和基因工程的聯(lián)系，自由組合、交叉互換及轉(zhuǎn)化為什么都屬于基因重組，培養(yǎng)了科學(xué)思維能力，能結(jié)合基因突變、基因重組分析生物多樣性的產(chǎn)生及對(duì)自然的適應(yīng)，從而培養(yǎng)保護(hù)生物多樣性的社會(huì)責(zé)任。

3.5課堂小結(jié)升華

教師總結(jié)：本節(jié)課復(fù)習(xí)了可遺傳變異、不可遺傳變異，及可遺傳變異來(lái)源中的基因突變和基因重組。變異是生物多樣性產(chǎn)生的原因。在變異的基礎(chǔ)上，生物經(jīng)人為選擇或自然選擇而朝著一定的方向發(fā)展，這就是進(jìn)化。

4教學(xué)反思

關(guān)于生物變異的內(nèi)容較多，一堂課進(jìn)行深度復(fù)習(xí)必須要求精簡(jiǎn)，選取的資料來(lái)自教科書(shū)和高考題。教師所提供的3則資料涵蓋了可遺傳變異和不可遺傳變異、基因突變和基因重組。設(shè)計(jì)問(wèn)題由淺入深，既帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)了知識(shí)結(jié)構(gòu)，又使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了深入的理解和應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)生通過(guò)理解從枯草桿菌內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系、微生物的進(jìn)化與適應(yīng)，形成生命觀念。學(xué)生通過(guò)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行嚴(yán)密的科學(xué)推理以分析問(wèn)題，進(jìn)而解決問(wèn)題，培養(yǎng)了科學(xué)思維。在分析現(xiàn)象時(shí)，學(xué)生能通過(guò)觀察進(jìn)行提問(wèn)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)和討論，培養(yǎng)科學(xué)探究能力;并通過(guò)生物變異產(chǎn)生多樣性對(duì)自然的適應(yīng)之難，引發(fā)對(duì)生命的敬畏，從而培養(yǎng)保護(hù)生物多樣性的社會(huì)責(zé)任。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)根據(jù)每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容各有側(cè)重，其達(dá)成不是一蹴而就的。這就要求教師將核心素養(yǎng)落實(shí)到每堂課的教學(xué)環(huán)節(jié)中，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。