基于生物學核心素養(yǎng)的教學設計

王帥

筆者以“胚胎工程的專題復習”為例，探索高三生物復習教學中提升學生學科核心素養(yǎng)的方案。

一、確定生物學核心素養(yǎng)的教學目標

生物學核心素養(yǎng)是學生科學世界觀的組成部分，是滿足學生終身發(fā)展所必須的生命觀念、思維和方法，是學生知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的傳統三維目標的提煉與升華。“胚胎工程”是人教版選修三內容，由于是高三復習課，學生已有胚胎工程的理論基礎，而胚胎工程與基因工程、細胞工程等現代生物生物科技專題有密切關系。“基因工程”“細胞工程”等是胚胎工程的上游技術，而“胚胎工程”則屬于下游技術。

筆者在分析學生、教學內容的基礎上，確定了基于生物學核心素養(yǎng)的教學目標：

（1）利用生物學概念認識生命世界、解釋生命現象，形成學生的生命觀念。學生能簡述胚胎工程的相關原理、動物細胞培養(yǎng)過程及動物細胞核移植技術；關注胚胎工程與細胞工程、基因工程研究進展和綜合應用。

（2）設計相關技術路線，解決實際問題，增強學生理性思維和科學探究的能力。學生

能根據社會生產生活實際，設計試管牛、克隆牛、轉基因牛的技術路線，培養(yǎng)理性思維和科學探究能力

（3）參與小組討論，培養(yǎng)學生嘗試解決生產生活中的生物學問題，增強學生社會責任意識。學生能通過設計試管牛、克隆牛、轉基因牛的技術路線，培養(yǎng)學生注意觀察、思考實際問題，利用所學知識解決問題，服務社會的意識和能力。

二、基于生物學核心素養(yǎng)的教學策略

（一）創(chuàng)設真實生物學情境，聚焦生物學重要概念，落實學生社會責任意識

課前讓學生了解現代生物技術的發(fā)展史，重點思考近期中國科學家完成的克隆猴中中、華華所涉及到的相關技術，引入與動物相關的胚胎工程的專題復習。

1.創(chuàng)設問題情境

問題1：中國本地黃牛適應當地環(huán)境能力強，目前每頭奶牛產乳量為3000Kg，而國際上良種奶牛（荷斯坦牛）平均產乳量可達10000Kg，但國際良種奶牛飼養(yǎng)條件要求較高。如何改良本地奶牛品種，提高產乳量？

問題2：國外荷斯坦奶牛產乳量高，可以從國外引進優(yōu)良品種，而引進一頭成年牛需要3萬～5萬元，依靠大量引進良種牛來提高產量的做法是不現實的。而且，牛的生育率很低，一頭牛一胎一般只產一頭犢牛，一生約生育四五次，如何實現少量引進良種牛但能快速大量繁殖呢？

2.學生在通過小組合作，科學探究實際問題的解決方法，既幫助學生復習相關的生物學概念，又能聯系實際，提升學生解決實際問題的能力和意識。

（二）基于評價，促進學生全面發(fā)展

1.學生評價

小組1：在家禽、家畜的育種過程中，雜交育種較為常見。國外的純種荷斯坦牛產乳量很高，飼養(yǎng)條件要求也很高。將國外的荷斯坦牛引進后，在我國經過較長時間的馴化，與當地黃牛進行雜交和選育，逐漸形成適應當地環(huán)境的優(yōu)良種（中國荷斯坦牛）。這不僅極大地降低飼養(yǎng)成本，還能獲得較高的產乳量，（選育雜交牛）符合中國國情和廣大散養(yǎng)農戶的需要。但是傳統雜交育種進程比較緩慢，過程繁瑣，雜交后代會出現性狀分離的現象。

小組2：牛的生育率雖然低，但是母牛體內的卵母細胞卻相對多，公牛產生的精子就更多了。分別采集牛的精子和卵母細胞，進行體外受精并發(fā)育成早期胚胎，再將這些胚胎移植到本地牛（如黃牛）體內“借腹懷胎”，就可以實現良種牛的大量繁殖。這其實就是試管動物的技術路線。

同時，利用基因工程技術，可以使乳用牛本身變成“批量生產藥物的工廠”。我們可以將藥用等具有重要應用價值的蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起，導入哺乳動物的受精卵中，然后，將受精卵送入母體后，使其長成轉基因動物。轉基因雌性動物進入泌乳期后，可以在乳汁中獲得所需的物質。這其實就是轉基因動物的技術路線。

關于轉基因牛后代性狀分離的問題，可以采用動物體細胞核移植技術進行克隆，并將重組細胞培養(yǎng)成重組胚胎，并最終發(fā)育成個體，以實現優(yōu)良性狀的保存。這其實就是克隆動物的技術路線。

現代生物技術操作要求比較精確，只能在實驗室中進行，成本也較高。試管動物的成功率和存活率都有待提升。同時，由于人們不能控制外源基因插入宿主基因組的部位，轉基因動物的存活率很低，且容易會出現一些人們意想不到的后果。此外，克隆動物的成功率也較低。生出的部分個體可能表現出生理或免疫缺陷，克隆動物還會發(fā)現有早衰跡象。

2.教師評價

小組1同學設計的技術路線，正是中國荷斯坦牛的選育過程。中國荷斯坦牛飼養(yǎng)條件比較寬松，符合廣大散養(yǎng)戶的訴求，也符合中國的實際國情。

小組2同學更多的運用了選修三中所學到的現代生物技術，并成功規(guī)劃出了試管牛、轉基因牛和克隆牛的技術路線，雖然有些技術還存在一定的問題，但我們應以發(fā)展的眼光看問題，小組2同學的技術路線值得肯定。

（三）概念教學，基于建構，促進學生生命觀念形成

在學生方案中涉及到育種工程以及試管動物、轉基因動物和克隆動物的相關知識內容，師生共同梳理主體知識，重溫試管動物、轉基因動物、克隆動物所涉及的概念及原理，深化對胚胎工程的整體認識。利用思維導圖，幫助學生快速構建知識網絡和思維體系，對基因工程、細胞工程和胚胎工程的相關技術要點進行復習。

三、教學反思

本教學過程從實際問題出發(fā)，激發(fā)學生學習興趣，引導學生利用所學知識構建不同的技術路線。巧妙利用試管動物、克隆動物、轉基因動物的技術設計路線總結出動物工程中主要涉及的技術要點，較好的提高了課堂教學效果。同時，學生在搜集資料、互相評價過程中，提高了學生合作意識、生命觀念、科學思維思維和社會責任意識。但以核心素養(yǎng)為根本宗旨的課堂教學也衍生出了新問題，如如何評價課堂教學過程中學生核心素養(yǎng)的發(fā)展水平？如何準確定位每節(jié)課核心素養(yǎng)的立足點、切入點等。總之，在課程改革的道路上，我們且思且實踐。