例談高中生物學學科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)

楊桂華

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）將學科核心素養(yǎng)定義為“學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”。由此可見，培養(yǎng)學生的關(guān)鍵能力是提高學生核心素養(yǎng)的重要方面。高中生物學科的關(guān)鍵能力有哪些？可以通過哪些有效途徑來培養(yǎng)呢？下面以蘇教版《必修2.遺傳與變異》中的“染色體變異”一節(jié)為例，討論在生物學教學中培養(yǎng)學生的學科關(guān)鍵能力。

1 分析新課標、教材，明確課堂重點培養(yǎng)的關(guān)鍵能力

生物學的學科關(guān)鍵能力涵蓋了各方面，如實驗探究能力、科學思維能力、信息的獲取及分析能力、生物學模型的建立與應用能力、理論聯(lián)系實踐等。教師在實際教學過程中，無法面面俱到，應根據(jù)《新課標》要求，結(jié)合教材的教學內(nèi)容，明確每一節(jié)課可以重點培養(yǎng)的關(guān)鍵能力點，通過長期的學習連點成線，以線成面，最后形成立體的關(guān)鍵能力網(wǎng)絡。

“染色體變異”是蘇教版必修2的第三章“遺傳和染色體”第三節(jié)。《新課標》要求學生通過必修2的學習，能夠建立“大概念”——“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”;通過第三章“遺傳和染色體”的學習，需要形成“重要概念”——“由基因突變、染色體變異和基因重組引起的變異是可以遺傳的”;具體到本小節(jié)要形成的概念是“次位概念”——“舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡”。本節(jié)教材中的內(nèi)容包括“染色體結(jié)構(gòu)的變異”和“染色體數(shù)目的變異”，涉及到染色體組、單倍體、二倍體、多倍體等抽象的生物專有名詞，并安排了兩個活動。綜合分析《新課標》和教材，筆者確立本節(jié)課可重點培養(yǎng)的生物關(guān)鍵能力：科學思維能力、實驗探究能力、理論聯(lián)系實際的能力等。

2 選擇合適的教學手段，培養(yǎng)生物學科關(guān)鍵能力

2.1 創(chuàng)設生活化的情境，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力

心理學研究表明，當學習內(nèi)容和學生熟悉的生活情境越貼近，學生自覺接納知識的程度就越高。生物學作為一門學科，其內(nèi)容與生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。教師應以學生熟悉的生活為背景，創(chuàng)設生活化的情境，引導學生理論聯(lián)系實際，讓學生在潛移默化中掌握生物學知識。

課上，教師展示剛剛上市的無子西瓜的圖片，提出問題，引導學生思考：無子西瓜為什么無子？育種原理是什么？引出本堂課的學習內(nèi)容。在引入新的概念或講解概念時，教師也要聯(lián)系實際生活：利用“貓叫綜合征”患兒的新聞視頻，引入“染色體結(jié)構(gòu)變異”的概念;通過響譽世界的著名“天才”音樂指揮家舟舟、Turner綜合征患者等，引入“染色體數(shù)目變異”;選取學生熟悉的蜜蜂、香蕉、土豆、小黑麥等生物，幫助學生理解單倍體、二倍體、多倍體等抽象概念;在幫助學生形成次位概念“舉例說明染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變異都可能導致生物性狀的改變甚至死亡”時，更是基于大量的實例和數(shù)據(jù)，第9號染色體長臂發(fā)生倒位會導致女性習慣性流產(chǎn)、第22號染色體的一部分易位到第14號染色體上會導致慢性粒白血病的發(fā)病……

學生在生活化的情境中學習生物學知識，不僅可以培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力，還可以激發(fā)主動獲取新知的興趣。

2.2 挖掘素材，培養(yǎng)學生的科學探究能力

探究實驗是培養(yǎng)學生科學探究能力的重要方式。但是教材中現(xiàn)成的探究實驗數(shù)量并不多，教師可利用教材中的素材，對教材中原有的實驗進行改進，創(chuàng)設以探究式教學模式為主的實驗。改進教材實驗可以改變過去循規(guī)蹈矩的實驗流程，推動學生向自主探究的學習方式改變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實驗探究能力。

教材中安排了一個課題研究“低溫誘導染色體加倍，其目的學習低溫誘導染色體加倍的方法”。在江蘇高考的考綱中對本實驗沒做要求，本堂課內(nèi)容多，不少教師把該實驗作為一個課外探究課題。筆者從培養(yǎng)學生的實驗探究能力的角度出發(fā)，對本實驗進行了改進，以便于在有限的時間內(nèi)開展。學習多倍體后，教師提出問題：多倍體是如何形成的？然后，引導學生分析有關(guān)“帕米爾高原的植物65%的種類是多倍體”的相關(guān)資料。在閱讀資料的基礎上，學生大膽提出“低溫誘導染色體加倍”的假設。由于有“觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂”的實驗做基礎，教師將原有的驗證實驗改為探究性實驗，實驗操作過程大致相同。教師要引導學生從材料的選擇、自變量地控制、因變量的觀察討論實驗的設計。學生在討論的基礎上，觀看實驗過程的視頻，對自己的實驗設計進行驗證。

探究實驗一般包括提出問題、作出假設、設計實驗、進行實驗、分析論證等步驟，如果每個實驗都按照幾個步驟按部就班地實施下去，時間肯定不允許，所以教師需要靈活地處理探究性的實驗，有所選擇、有所側(cè)重地去讓學生體驗其中某些探究性步驟，有針對地培養(yǎng)他們提出問題的能力或?qū)嶒炘O計的能力等等。

2.3 精心設計問題，培養(yǎng)學生的科學思維能力

《新課標》認為“生物科學思維”指能夠基于生物學事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學社會議題。而教師設計問題的質(zhì)與量是決定學生是否能持續(xù)思維一個關(guān)鍵點。收斂性的問題能促使學生能基于事實和證據(jù)培養(yǎng)學生的歸納與概括、演繹與推理能力等;擴散性的問題有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維;評論性的問題有利于培養(yǎng)學生的批判性思維。

“染色體組”是“染色體變異”這節(jié)課的核心概念，既是重點也是難點。為了突破這個概念，同時培養(yǎng)學生的思維能力，筆者事先準備語文書、數(shù)學書、英語書各2本以及果蠅8條染色體磁力貼片。課堂上，教師請一個學生到講臺上領一套教材。該學生根據(jù)經(jīng)驗，拿了語文、數(shù)學、英語書各1本。然后，教師提出問題：你覺得什么是一套教材？在該學生總結(jié)的基礎之上，教師在黑板上貼上果蠅的染色體組磁力貼，請1位學生到黑板上拿出果蠅一套染色體貼在旁邊的圓圈內(nèi)，并提示學生：果蠅共有8條染色體，兩兩相同的稱為一對同源染色體。貼完后，教師要求學生結(jié)合剛才的活動和黑板上的模型，總結(jié)染色體組的特點。教師適時追問：如果從圓圈內(nèi)去除掉一條染色體，剩下的還叫不叫染色體組呢？這一系列活動層層推進，不僅培養(yǎng)了學生的歸納與概括、邏輯與推理能力，同時還培養(yǎng)了學生的合作能力、模型建構(gòu)能力。

問題的設計能驅(qū)動學生在感性認識的基礎上進行思維加工，進而形成概念。這一創(chuàng)造過程不僅培養(yǎng)了學生的形象思維、直覺思維，還培養(yǎng)了抽象思維、邏輯推理等各種思維方法的綜合運用能力。

對于高中生物而言，關(guān)鍵能力遠非上述三種，而且很多情況下多種能力是相互交融的，學生在生物關(guān)鍵能力上表現(xiàn)也不均衡。如何有的放矢地培養(yǎng)生物關(guān)鍵能力，生物學教師還需要不斷地學習、實踐、探索。