核心素養導向的生物課堂

方妍妮 李娘輝

摘要 以“細胞核——系統的控制中心”一課為例，教師通過自制教具，設計問題驅動，引導學生在科學觀察中逐漸形成重要概念，將生物知識與方法相互滲透，樹立結構功能觀，滲透歸納、建模的科學思維。

關鍵詞 生命觀念;科學思維;教學設計;細胞核

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

文件編號：1003-7586（2018）11-0023-03

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出核心素養的課程宗旨，借助生物課程幫助學生樹立生命觀念，形成科學思維的習慣，掌握科學探究的思路和方法，培養社會責任感。如何將核心素養在課堂中落實，是值得教師共同探討的問題。

知識是核心素養的載體，活動是形成素養的途徑。本節課通過具有思維性、實踐性的教學活動，立足于學科方法與知識的滲透，促進核心素養的達成。

1教學分析

1.1教材分析

“細胞核——系統的控制中心”選自人教版高中生物《必修1·分子與細胞》。教材先以資料分析的形式從科學史推理出細胞核功能，再引入細胞核的結構，滲透著“結構與功能相統一”的生命觀念，并在真核細胞結構模型的制作中體現模型與建模思維。

1.2學情分析

高一學生已具有良好的觀察能力，細胞器的學習使其具備細胞亞顯微結構的基礎，但抽象思維的不足阻礙了對微觀物質本質的透徹理解。

2教學重難點

重點：細胞核的功能和結構。

難點：染色質和染色體的關系;細胞核是細胞生命系統的控制中心。

3教學目標

闡明細胞核的結構和功能，簡述DNA、染色質、染色體三者的關系;闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中。

分析歸納生命現象，運用科學觀察進行探究;運用模型與建模的方法認識生物學事實。

認同結構和功能相適應的生命觀念。

4教學過程

4.1課前準備

高等動物細胞核直徑一般為5～10μm，高等植物細胞核直徑一般為5～20μm。教師利用超輕黏土、廢棄膠頭滴管膠帽和細鐵絲等材料，分別模擬核模、核孔復合體和核酸，制作放大約4萬倍的細胞核模型（即直徑約20cm）。

4.2直觀導入，激發興趣

教師展示洋蔥表皮細胞、心肌細胞等多種細胞的顯微圖片，使學生從熟悉的圖像中，直觀感受細胞核是多數細胞的共同結構，并初步感知細胞核的大致形狀和位置。教師提問：“是否所有的細胞都有細胞核呢？”學生聯系舊知，回顧制備細胞膜的選材，意識到：哺乳動物成熟紅細胞沒有細胞核。教師補充關于高等植物成熟篩管細胞的內容，使學生形成對細胞核的初步認知，滲透批判性思維。

4.3呈現資料，問題驅動

教師提出核心問題：“細胞核在細胞的生命活動中有什么作用呢？”以此問題激發學生求知欲望。接著教師提供資料，并提出系列問題引導學生思考（表1）。

學生合作討論，從科學家的實驗現象分析、歸納出細胞核在不同的生物中功能相似：與生物的繁殖、生命活動息息相關。

教師回顧“遺傳”和“代謝”兩個概念內涵，引導學生將以上結論進一步精致化地概括為“細胞核控制細胞的代謝和遺傳”，得出細胞核功能，并追問：“科學家們的實驗在方法上有什么相似之處？”教師從而借此簡單解釋相互對照和前后對照的原則。

學生討論，自主發現：資料1和4均利用核移植的方法，資料2和3均先將細胞分為有、無核兩部分進行觀察，再將細胞核移入無核部分進行實驗探究。

設計意圖：通過討論與交流，學生逐漸形成基于事實證據，分析生物規律，理解生命本質的科學思維。教師充分利用實驗資料，在學生原有認知上挖掘深層知識，初步滲透科學探究的方法教育。

4.4自制教具，突破難點

4.4.1核膜、核孔結構

教師先展示電子顯微圖，再出示自制細胞核模型，指引學生剖開教具，從外往里觀察模型。并提供問題串，引導學生將核膜與細胞膜進行類比：①細胞膜的功能是什么？②核膜與細胞膜同樣是作為邊界，可能具有什么功能？③細胞膜有幾層？④核膜的雙層膜結構可能影響哪種功能？⑤觀察核膜還具有什么特點？

學生回憶舊知，觀察模型認識結構，分析細胞膜與核膜的異同，推理、理解核膜及核孔的功能。

設計意圖：細胞核為超微結構的學習，不便觀察，因此學生理解困難。教師先用事實（照片）支撐起一般概念（細胞核的各部分結構），再通過自制教具，將抽象結構直觀化，充分調動學生積極性，引導學生由外至內進行科學觀察。學生運用類比，由細胞膜分析推理得到核膜功能，發現核孔，搭建新舊知識聯系，達成知識的深層次理解，提高教學效率，樹立結構功能觀。

4.4.2核內部結構的學習

教師指引學生觀察核仁，簡單介紹核仁功能;重點引導學生觀察染色質。并展示核酸在細胞中的分布實驗圖片，提出問題：細胞核中主要分布哪種核酸？學生觀察模型上DNA的特點，認識染色質的化學組成。教師利用教具演示遺傳信息傳遞過程中，染色質和染色體的轉化，通過表格歸納兩者形態上的差異，認識本質聯系。

學生觀察細胞核模型的內部，認識核仁;回顧舊知，主動發現模型中代表DNA的絲狀物上結合著其他物質，產生求知的好奇心;觀察染色質與染色體轉化的演示，根據表格提示，歸納兩者異同。

設計意圖：教師以細胞中核酸分布為新知識生長點，借助模型豐富感性認識，滲透科學探究方法。直觀演示可以培養學生的歸納能力和抽象思維，突破理解染色質和染色體本質的難點。

4.5新知檢測，總結升華

教師展示細胞核剖面圖，提出本節課核心主題：細胞核的結構如何使其成為控制中心？

學生將圖文相結合，嘗試從細胞核各部分結構和功能回答問題，如“細胞核內有DNA，能控制生命活動”“核膜能將細胞核與細胞質分開且進行物質交換”，等等。

教師講解遺傳信息可保持親子代的一致性，因此得出細胞核控制細胞遺傳;用生活常識“依據藍圖建構大廈”類比遺傳信息與生命活動的關系，解釋細胞核控制細胞的遺傳、代謝;利用生活中的“倉庫”類比，說明細胞核是遺傳信息庫;在學生回憶再現細胞核各部分結構與功能的過程中，解釋細胞核成為控制中心的原因。

設計意圖：教師借助立體模型和模式圖進行新知識的教學后，利用抽象性更強的平面簡圖進行變式評價和總結。類比生活常識，利用啟發式講授，理清細胞核一遺傳信息一生命活動的聯系，分析核質之間的邏輯關系，落實重要概念：控制遺傳代謝，再升華到結構功能觀，使學生螺旋式掌握概念，實現發展核心素養的目標。

4.6方法滲透，動手實踐

教師結合細胞核模型，介紹模型特點和建模方法，再設計制作真核細胞模型的課后作業。這既是對整章節的總結，也讓“模型與建模”的科學思維在實踐中落實和深化。

5教學反思

對蘊含在學科知識內容背后的方法論、價值觀和文化意義的挖掘，才能實現教學意義的內化與升華。本節課引導學生從科學現象出發，分析、歸納出細胞核功能的重要概念;通過自制細胞核模型，從直觀中感受生命系統的精密性和復雜性。學生明確抽象概念的同時，領悟對生物學事實的科學探究方法，滲透“模型與建模”的科學思維，體現結構與功能相適應的生命觀念，激發出對生命的敬畏心，形成保護生命、珍惜生命的責任感。教師在強調生物知識的同時，更突出生物學科的思想與方法，達成核心素養的培養。