基于核心素養的高中生物教學探討

肖安慶 吳志強 張大海

生物核心素養是學生在解決真實情境中的生物學問題過程中，所表現出來的必備品格和關鍵能力，主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任4個方面。目前生物學教學主要關注在三維目標的落實，但對對核心素養的重視明顯不足。下面結合“酶的作用與本質”的教學案例，對基于核心素養的教學談幾點認識和建議。

1創設情境，發展學生的問題意識

教師展示某種加酶洗衣粉的電視廣告加嫩肉粉，肉質口感順滑的秘密的視頻。

教師提出問題：為什么加酶洗衣粉更能洗干凈衣服？嫩肉粉能使肉變順滑？同學們能提出哪些課題名稱？

設計意圖：提出問題是促使學生展開探究性思維的催化劑。利用學生熟知的問題境脈，誘發學生提出問題，激發學生的學習興趣與求知欲，使學生在實驗觀察、分析綜合、抽象概括中提出研究課題，培養學生的主動發展意識和實踐意識，發展學生的實驗探究和理性思維能力。

2演示實驗，概括基本結論

教師進行實驗演示：用2支相同的注射器，分別裝入10 mL過氧化氫溶液。分別套上1個相同的氣球，氣球中分別裝有3 mL肝臟研磨液溶液和3 mL蒸餾水。同時將注射器中的溶液擠入氣球，觀察氣球體積變化。哪只氣球體積變化大？變化大的氣球原理是什么？

學生討論，得出實驗結論：肝臟研磨液存在某種成分，催化過氧化氫溶液并釋放氣體，使氣球體積變大。教師引入“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗。

設計意圖：教師通過演示實驗，培養學生的觀察能力，并引導學生對實驗現象進行分析歸納、概括總結，使學生親身感受肝臟研磨液催化過氧化氫產生氣體的過程，激發學生的學習興趣，培養學生的生命觀念（物質與能量觀）、科學思維。

3分組實驗，探討酶的本質

教師提出問題，組織學生討論：肝臟研磨液中的這種成分是什么？如何證明它具有催化過氧化氫溶液釋放氣體？受到哪些因素的影響？同時，教師提出學生這種成分可能為過氧化氫酶。學生獲得結論后，教師展示表1，開展小組實驗。

小組實驗：小組按照表1要求合作實驗，展示實驗結果。

教師提出問題：本實驗中，自變量、因變量、無關變量分別是什么？結合本實驗，演示實驗中加肝臟研磨液的實驗原理是什么？

設計意圖：通過實驗設計，讓學生在實驗中理解自變量、因變量和無關變量及變量的控制。學生通過解決學習中的生物學問題，體驗科學研究方法和科學探究的精神，增強主動解決問題的責任意識與實事求是的科學態度，發展了科學探究和責任意識素養。

4研討教學，探討酶作用原理

教師引導學生思考并交流：上述實驗，可知酶的催化作用，那么酶作用的原理是什么？

教師展示加熱時過氧化氫分解的能量變化曲像（圖1），引入“活化能”這一概念，給學生提供以下四個研討指向做參考。

研討指向1：猜想氯化鐵和過氧化氫酶催化過氧化氫分解的曲線。

研討指向2：加熱相當于給了過氧化氫能量，氯化鐵和過氧化氫酶催化時沒有加熱，能量有沒有變化？

研討指向3：氯化鐵和過氧化氫酶催化過氧化氫分解的曲線有何不同？如何繪制？

研討指向4：在細胞內，能通過加熱來提高反應速率嗎？常溫對細胞代謝有何意義？

小組討論，形成最終結果后，小組代表闡述本組觀點，其他小組補充修正。最后，教師引導學生歸納：與無機催化劑相比，酶降低化學反應的活化能的作用更顯著，催化效率更高。由于酶的作用，細胞代謝才能在溫和條件下快速進行。

設計意圖：“活化能”這一概念比較抽象，教師可借助教材插圖幫助學生理解，使學生建立活化能概念；同時，培養學生識圖、辯圖和析圖的能力，培養學生的科學思維能力；利用數學建模、類比推理的研究方法，借助繪制曲線，通過分析、推理、論證等方法，加強學生對酶作用原理的理解，提高學生的合作探究意識，增強學生主動與他人合作的精神。學生通過分享自己的見解，敢于堅持正確的觀點，敢于修正錯誤，形成良好的理性思維習慣，體驗科學探究的過程，獲得成功的成就感和喜悅感，強化了核心素養的培養。

5回顧歷史，強化酶本質的認識

教師展示白化病病人和正常人的圖片，用實例說明酶的重要性。

角色扮演：選出6位學生，其中5位學生分別扮演巴斯德、李比希、畢希納、薩姆納、奧特曼5位科學家，1位學生為旁白。這些學生課前先排練，上課時，通過角色扮演的形式，展示科學家的發現歷程，讓同學了解酶探究的歷程。最后，教師對科學家發現之路進行總結，使學生掌握酶的本質大多數是蛋白質，少量是RNA。

教師引導學生完成酶的發現史資料（圖2），組織學生探討從科學家的實驗中得到的啟示，并給出酶的定義。

設計意圖：通過角色扮演酶的發現史，讓學生感受到酶的發現史也是生物科學的進步史。教師通過聯系酶的發現與人類的發展，體現了生物科學的研究價值，提升了學生的科學探究態度，使學生認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的，體驗生物學研究基本思想，增強了學生的社會責任感。

《普通高中生物課程標準（2018版）》以提高全體學生的科學素養、促進學生的全面發展作為主要目標。高中生物課程作為一門自然科學領域的基礎課程，在培養學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任4個方面，使學生養成終身發展所需的必備品格與關鍵能力，具有重要的作用。教師在教學設計及實施過程中，應加強核心素養的學習，明確課程性質、目標和理念，理解生物核心素養的內涵；依據教學基本原理設計教學流程，結合實際采取合理的教學策略；根據學生已有的知識和認知規律，創設學習任務和問題，使學生有計劃、有目的地學習，提高教學設計的科學性、針對性和實效性，將生物核心素養教育落到實處。