基于學(xué)科核心素養(yǎng)的概念教學(xué)實(shí)踐研究

楊雪峰

摘要 在“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”的大概念框架下，以染色體遺傳病為背景主線，通過重新整合教材，組織學(xué)生辨析與探究推理，在次位概念建模的過程中加深對(duì)重要概念理解，深化科學(xué)思維，建立結(jié)構(gòu)與功能觀，并從科學(xué)和技術(shù)層面為三胎政策做好宣傳與保障。

關(guān)鍵詞 學(xué)科核心素養(yǎng) 概念教學(xué) 染色體變異

中圖分類號(hào) G633.91????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 旨在學(xué)科核心素養(yǎng)的設(shè)計(jì)思想

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任4個(gè)維度，其中生命觀念是生物學(xué)核心概念的呈現(xiàn)方式，是貫穿本學(xué)科不同內(nèi)容的主線，是核心素養(yǎng)之首，也是其他3個(gè)維度落實(shí)的基礎(chǔ)，可高度體現(xiàn)本學(xué)科的育人價(jià)值。因此，挖掘教材中生命觀念是教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，教師要以此為基點(diǎn)，在概念深刻理解的過程中，尋找科學(xué)思維的立足點(diǎn)和科學(xué)探究的出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

“染色體畸變（一）”是上科版高中教材第八章第三節(jié)“變異”的內(nèi)容之一，是在大概念“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”框架下的重要概念。染色體主要位于細(xì)胞核中，是遺傳物質(zhì)DNA 的載體，染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的改變會(huì)引起生物體遺傳信息的改變，從而導(dǎo)致性狀可能改變。所以，本節(jié)課的生命觀念定位為結(jié)構(gòu)與功能觀。為了強(qiáng)化學(xué)生的理解，激發(fā)學(xué)生的關(guān)注度，本節(jié)還整合了第四節(jié)的“染色體遺傳病”的內(nèi)容，以染色體遺傳病為背景，將染色體結(jié)構(gòu)變異與數(shù)目非整倍化變異的實(shí)質(zhì)這兩個(gè)次位概念作為教學(xué)骨架，設(shè)計(jì)觀察比較圖像、探究異常配子形成等模型，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的歷程，并通過概念辨析與圖型建模，加深了對(duì)重要概念的理解，拓展了學(xué)生思維的深度與廣度。教師利用染色體畸變，普及遺傳病的預(yù)防措施，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建大概念“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”的框架，落實(shí)結(jié)構(gòu)與功能觀，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)，從而達(dá)到育人的價(jià)值。

2 厘清概念層次，細(xì)化生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中提出了大概念—重要概念—次位概念，三者關(guān)系如圖1所示。

大概念是教學(xué)的核心概念或生命觀念，重要概念是對(duì)大概念的支持和具體描述，次位概念是形成重要概念和大概念的基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)4個(gè)維度的落實(shí)需要建立在對(duì)科學(xué)概念正確理解的基礎(chǔ)上。本節(jié)的概念層次是：遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳（大概念）——染色體變異和染色體遺傳病（重要概念）——染色體結(jié)構(gòu)與數(shù)目的非整倍化變異（次位概念）。學(xué)生對(duì)次位概念的領(lǐng)悟程度有助于他們對(duì)大概念和重要概念的深刻理解。所以，課堂教學(xué)目標(biāo)要注重次位概念的達(dá)成度，要具體、清晰地與核心素養(yǎng)緊密聯(lián)系起來細(xì)化目標(biāo)，通過對(duì)概念性知識(shí)的學(xué)習(xí)，落實(shí)育人目的。

依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》，本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)為：①通過分析正常與異常染色體組圖和相關(guān)資料，說出染色體畸變的類型及概念，訓(xùn)練觀察比較能力;②比較辨析染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變、基因重組等概念，建模強(qiáng)化結(jié)構(gòu)變異實(shí)質(zhì);③通過觀看視頻和動(dòng)手探究異常配子形成的過程，知道染色體數(shù)目非整倍化變異的原因，建立染色體數(shù)目變化的圖模，提升推理與動(dòng)手能力;④通過學(xué)習(xí)染色體畸變與人類遺傳病的關(guān)系，體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念，并提高預(yù)防意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任。

上述每個(gè)目標(biāo)都有著一定的獨(dú)立性，目標(biāo)之間又有著一定的關(guān)聯(lián)度：目標(biāo)①與③重在科學(xué)思維與科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，目標(biāo)②與④中的建模旨在拓展科學(xué)思維的深度和廣度，目標(biāo)④還體現(xiàn)了生命觀念與社會(huì)責(zé)任感。探究的思想和科學(xué)的思維滲透在整個(gè)教學(xué)過程中，結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的目標(biāo)建立在①②③的基礎(chǔ)上，社會(huì)責(zé)任目標(biāo)的達(dá)成是前三個(gè)目標(biāo)水到渠成的結(jié)果。因此，這四個(gè)目標(biāo)是相互聯(lián)系，相輔相成。教師將核心素養(yǎng)的理念細(xì)化、分散在每一個(gè)目標(biāo)中。這四個(gè)目標(biāo)的綜合達(dá)成實(shí)質(zhì)就是對(duì)重要概念的認(rèn)識(shí)過程，是幫助學(xué)生建立大概念的過程。

3 聚集概念，落實(shí)核心素養(yǎng)

3.1以概念性知識(shí)的理解為基礎(chǔ)，樹立生命觀念

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中涉及到的生命觀念主要是：結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。生命觀念的建立需要以概念性知識(shí)為載體，并能用此觀念，解釋生命現(xiàn)象。課標(biāo)解讀中指出大概念也稱為核心概念或生命觀念。因此，對(duì)生命觀念的挖掘，教師可從大概念入手，找準(zhǔn)觀念定位，以重要概念為平臺(tái)，通過對(duì)次位概念的外延和內(nèi)涵的鑒定，樹立生命觀念。

本節(jié)課的重要概念是染色體變異，以染色體為中心可將“DNA-染色體-遺傳病”聯(lián)系起來，體現(xiàn)了“物質(zhì)-結(jié)構(gòu)-功能”的關(guān)系。但是，結(jié)構(gòu)與功能觀是跨學(xué)科的觀念，如何體現(xiàn)出生物學(xué)特有的生命性呢？以往的教學(xué)對(duì)染色體遺傳病不夠重視，而且隨著高齡產(chǎn)婦數(shù)量的增加，染色體遺傳病成了社會(huì)的一個(gè)關(guān)注熱點(diǎn)。基于此，本節(jié)教學(xué)是以染色體遺傳病為背景主線，將染色體畸變作為教學(xué)基石，最后落腳到遺傳病及其預(yù)防，凸顯結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命意義。

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括引言、染色體畸變的類型、染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)量的非整倍化變異和遺傳病的預(yù)防5個(gè)部分。引言是從尋找一線城市的生育率依然低的原因入手，再通過高齡產(chǎn)婦所面臨的染色體遺傳病的高風(fēng)險(xiǎn)的新聞報(bào)道，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注染色體畸變。染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目的非整倍化變異是教學(xué)的次位概念，是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。二者的內(nèi)涵不同，但實(shí)質(zhì)相同，可能導(dǎo)致的遺傳病也不同，這是落實(shí)結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一理念的主體支架。整個(gè)教學(xué)過程（表1、表2）先從功能引出，再?gòu)慕Y(jié)構(gòu)到功能，引導(dǎo)學(xué)生思考，建立結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系，最后又從功能到結(jié)構(gòu)，解釋生命現(xiàn)象，從而使學(xué)生將結(jié)構(gòu)與功能觀最終內(nèi)化于自己的世界觀中。

3.2創(chuàng)設(shè)探究活動(dòng)，提升思維品質(zhì)

科學(xué)思維的培養(yǎng)要通過實(shí)現(xiàn)學(xué)生“歸納與概括”“演繹與推理”“模型與建模”“批判性思維”“審視可論證生物學(xué)社會(huì)性議題”等能力來落實(shí)。這些方法和能力的培養(yǎng)可依靠學(xué)生對(duì)概念的理解，同時(shí)，教師也可利用演繹推理、歸納概括等方法幫助學(xué)生全面深刻地理解科學(xué)概念，進(jìn)一步提升學(xué)生的思維品質(zhì)。能力的培養(yǎng)需要教師能創(chuàng)造性地組織相應(yīng)的探究活動(dòng)，為學(xué)生搭建主動(dòng)學(xué)習(xí)的平臺(tái)，讓學(xué)生在活動(dòng)中有所思、有所想、有所為。本節(jié)課主要是在“歸納與概括”“模型與建模”和“批判性思維”三個(gè)方面對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)組織探究活動(dòng)（表3）。

3.3關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)（STS），承擔(dān)社會(huì)責(zé)任

學(xué)生能夠承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任也應(yīng)該是以生物學(xué)概念為依據(jù)的。課程標(biāo)準(zhǔn)解讀中明確提出“將生物學(xué)的概念和原理作為觀察和思考社會(huì)性科學(xué)議題的視角和立場(chǎng)”。科學(xué)要服務(wù)于社會(huì)，教學(xué)要教會(huì)學(xué)生如何利用概念性知識(shí)擔(dān)當(dāng)起自己的社會(huì)責(zé)任，以達(dá)到育人的目的。對(duì)遺傳病尤其是染色體遺傳病的擔(dān)憂，是人們普遍關(guān)注的生物學(xué)問題。教師要幫助學(xué)生從生物學(xué)的角度了解染色體遺傳病的原因和危害，還讓學(xué)生通過討論和觀看“產(chǎn)前診斷技術(shù)”的視頻，懂得遺傳病預(yù)防知識(shí)。

4 教學(xué)反思

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與大概念都是《課程標(biāo)準(zhǔn)》中要求生物學(xué)教學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)，二者看似獨(dú)立，實(shí)則互相融合，密不可分。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)需要以概念性知識(shí)的學(xué)習(xí)為載體，大概念的建立是學(xué)生對(duì)多個(gè)重要概念和次位概念理解和應(yīng)用的結(jié)果。這個(gè)過程實(shí)質(zhì)就是生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任四維目標(biāo)達(dá)成的過程。因此，對(duì)概念教學(xué)的研究尤其是聚焦大概念的教學(xué)研究，對(duì)于落實(shí)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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