核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的情節(jié)型情境教學(xué)案例

潘明鳳

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂版）》更加提倡情境教學(xué)來培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，要求教師通過創(chuàng)設(shè)與生產(chǎn)、生活、科研密切相關(guān)的真實(shí)情境，讓學(xué)生在情境分析中，開展探究活動(dòng)，培養(yǎng)科學(xué)思維，領(lǐng)悟生命觀念，激發(fā)社會(huì)責(zé)任，充分落實(shí)核心素養(yǎng)。所謂“一境到底”，即同一情境設(shè)計(jì)為故事主線的形式，采用一系列連續(xù)且動(dòng)態(tài)的情節(jié)型情境貫穿整個(gè)教學(xué)過程，問題環(huán)環(huán)相扣，依次展開;教學(xué)自然流暢，循序漸進(jìn);學(xué)生興趣盎然，積極性高;課堂教學(xué)高效，重點(diǎn)突出。該策略可充分體現(xiàn)高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念，實(shí)現(xiàn)生物教學(xué)的育人價(jià)值。

下面以“基因突變”一節(jié)為例，以患者就診、醫(yī)患溝通過程作為情節(jié)發(fā)展主線，呈現(xiàn)“一境到底”教學(xué)策略“起—承—轉(zhuǎn)—合”的創(chuàng)設(shè)方法。其中以患者視角設(shè)置動(dòng)態(tài)情境，以醫(yī)生視角設(shè)置學(xué)生探究性活動(dòng)，以達(dá)成對(duì)核心素養(yǎng)的落實(shí)。設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

1起——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，激活課堂

基因突變是圍繞基因結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性闡述生物的變異，是學(xué)生認(rèn)識(shí)生命由“不變”到“變”的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。生活中，生命現(xiàn)象隨處可見。在基于生命觀念的課堂教學(xué)中，教師要能努力挖掘?qū)W生身邊的生命現(xiàn)象，從“生命”創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入課堂。

教師展示本班兩名學(xué)生與父母的合照，并通過親子間性狀的相似性和差異性引出遺傳和變異現(xiàn)象。然后進(jìn)一步追問：A同學(xué)的父母都是雙眼皮，而A同學(xué)是單眼皮，他的單眼皮有可能傳給后代嗎？B同學(xué)的一家三口皮膚都很白，但由于拍照時(shí)是夏天B同學(xué)被曬得很黑，他的黑皮膚可能遺傳給后代嗎？學(xué)生討論、分析，總結(jié)出變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異，進(jìn)而導(dǎo)入章標(biāo)和節(jié)標(biāo)。案例中的照片選自母親節(jié)活動(dòng)素材——全家合影，展示同學(xué)的家庭合照，點(diǎn)燃了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。

2承——情境銜接，問題驅(qū)動(dòng)

教師創(chuàng)設(shè)銜接的情境：一天，診所來了一位病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴(yán)重的貧血患者。檢查病人的血液時(shí)，發(fā)現(xiàn)，他的紅細(xì)胞在顯微鏡下不是正常的圓餅形，而是又長(zhǎng)又彎的鐮刀形，即患上了鐮刀型細(xì)胞貧血癥。

2.1分析鐮刀形細(xì)胞貧血癥形成的原因

教師出示病人的血檢報(bào)告單（圖2），引導(dǎo)學(xué)生利用中心法則內(nèi)容，以醫(yī)生的身份對(duì)該病的病因進(jìn)行分析。由現(xiàn)象到本質(zhì)，按照個(gè)體、細(xì)胞、分子水平推測(cè)病因，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)基因突變的實(shí)質(zhì)。

根據(jù)圖2第一份報(bào)告中紅細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，教師引導(dǎo)學(xué)生想到去檢查血紅蛋白結(jié)構(gòu);根據(jù)第二份報(bào)告中血紅蛋白結(jié)構(gòu)檢查結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)引起該病的直接原因是血紅蛋白結(jié)構(gòu)中某一氨基酸發(fā)生了改變，再引導(dǎo)學(xué)生想到去測(cè)序血紅蛋白基因結(jié)構(gòu)。根據(jù)第三份報(bào)告的檢查結(jié)果，學(xué)生認(rèn)識(shí)到該病的根本原因是基因的一對(duì)堿基發(fā)生了替換。

2.2構(gòu)建基因突變的概念

教師課前準(zhǔn)備好裝有不同的血紅蛋白基因突變片段的信封分發(fā)至各小組。結(jié)合信封內(nèi)突變片段，設(shè)計(jì)一系列問題，引導(dǎo)學(xué)生展開思維，歸納、推理，得出結(jié)論：1堿基的對(duì)改變方式除了“替換”，還可以發(fā)生哪些改變？2突變后的基因是不是原來的基因？3新基因和原來的基因是否控制同一性狀？4DNA堿基序列的改變一定是基因突變嗎？

問題1的解答要求學(xué)生對(duì)比突變片段之間堿基對(duì)的差別。學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，很容易想到堿基對(duì)改變方式還可以是增添或者缺失。問題2、3的目的是使學(xué)生理清基因突變的結(jié)果。學(xué)生進(jìn)一步推理：突變后的基因中堿基對(duì)的排列順序發(fā)生改變，即基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，不再是原來基因。新基因與原基因控制的是紅細(xì)胞形狀的不同表現(xiàn)類型，互為等位基因。問題4幫助學(xué)生重點(diǎn)辨析DNA與基因間的關(guān)系。通過系列問題的歸納，學(xué)生自主建構(gòu)基因突變的概念，闡明基因突變的結(jié)果，感悟基因突變的意義之一產(chǎn)生新性狀，是變異的根本來源，從而培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀這一生命觀念。

2.3理解基因突變對(duì)生物性狀的影響及意義

學(xué)生以醫(yī)生的身份嘗試對(duì)患者的病請(qǐng)咨詢進(jìn)行解答，獲得如臨其境的真實(shí)感，促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)的自主轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)科學(xué)思維。教師依次展示病人的咨詢問題：1我的突變基因會(huì)傳給孩子嗎？2若突變基因傳給孩子，孩子會(huì)患病嗎？3若沒有傳給孩子，孩子一定不患病嗎？4孩子的基因發(fā)生突變，就一定患病嗎？

學(xué)生分析問題，得出：1突變?nèi)舭l(fā)生于生殖細(xì)胞有可能傳給孩子，若發(fā)生于體細(xì)胞則不會(huì)傳給孩子，即不同位置的基因突變可能給子代帶來不同的影響。2若該突變基因?yàn)殡[性基因，孩子是否患病還取決于來自母親的基因。3孩子自身細(xì)胞的基因也可能突變。問題4引導(dǎo)學(xué)生分組合作探究，利用信封內(nèi)的突變血紅蛋白基因片段，分析不同類型的堿基變化對(duì)性狀的影響，見表1。物理建?？梢杂?xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造性思維，引導(dǎo)學(xué)生從蛋白質(zhì)對(duì)性狀的影響、基因的顯隱性關(guān)系對(duì)性狀的影響進(jìn)行討論。學(xué)生分組交流結(jié)果，領(lǐng)會(huì)基因突變概念的內(nèi)涵與外延，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析基因突變對(duì)生物體生存的影響：基因突變對(duì)生物體的影響是不確定的，可能有害，可能有利或者中性。這樣可使學(xué)生了解到生命的內(nèi)涵。教師引導(dǎo)學(xué)生逐步建立基因突變—新基因—基因型多樣性—性狀多樣性—自然選擇的邏輯關(guān)系，在深度學(xué)習(xí)中理解基因突變的意義。

3轉(zhuǎn)——遷移拓展，創(chuàng)新思維

學(xué)生繼續(xù)以醫(yī)生的身份對(duì)患者的疑問進(jìn)行深入剖析：1如何避免發(fā)生基因突變？2基因突變有何特點(diǎn)？3我的病還能治嗎？問題激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生的高階思維，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。

3.1基因突變的原因、特點(diǎn)和意義

針對(duì)問題1，教師展示收集的生活素材，引導(dǎo)學(xué)生分析影響基因突變的外界因素（物理、化學(xué)和生物因素）。教師提出問題：基因突變只能由外因誘發(fā)出現(xiàn)嗎？若學(xué)生思維陷入僵局，則需教師及時(shí)搭建思維支架，利用問題驅(qū)動(dòng)：什么時(shí)候基因結(jié)構(gòu)會(huì)變得不穩(wěn)定而容易發(fā)生堿基改變？教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析基因突變的類型（自發(fā)突變和誘發(fā)突變）以及易發(fā)生的時(shí)間——分裂的間期。

針對(duì)問題2，教師展示素材，學(xué)生歸納、推理得出基因突變具有普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性等特點(diǎn)。

3.2突變基因的定點(diǎn)“修改”

問題3是全社會(huì)密切關(guān)注的熱點(diǎn)問題，具有一定的挑戰(zhàn)性。教師可引導(dǎo)學(xué)生利用基因工程和干細(xì)胞的相關(guān)知識(shí)去尋找治療方案。學(xué)生討論后提出可行方法，教師及時(shí)給以評(píng)價(jià)。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生遷移拓展：2015年，三位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA修復(fù)方法獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，讓學(xué)生了解基因組編輯技術(shù)。同時(shí)，呈現(xiàn)我國在這一領(lǐng)域的可喜成績(jī)：12013年，美國華裔生物學(xué)家張鋒首次利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行了基因組編輯，引起世界轟動(dòng)。22014年，首次對(duì)猴進(jìn)行了基因組編輯并獲得成功。32016年，首次將基因組編輯用于治療癌癥。教師利用這些事件拉近學(xué)生與科學(xué)研究的距離，提高了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，使學(xué)生認(rèn)可生命科學(xué)研究的重要意義。

4合——梳理主線，建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

教師引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用歸納、推理、批判性思維等方法，整合醫(yī)患交流問題主線，快速構(gòu)建有關(guān)“基因突變”的完整知識(shí)體系。學(xué)生展示所畫概念圖和思維導(dǎo)圖，分享所學(xué)知識(shí)成果。

本案例以核心素養(yǎng)目標(biāo)的4個(gè)維度為中樞，以教學(xué)環(huán)節(jié)的連接為基本骨架，努力挖掘生活中的生命現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了從“生命”導(dǎo)入課堂→用“生命”豐富課堂→讓“生命”重?zé)ㄕn堂。同時(shí)，教師還要能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行潛移默化的引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生理解生命的“內(nèi)涵”，要讓他們能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)與“生命”相聯(lián)系，真正實(shí)現(xiàn)“生物—生活—社會(huì)”的跨越。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂版）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]基于核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)——以“基因突變”為例[J].中學(xué)生物教學(xué)，2019，（7）：28-30.

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