學科核心素養理念下的高中生物復習教學重構
——以“探究香蕉成熟過程中物質變化實驗”為例

（紹興魯迅中學 浙江紹興 312030）

1 基于學科核心素養理念的教學重構

1.1 高中生物復習教學現狀

在高中生物復習教學過程中，部分教師常常簡單地將復習教學理解為鞏固基礎知識，按照教材章節順序總結和梳理知識考點，在課堂中逐點回顧生物學的基本概念、原理等，忽略不同課時、不同單元、不同學期、不同模塊間的知識關聯和能力發展，導致學生思維受限，無法形成生物學的全局觀念，課堂也逐漸演變成復習筆記抄寫課。學生依靠死記硬背和反復練習學習生物，對知識的遷移和運用能力薄弱。

此外，復習課堂呈現固定的“知識梳理、習題講評、作業布置”的模式，缺乏有效的教學情境、忽略創造性的教學設計。教師上課枯燥無味、缺乏激情，學生機械抄寫、喪失熱情，師生互動基本為零。在這種復習課下，學生認識問題，思考問題的方式并沒有發生實質的改變，無法培養主動思考、自主探究的能力，不利于生物學學科核心素養的發展。如何打破傳統的復習教學模式，提高復習效率，培養生物學科核心素養，對教師而言是個巨大的挑戰。

1.2 教學重構的概述

教學重構是指在理解教學內容的基礎上，選擇、整合、優化和開發其他教學資源，對學生進行引導、組織以及交流合作，使教學更能適應具體教育和教學情境。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出生物學學科核心素養包含生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任4個方面，教師在構建課堂內容時要以發展學生生物學學科核心素養為宗旨，精選課程內容，落實生物學課程的育人功能。核心素養理念下的中學生物復習教學重構，從學生的角度出發，將課程知識目標達成與學科核心素養發展相統一。教學設計打破教材原有的編排次序，根據知識的內在聯系和學生的認知規律，跨單元、跨模塊設計教學內容；教學內容有機結合生活經驗、探究實驗、圖文資料，引導學生積極思考，主動探究；教學過程的開放性和可塑性更大，留給學生更多的拓展空間，激發以探究為主的主動學習；教學活動增加和完善生物學實驗教學，重視定量實驗，教師要鼓勵學生參與實驗設計。中學生物復習教學重構課程幫助學生多角度鞏固理論知識，多方向應用實驗技能，促進學生生物學學科核心素養的發展。

2 學科核心素養指導下的教學重構設計案例

“探究香蕉成熟過程中物質變化實驗”案例（圖1）融合了細胞的物質組成及功能、活動“檢測生物組織中的糖類和蛋白質”、光電比色法定量檢測物質含量、植物激素的作用、果膠及果膠酶、色素等知識點，跨越“分子與細胞”“穩態與調節”“生物技術與工程”等模塊，將學生已學的知識融會貫通，搭建內在聯系，以新的情境完成生物知識的復習。

圖1 “探究香蕉成熟過程中物質變化實驗”案例

2.1 創設真實情境，樹立生命觀念

浙科版高中生物《必修1·分子與細胞》教材中“檢測生物組織中的糖類和蛋白質”實驗以稀釋蛋清液、馬鈴薯勻漿、白梨汁為實驗材料，檢測生物組織中的蛋白質、淀粉、還原糖。在實際教學過程中，學生機械記憶課堂所學知識，常常形成錯誤認知，認為“稀釋蛋清液中只有蛋白質，馬鈴薯勻漿只有淀粉，白梨汁中只有還原糖”。這種錯誤認知的產生歸根結底在于學生缺乏基本的生命觀念，無法理解生命現象及其內在規律。

復習時，教師需要帶領學生準確建立起對生命現象及內在規律的概括性理解和整體性認識，通過教學重構，設計新的課堂教學情境，將學生以往所學的具體知識和真實活動有效結合，吸引學生的專注力，引發學生獨立思考，對學生原有的認知造成沖擊，從而使學生充分感悟生命的本質。

通過一系列問題情境，學生在香蕉果實成熟這個過程中體會到每個生物體中都含有各種物質，感悟細胞由多種多樣的分子組成，這些分子是細胞執行各項生命活動的物質基礎，從而了解生命的物質性和生物界的統一性，培養結構與功能相適應的生命觀。學生通過探究果實成熟過程中物質變化的情況，以及植物激素在該過程中的作用，直觀體會生命是一個動態變化的過程，生命活動的進程中會受到多種因素的調節。此外，教師結合真實生活情境的直觀感受，引導學生思考香蕉成熟過程中的其他變化，如色素變化對果皮顏色的影響、果膠含量對果實硬度的影響等，產生新的問題并解決。這個過程使學生明白一個生物體的生長或者衰老，并不是單一物質的局部改變，而是各種成分和結構的相互協調共同影響，從而培養學生從部分和整體多角度看待各種復雜的生命現象，探索背后的生命規律。

2.2 拓展課本活動，完成科學探究

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。在生物學復習教學中教師應致力于提升學生的知識水平和實驗技能，要求學生能夠基于已學的實驗原理、方法、技術解決新的問題，培養科學探究能力。

以“檢測生物組織中的糖類和蛋白質”為例，這是一個簡單的定性實驗，復習過程中，若拘泥于原有實驗，重復實驗原理和方法，不利于學生的自主探究和實驗設計等能力的培養。教師通過教學重構，在原有實驗的基礎上，拓展成定量探究實驗，對學生的實驗設計思維、實驗操作技能、數據分析能力以及團隊合作提出了更高水平的要求。

有機物的定量測定使用的是浙科版選修1學習的光電比色法，結合高中生物有機物檢測的顯色反應，即可測定特定物質的含量。例如，可使用碘-碘化鉀溶液作為顯色劑使淀粉變色，通過比色計測定光密度值，根據標準曲線確定淀粉含量。該教學設計基于學生已掌握的方法，強化實驗原理及操作，實現了知識的遷移與應用。

定量實驗的工作量較大，需要團隊合作共同完成。學生以小組為單位，自主討論明確實驗方案并實施，充分鍛煉了實驗設計、實驗操作能力，培養了團隊合作、科學探究精神。最后，小組以表格、曲線圖、柱狀圖、文字陳述等多形式呈現實驗結果，各小組之間相互討論評價，培養處理分析實驗數據并用準確的術語和圖表展示實驗結果的能力。組間相互交流評價，并對有差異的實驗數據展開思考討論。此時，教師要注意引導學生進一步完善，幫助學生更好地培養科學探究能力。

2.3 構建知識網絡，發展科學思維

“探究香蕉成熟過程中物質變化實驗”教學重構案例以香蕉果實成熟為切入點，將表面上互不相關的概念，通過深入挖掘內在聯系，構建不同模塊間生物學知識的網絡，幫助學生建立對復習內容清晰牢固的認知系統，為培養學生科學思維做好鋪墊（圖2）。

圖2 “探究香蕉成熟過程中物質變化實驗”知識概覽

其中，教師利用香蕉味道變化這一生物學事實，啟發學生思考香蕉果實成熟中糖類和蛋白質含量變化情況，作出合理假設，并驗證實驗。基于該實驗結果，教師引導學生進一步思考討論并提出新的問題：香蕉成熟中顏色和硬度上會有哪些變化？這些改變是由哪些物質變化引起的？如何驗證自己的猜想？這樣可以促使學生運用日常觀察體驗、已有的生物學知識、證據和邏輯進行探討推理，通過科學探究、資料收集等完成論證，完成探討闡釋生命現象及規律的過程，逐步發展科學思維（圖3）。

圖3 基于生物學事實和證據歸納與推理的教學環節設計

生物學內容并非獨立的，而是彼此驗證、互相補充。“成熟的果實中會產生乙烯，乙烯可以促進果實成熟”這是學生已有的知識。針對“乙烯具體是如何起作用”這一新問題，學生結合成熟的果實中的一系列變化，運用科學思維方法展開歸納、概括和推理，提出“乙烯通過影響酶的表達和活性起調節作用”的假設。教師通過提供文獻資料，對學生的猜想給予評價佐證，從而培養學生依據科學事實進行假想推理的能力，發展學生的生物學學科核心素養。

2.4 理論付諸實踐，承擔社會責任

生物學課堂并不僅僅局限于課堂理論的學習、思維的訓練、技能的培養，最重要的還是要能在現實生活中用科學的觀點、知識、思路和方法來解決實際問題，促進學生形成社會責任意識。

本案例培養了學生的物質檢測和定量的實驗技能，探討了植物激素乙烯在果實成熟中的調節作用。課外實踐時，學生可以結合自身所學，將理論付諸行動，承擔社會責任。例如，不同食品中各類有機物的種類無明顯差異，但含量千差萬別，學生通過學習掌握不同生物的有機物含量情況，結合“中國居民膳食指南”嘗試搭配營養膳食方案，幫助家人搭配合理膳食增強免疫力、預防慢性疾病、保障身體健康，成為家庭的營養搭配師。另外，食品安全關系生命健康，“毒奶粉”、染色食品、變質食品等問題層出不窮，學生可以結合物質檢測方法，收集新型食品檢測技術在生產生活中應用的相關資料，分析并嘗試提出日常食品檢測的實踐方案。除此之外，學生還可以基于乙烯在生產生活中應用的相關資料，分析植物激素和其他因素對植物生命活動的調節，嘗試提出植物激素的生產實踐方案。

3 教學重構案例的反思及啟示

高中生物學教學內容細碎繁雜，知識點多，概念密集，在實際考試中注重考查學生的表達理解、知識遷移、科學探究、綜合運用等能力。在核心素養理念下，如何重構一堂符合學生知識基礎、心理特點和認識規律，同時保障知識的系統性和完整性的復習課堂，對教師提出了更高的要求。重構課堂時，教師首先以學生的發展出發，針對社會熱點和學生認知薄弱點，梳理清晰準確的知識網絡，挖掘深層根本的核心概念，沖擊學生的慣性思維，彌補知識漏洞。其次，教師要融合多個模塊，選擇、整合、優化教學內容，在新情境中運用教學知識，轉換學生思考問題、認識問題的角度，提高學生創新設計和遷移運用能力。此外，準確定位學生為主體的教學課堂，開展科學探究、模型構建、推理分析等教學活動，引導學生發現并解決未知問題、復雜問題，提高自主探究能力。教學過程還需同時強調團隊合作和小組展示，建立多元化的評價模式，促進學生全面發展。