基于生物學學科核心素養的深度復習研究

許輝

摘要：以“生物的變異”為例，討論如何以生物學學科核心素養為導向，以學生為主體，引導學生自主構建知識框架，提高學生知識遷移能力。

關鍵詞：核心素養學生主體

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

1引言

自《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）頒布，我國普通高中生物學教學邁入以核心素養為導向的新階段。立足于核心素養，是培養全面發展的接班人，實現立德樹人的保證。《新課標》提出的生物學學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。其中，科學思維是科學探究的重要內涵，科學探究是思維的實證過程，在思維和探究的過程中，形成基本的生命觀念，當學生能夠基于對生物學的認識、態度和價值觀參與個人與社會事務的討論，做出理性解釋和判斷，采取決策和行動，嘗試解決生產和生活中的生物學問題時，即承擔了社會責任。學科核心素養的落實是基于課堂教學，基于學生的自主學習，通過自主學習，學生形成認知結構，理解學科的基本概念、基本原理，形成基本態度和方法。其中，學科核心概念是學生構建學科基本結構的基礎，掌握學科的基本結構，有利于學生對學科知識的遷移應用，有利于學生應用學科知識解決實際問題，提高分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新精神和實踐能力。

目前，高三復習課多采用“教師帶領學生復習知識點一教師向學生呈現知識結構一配合刷題”的教學流程，或者把復習課當成新課重新上一遍，其本質仍是教師傳授知識，學生被動接受知識，與新課改倡導的教師引導學生主動探求知識，主動學習知識相違。這些方法也許在短時間內可以提高學生的解題能力，但是忽視了學生的主體地位，不利于學生宏觀上掌握學科基本結構，很難提高學生的知識遷移能力及在真實情境中應用知識解決問題的能力。

下面以“生物的變異”為例，討論如何在教學中以學生為主體，引導學生自主構建知識框架，提高學生知識遷移能力，培養學生的核心素養。

2“生物的變異”的教學目標

①通過分析枯草桿菌野生型和突變型在分子水平上的區別，形成結構與功能觀。

②逐步分析真實情境的生物學問題，提高科學思維能力，提高分析問題、解決問題的能力;追根溯源，養成樂于探索生命奧秘的科學態度。

③通過設計科學實驗解決實際問題，掌握科學探究的基本方法和思路，提高科學探究能力;

④結合基因突變和基因重組分析可遺傳變異的來源對生物進化的意義，理解生物多樣性，形成珍愛生命、保護生物多樣性的社會責任和擔當。

3“生物的變異”的教學過程

3.1引入課題

教師展示不同變異類型引起生物產生不同變異的圖片，以及考綱中對生物的變異相關內容的具體要求，使學生形成對學習目標的感性認識。

3.2學習可遺傳變異和不可遺傳變異

教師展示資料：遺傳學家曾做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲的正常的培養溫度為25%，將孵化后4～7d的長翅果蠅幼蟲放在35～37°C的環境中處理6～24h后，得到了一些殘翅果蠅。

教師根據資料，提出問題：①果蠅變異了嗎？是可遺傳變異還是不可遺傳變異？②請針對出現殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。③請設計實驗探究該變異是可遺傳變異還是不可遺傳變異，寫出實驗設計思路，預期結果與結論。

設計意圖：教師重現教材內容，引起學生對教材的理解和重視，加強學生對變異的認識，促進學生運用已有知識儲備進行可能性分析。學生易分析出：可能是溫度影響了酶的活性，進而影響了翅的形成，或溫度影響了酶的活性進而影響了基因的表達過程;溫度影響了DNA的結構，引起變異。在此基礎上，教師引導學生歸納可遺傳變異和不可遺傳變異區別，并追問：如何設計實驗探究該變異是否為可遺傳變異？學生對實驗結果進行預測，分析得出結論。學生在思考的過程中，培養了科學探究能力，發展科學思維，提高了語言表達能力。

3.3學習基因突變

教師要求學生回憶可遺傳變異的來源，以及所學過的關于基因突變的內容。

設計意圖：教師要充分調動學生的積極性和主動性，采用學生回憶、教師補充的形式，既可以檢測學生對知識的記憶情況，查缺補漏，又避免單純的教師傳授知識，學生被動接受知識。

教師展示資料（表1）。

教師根據資料，提出問題：①野生型枯草桿菌為什么對鏈霉素敏感？②突變型枯草桿菌為什么對鏈霉素不敏感？③該變異屬于哪種變異來源引起的？為什么？屬于該變異的哪種類型？為什么？④基因突變一定會引起蛋白質發生改變嗎？為什么？⑤為什么會發生基因突變？基因突變很容易發生嗎？什么時候不穩定？為什么？⑥本實驗突變型的產生屬于有利變異嗎？基因突變一定產生有利變異嗎？為什么？如果培養環境中沒有鏈霉素該變異屬于有害變異還是有利變異呢？那么，基因突變有意義嗎？⑦枯草桿菌的突變與鏈霉素有關系嗎？鏈霉素在這里起什么作用？

設計意圖：本資料是高考題題目內容，教師利用高考題，設計由淺到深的問題串，引導學生回憶基因突變的有關內容，從分子水平分析產生抗性的原因，培養學生對真實問題的理解和分析能力。教師通過問題，檢查和了解學生對知識的理解程度和掌握程度，幫助學生鞏固知識、運用知識，鼓勵和引導學生深入思考問題，發展學生思維能力。在提問過程中，教師要重視提示和探詢，即提示學生已學的知識或生活經驗，引導學生更深入地思考、更全面地表達，通過探詢改善應答、突出重點、修正答案。學生不僅知道了枯草桿菌對鏈霉素抗性的表現，而且知道了抗性產生的分子原因，對基因突變有了全新的認識，培養了科學思維能力。

3.4學習基因重組

教師展示資料：某大腸桿菌能在基本培養基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養基上生長，將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養基中混合培養一段時間后，再將菌體接種在基本培養基平板上，發現長出了大腸桿菌（x）的菌落。

教師根據資料，提出問題：①突變體M和突變體N的產生屬于哪種變異來源引起？為什么？②大腸桿菌（x）的產生屬于哪種變異來源引起？該變異的類型有哪些？什么是自由組合？什么是交叉互換？大腸桿菌是原核生物沒有有性生殖，怎么會發生基因重組呢？③原核生物為什么會進行自然的轉化呢？④人類個體與父母之間的差異主要靠什么變異來源？為什么有性生殖生物比無性生殖生物高等，更具有優勢？

設計意圖：教師提供資料，引導學生回憶基因重組的有關內容。通過對比原核生物、真核生物、無性生殖、有性生殖對生物的進化和適應進行深入分析。學生理解自然轉化和基因工程的聯系，自由組合、交叉互換及轉化為什么都屬于基因重組，培養了科學思維能力，能結合基因突變、基因重組分析生物多樣性的產生及對自然的適應，從而培養保護生物多樣性的社會責任。

3.5課堂小結升華

教師總結：本節課復習了可遺傳變異、不可遺傳變異，及可遺傳變異來源中的基因突變和基因重組。變異是生物多樣性產生的原因。在變異的基礎上，生物經人為選擇或自然選擇而朝著一定的方向發展，這就是進化。

4教學反思

關于生物變異的內容較多，一堂課進行深度復習必須要求精簡，選取的資料來自教科書和高考題。教師所提供的3則資料涵蓋了可遺傳變異和不可遺傳變異、基因突變和基因重組。設計問題由淺入深，既帶領學生復習了知識結構，又使學生對所學知識進行了深入的理解和應用，促進學生通過理解從枯草桿菌內部的結構和功能關系、微生物的進化與適應，形成生命觀念。學生通過運用所學知識進行嚴密的科學推理以分析問題，進而解決問題，培養了科學思維。在分析現象時，學生能通過觀察進行提問并設計實驗，對實驗結果進行預測和討論，培養科學探究能力;并通過生物變異產生多樣性對自然的適應之難，引發對生命的敬畏，從而培養保護生物多樣性的社會責任。生物學學科核心素養的落實根據每節課的教學內容各有側重，其達成不是一蹴而就的。這就要求教師將核心素養落實到每堂課的教學環節中，促進學生生物學學科核心素養的發展。