基于境脈的初高中生物學(xué)銜接教學(xué)實(shí)踐

摘 要：初高中生物學(xué)銜接是指初、高中相似概念間的相互聯(lián)系以及思維的銜接。本文通過(guò)基于境脈的初高中生物學(xué)銜接的教學(xué)研究，幫助學(xué)生將初中和高中的生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)。教師在開(kāi)展初高中生物學(xué)銜接教學(xué)的過(guò)程中，選擇可延展的整體化境脈，創(chuàng)設(shè)初高中生物學(xué)銜接境脈。通過(guò)構(gòu)建具有挑戰(zhàn)性的實(shí)踐論證，提升學(xué)生的探究實(shí)踐能力。本文基于科研論文的論證式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)高中銜接教學(xué)思維進(jìn)階；基于同一問(wèn)題的引導(dǎo)思考，關(guān)注初高中學(xué)生的概念進(jìn)階水平。

關(guān)鍵詞：境脈教學(xué)；初高中生物學(xué)銜接；科學(xué)思維；科學(xué)本質(zhì)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）06-0036-03 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

在初中和高中兩個(gè)學(xué)段，教材內(nèi)容中雖然呈現(xiàn)出相似的生物學(xué)知識(shí)與概念，但在初高中卻有著不同的教學(xué)深度和表述方式。初高中生物學(xué)教學(xué)銜接指初、高中相似生物學(xué)概念的相互聯(lián)系以及思維的銜接。筆者通過(guò)研究初高中生物學(xué)銜接的教學(xué)策略，探索出初高中生物學(xué)銜接的基本模式，為學(xué)生的核心素養(yǎng)的提高，以及高中乃至大學(xué)生物學(xué)的繼續(xù)教育奠定基礎(chǔ)。幫助學(xué)生把初高中的生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行自然而有效的過(guò)渡、銜接，編織起一條理論和實(shí)際相結(jié)合的紐帶，使兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生物學(xué)學(xué)習(xí)階段化為一體?；诰趁}的初高中生物學(xué)銜接教學(xué)研究是選取適宜的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)支撐整個(gè)單元的、整合性的真實(shí)生物學(xué)境脈，從而進(jìn)行初高中生物學(xué)銜接的案例研究。^［1］本文以社會(huì)學(xué)議題“吸煙的危害”這一境脈下的初高中生物學(xué)課堂教學(xué)為例，對(duì)如何進(jìn)行境脈銜接的問(wèn)題展開(kāi)探討。

1 選擇可延展的整體化境脈，創(chuàng)設(shè)初高中生物學(xué)銜接境脈

教師先分析《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《義教課標(biāo)》）和《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2022年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》），選擇合適的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行初高中生物學(xué)銜接教學(xué)。初中《義教課標(biāo)》里有通過(guò)自制實(shí)驗(yàn)裝置，觀察香煙中的焦油對(duì)草履蟲(chóng)纖毛的影響的案例；蘇教版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)·必修2·遺傳與進(jìn)化》第2章“表觀遺傳”的內(nèi)容中有吸煙對(duì)基因表達(dá)的影響的案例，由此教師確定以社會(huì)性議題“吸煙的危害”為同一境脈，進(jìn)行初高中生物學(xué)一體化課堂教學(xué)。筆者研究《義教課標(biāo)》和《課程標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)現(xiàn)，初中對(duì)應(yīng)大概念9，高中對(duì)應(yīng)大概念3中的次位概念3.1.5均概述了基因中堿基序列不變但表型改變的表觀遺傳現(xiàn)象。因此，初中的課例定為“探究吸煙對(duì)動(dòng)物生存的影響”，其中由于不容易觀察到草履蟲(chóng)纖毛，教學(xué)時(shí)把實(shí)驗(yàn)材料更換成金魚(yú)。高中的課例則應(yīng)定為“探究吸煙對(duì)基因表達(dá)的影響”。

設(shè)計(jì)意圖：初中教師從分組實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)吸煙對(duì)健康的影響，幫助學(xué)生形成一定的生命觀念和正確的社會(huì)責(zé)任。高中教學(xué)以吸煙改變?nèi)梭w性狀這一真實(shí)境脈作為思維環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生獲取信息、分析討論，最終理解生命現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在機(jī)制。教師基于同一社會(huì)學(xué)議題教學(xué)創(chuàng)設(shè)境脈，不僅實(shí)現(xiàn)了銜接不同學(xué)段的大境脈教學(xué)，而且很好地體現(xiàn)了初高中知識(shí)體系的融合與貫通。大境脈教學(xué)從表觀到微觀、從現(xiàn)象到機(jī)理、從實(shí)驗(yàn)探究到邏輯推理，幫助學(xué)生建立完整的知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)初高中生物學(xué)銜接的一體化教學(xué)。

2 構(gòu)建挑戰(zhàn)性的實(shí)踐論證，提升探究實(shí)踐能力

在初中“探究吸煙對(duì)動(dòng)物生存的影響”課堂教學(xué)中，教師從日常的宣傳海報(bào)入手，結(jié)合課前的調(diào)查（學(xué)生家庭吸煙狀況以及學(xué)生接觸煙霧的機(jī)會(huì)），引導(dǎo)學(xué)生形成香煙有害健康的科學(xué)認(rèn)知，并由此導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)探究。隨后教師通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)及演示實(shí)驗(yàn)證實(shí)加深科學(xué)認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生形成生命觀念。教師提出問(wèn)題串：針對(duì)“香煙浸出液對(duì)小魚(yú)呼吸的影響”探究題目我們?cè)撊绾翁釂?wèn)？又該如何作假設(shè)？進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意哪些要求？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)？具體記錄什么數(shù)據(jù)？

學(xué)生作出香煙對(duì)爪蟾的生活有影響的假設(shè)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)關(guān)注對(duì)照實(shí)驗(yàn)、單一變量和平行重復(fù)等原則。對(duì)于因變量的選擇，部分學(xué)生認(rèn)為記錄呼吸狀態(tài)難度大，也可改為記錄皮膚變化等活動(dòng)狀態(tài)。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后，分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)煙草浸出液對(duì)小魚(yú)的呼吸頻率有一定的影響，經(jīng)分析表格后得出在煙草浸出液的低濃度和高濃度范圍中，呼吸頻率的變化會(huì)呈現(xiàn)不同趨勢(shì)的結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析后，教師展示香煙對(duì)人的肺部影響的視頻，引導(dǎo)學(xué)生形成吸煙危害健康的意識(shí)。最后學(xué)生展示課前制作的戒煙宣傳標(biāo)語(yǔ)，向他人警示并宣傳吸煙的危害。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生能正確評(píng)價(jià)吸煙對(duì)健康的影響，認(rèn)識(shí)到吸煙者是一種流動(dòng)的污染源。教師通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到吸煙對(duì)人體健康的危害，培養(yǎng)學(xué)生珍愛(ài)生命、遠(yuǎn)離煙草的意識(shí)。教師進(jìn)一步通過(guò)煙草浸出液對(duì)小魚(yú)呼吸影響的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生鞏固科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)的能力，以及團(tuán)隊(duì)分工合作和語(yǔ)言表達(dá)等相關(guān)能力，使學(xué)生進(jìn)一步提高探究實(shí)踐的能力。

隨后教師通過(guò)提問(wèn)，引發(fā)學(xué)生思考作為中學(xué)生的責(zé)任態(tài)度和責(zé)任意識(shí)，喚醒學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和家庭責(zé)任感，使學(xué)生自覺(jué)成為一名禁煙宣傳員，制作宣傳口號(hào)并思考戒煙方法，將學(xué)習(xí)形成的認(rèn)知內(nèi)化為實(shí)踐動(dòng)力，應(yīng)用于生活中。

3 基于科研論文的論證式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)高中銜接教學(xué)思維進(jìn)階

教師通過(guò)導(dǎo)入初中“探究香煙浸出液對(duì)金魚(yú)呼吸速率的影響”的實(shí)驗(yàn)視頻，聯(lián)系中心法則的知識(shí)，引出“探究吸煙對(duì)基因表達(dá)的影響”的研究課題。教師展示同卵雙胞胎中吸煙者與不吸煙者的容貌對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生思考吸煙影響基因的表達(dá)途徑。

第一步：展示科研論文資料一。煙草中的多環(huán)芳烴等物質(zhì)可導(dǎo)致肺癌的形成。芳烴受體抑制因子（AHRR）是抑制芳香烴受體（AhR）發(fā)揮保護(hù)作用的蛋白質(zhì)，對(duì)比長(zhǎng)期吸煙者AHRR基因與不吸煙者AHRR基因的堿基序列，發(fā)現(xiàn)并無(wú)差異。教師提問(wèn)：吸煙者與不吸煙者基因的堿基序列是否相同？長(zhǎng)期吸煙組與對(duì)照組的AHRR基因的甲基化相對(duì)水平與之間有何不同？學(xué)生分析AHRR基因的甲基化相對(duì)水平的圖表后，得出長(zhǎng)期吸煙組的AHRR基因的甲基化相對(duì)水平明顯低于對(duì)照組的結(jié)論。學(xué)生據(jù)此得知DNA甲基化控制轉(zhuǎn)錄基因的表達(dá)，長(zhǎng)期吸煙組的DNA甲基化水平低，而AHRR基因表達(dá)程度高，AHRR通過(guò)抑制AhR發(fā)揮保護(hù)作用的蛋白質(zhì)，使AhR與多環(huán)芳烴結(jié)合程度下降，導(dǎo)致肺癌的形成。

第二步：設(shè)計(jì)模擬探究活動(dòng)。學(xué)生根據(jù)概念模型，利用拉鏈和夾子等學(xué)具，演示長(zhǎng)期吸煙導(dǎo)致肺癌的過(guò)程。教師提問(wèn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)DNA甲基化對(duì)基因表達(dá)有什么影響？嘗試在一副拉鏈上添加夾子數(shù)量，再拉動(dòng)拉鏈，據(jù)此推測(cè)DNA高度甲基化和基因表達(dá)之間存在什么關(guān)系？學(xué)生思考后總結(jié)DNA甲基化會(huì)抑制基因的表達(dá)，當(dāng)基因發(fā)生高度甲基化時(shí)則不發(fā)生表達(dá)。

第三步：展示科研論文資料二。TEN是一種新發(fā)現(xiàn)的抑癌基因，可以調(diào)控某種特殊蛋白的合成，抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移等。近幾年，一些針對(duì)腫瘤組織或腫瘤細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn)，PTEN基因的表達(dá)水平與組蛋白的修飾密切相關(guān)。教師展示“組蛋白的修飾”視頻，并設(shè)計(jì)問(wèn)題串引領(lǐng)學(xué)生理解：組蛋白修飾是否改變PTEN基因的堿基序列？組蛋白修飾主要調(diào)控基因表達(dá)的哪個(gè)過(guò)程？煙霧暴露如何通過(guò)影響組蛋白修飾導(dǎo)致癌癥的發(fā)生？學(xué)生通過(guò)分析總結(jié)出煙霧暴露環(huán)境下，PTEN基因通過(guò)組蛋白修飾，調(diào)控其轉(zhuǎn)錄過(guò)程并抑制表達(dá)，使癌細(xì)胞加速增殖，促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，引發(fā)癌癥。

第四步：展示科研論文資料三。 miRNA是在真核細(xì)胞中的一類具有調(diào)控功能的非編碼RNA，環(huán)境煙霧或主動(dòng)吸煙可以改變miRNA的表達(dá)和功能，從而導(dǎo)致男性的精子產(chǎn)生缺陷，影響其生育能力。學(xué)生分析miRNA對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制圖后得出miRNA通過(guò)調(diào)控翻譯途徑影響基因的表達(dá)。

第五步：展示科研論文資料四。資料顯示父親暴露于尼古丁環(huán)境可能會(huì)導(dǎo)致后代的基因缺陷。這是由于父親精子中關(guān)鍵基因的表達(dá)水平變化而導(dǎo)致的。教師提出問(wèn)題：吸煙引起的基因表達(dá)水平的改變對(duì)子代有何影響？學(xué)生總結(jié)出這種改變是可以遺傳的。學(xué)生進(jìn)一步分析戒煙組的DNA甲基化水平，得出這種調(diào)控是可逆的結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)長(zhǎng)期吸煙者與不吸煙者AHRR基因的堿基序列的資料，學(xué)生形成生物體的基因堿基序列相同，部分堿基發(fā)生甲基化影響轉(zhuǎn)錄過(guò)程，進(jìn)而使基因表達(dá)發(fā)生變化的生物學(xué)觀念。教師通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生更好地理解甲基化對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的影響。學(xué)生依據(jù)煙霧暴露環(huán)境影響組蛋白修飾導(dǎo)致癌癥發(fā)生的科研資料，發(fā)現(xiàn)堿基除了部分發(fā)生甲基化，也會(huì)通過(guò)組蛋白修飾影響轉(zhuǎn)錄過(guò)程，使基因表達(dá)發(fā)生變化。學(xué)生基于吸煙導(dǎo)致miRNA調(diào)控的資料，得出miRNA的調(diào)控影響翻譯過(guò)程的結(jié)論，使基因表達(dá)發(fā)生變化，并進(jìn)一步完善主張。學(xué)生根據(jù)父親精子中關(guān)鍵基因的表達(dá)水平變化和戒煙組的DNA甲基化水平，得出基因表達(dá)的變化可遺傳。學(xué)生通過(guò)層層論證，不斷完善主張中構(gòu)建表觀遺傳的概念。

4 基于同一問(wèn)題的引導(dǎo)思考，關(guān)注初高中學(xué)生的概念進(jìn)階水平

筆者基于同一知識(shí)點(diǎn)在初高中的生物學(xué)課堂都設(shè)計(jì)了同一個(gè)問(wèn)題：結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)，談?wù)勎鼰煂?duì)人的危害，今后的生活中你會(huì)怎么做？初中從宏觀上思考吸煙對(duì)人體的危害，通過(guò)設(shè)計(jì)海報(bào)等活動(dòng)宣傳吸煙的危害。高中從基因改變的機(jī)理去分析吸煙對(duì)人體的危害，體現(xiàn)了不同學(xué)段的學(xué)生在思維上的差異，及其概念的進(jìn)階發(fā)展。^［2］

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)問(wèn)題對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行回顧，構(gòu)建完整、清晰的知識(shí)體系，同時(shí)教師對(duì)學(xué)生本節(jié)課的概念學(xué)習(xí)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。此外，教師還通過(guò)理論聯(lián)系生活的提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，培養(yǎng)學(xué)生向他人宣傳吸煙危害的態(tài)度責(zé)任。

學(xué)生運(yùn)用中心法則的生命信息觀認(rèn)識(shí)吸煙導(dǎo)致性狀變化的現(xiàn)象，樹(shù)立生命觀念，并基于吸煙影響基因表達(dá)的真實(shí)問(wèn)題境脈，體驗(yàn)科學(xué)研究過(guò)程及其機(jī)制，發(fā)展科學(xué)探究能力，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，對(duì)健康生活的社會(huì)議題進(jìn)行思考論證，形成開(kāi)展生物學(xué)社會(huì)實(shí)踐的行動(dòng)力，增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

［1］ 陳一.從“初高中銜接”視角探索初中生物學(xué)“光合作用”的教學(xué)［J］.生物學(xué)教學(xué)，2022，47（1）：14-16．

［2］ 郝瑤，黃鶴.基于生命觀念的初、高中教材“生物與環(huán)境”主題的銜接分析［J］.生物學(xué)教學(xué)，2023，48（8）：73-75．