學科核心素養培養背景下師范生分子生物學教學探究

趙俊杰 胡海燕 陳向東

摘要：生物學核心素養是生物科學師范生必需具備的基本素養，通過專業課滲透核心素養是培養師范生核心素養的一個重要途徑。分子生物學是生物科學專業的一門專業核心課程，以“染色體和DNA”課堂教學為例，探討了生物科學核心素養滲透于師范生專業課程分子生物學教學的具體實施方法，潛移默化中培養師范生的理性思維和生命觀念，增強科學探究精神和社會責任感。

關鍵詞：核心素養;分子生物學;教學

2016年，《中國學生發展核心素養》明確了新時代下我國基礎人才的培養目標。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》以發展學生的生物學學科核心素養為宗旨，師范生作為未來的教育者，肩負著傳播知識、傳播思想、傳播真理的重任[1]。要培養師范生成為“全面發展”的人才，就不能只注重于其專業知識的學習，要以“核心素養”的落實為標準，注意培養師范生的理性思維、科學探究、生命觀念、社會責任各方面的素養。專業課的學習貫穿了師范生大學四年的學習生活，因此，在專業課學習中滲透核心素養是培養高素質師范生的一個重要途徑。

一、分子生物學的課程性質

分子生物學是培養造就具有生命科學專業知識的高素質教師所需的一門專業課程，河南科技學院生物科學專業在大學三年級上學期開設，學時為64學時，與先修的生物化學、遺傳學等有密切的關系，是后繼的基因工程、細胞工程和蛋白質工程等課程的重要理論基礎。通過本課程的學習，學生要掌握分子生物學的基本理論知識，學會分子生物學基本實驗技術，具備分子生物學實驗技能和基本科學素養，能夠從分子水平上去分析、理解生命現象與過程，培養思考與探索生命奧秘的興趣和能力，同時具有一定的創新意識和科研素質。

二、教學實踐探討

師范生是未來的教育者，除需要掌握基本的專業知識，還應該為人師表，具有教書育人的職業素養，具有科學探究精神和創新意識，具有崇高的使命感和高度的社會責任感。利用專業課滲透生物核心素養是師范生核心素養培養的重要途徑。根據以上指導思想，以分子生物學中《染色體和DNA》一節為例，介紹在專業課程中如何融入核心素養。

（一）教學內容分析

本案例教學內容位于教材的第二章第一節，包含兩部分教學內容：一是染色體的組成和結構，二是DNA的各級結構。其中核小體的結構及組蛋白的特性、染色體的四級包裝模型及DNA二級結構的類型是本次課的教學重點，DNA的高級結構是本次課學習的難點。本部分將為后續學習DNA的復制和理解真核基因表達調控特點打下堅實的基礎。

（二）教學目標分析

知識目標：讓學生能夠掌握本章教學內容，特別是重難點知識。能力目標：要在授課過程鍛煉學生的理性思維，理論聯系實際的能力。情感態度價值觀目標：引導學生牢固樹立科學的觀念、教書育人的職業信念，培養社會責任感，增強愛國主義情懷。

（三）學情分析

分子生物學課程開設在大學三年級上學期，學生已經學習了生物化學、遺傳學等課程，對DNA和染色體有一定的認識，為本節課的學習打下了良好的知識基礎。但是對于DNA和蛋白質如何構成染色體、DNA各級結構特點的認識還不清晰、不夠系統。三年級的學生已經適應大學的學習節奏，已經基本掌握專業課程的學習方法，但學習熱情和積極性降低，課堂參與度也有所下降。

（四）教學方法

1、情景導入法。在上課前先播放一則貼近生活的視頻，即通過DNA分型進行親子鑒定，迅速抓住學生的注意力，調動學生的學習熱情，活躍課堂氣氛，引發思考，從而順利導入新課。

2、案例教學法。結合2019年我國的新冠疫情，以武漢進行全民核酸檢測的案例，結合本節課知識點簡要介紹核酸檢測的原理。

3、翻轉課堂教學法。翻轉課堂教學模式是指重新調整課堂內外的時間，將學習的主動權從教師轉移至學生[2]。教師首先給學生布置自學任務，本次自學任務為染色體的四級包裝結構模型。學生收到任務后按照課前分配的學習小組進行資料收集，按照教師要求制作PPT。課堂上，教師會隨機抽取一組同學根據其制作的PPT為全班同學講解染色體包裝的四級結構模型，其他同學在聽講后對其講解中的相關問題或者不清楚的地方進行提問，由講解小組的同學來回答，小組成員解釋不清楚的問題由任課教師詳細解答。

（五）教學過程

第一個環節是創設情境，導入新課。通過一個DNA分型進行親子鑒定的視頻，提出問題：親子鑒定中鑒定的是細胞中的哪種分子？這種分子在細胞中是如何構成的？通過問題引發學生思考，激起學生探求新知的欲望，從而順利導入新課。

第二個環節是學習新知。第一部分內容“染色體的組成和結構”采用的是翻轉課堂的教學方法，課下布置任務，讓學生分小組收集資料、整理并制作成PPT，上課時隨機抽取一個小組來進行講解。一個小組在講解的時候，其他小組成員認真聽，待其講完后可針對其講解過程中不明白的問題進行提問，讓負責講解的小組成員回答，對有疑問的知識點交流討論，通過這種方式，學生能夠更加深刻地理解并掌握本次課的教學重點內容：核小體的結構及組蛋白的特性、染色體的四級包裝模型。接著提出問題，為什么生物大多以DNA而不是RNA作為遺傳物質呢？DNA的結構有何特點呢？這樣就進入課程第二部分內容的學習。首先給學生講述諾貝爾獎獲得者沃森和克里克發現DNA雙螺旋結構模型的歷程，通過科學家的故事培養學生科學探究精神。接著通過圖片展示沃森和克里克提出的DNA雙螺旋結構模型，并告訴學生這種模型是細胞中DNA存在的一般形式，除了這種B型DNA之外，細胞中還有其他變異類型的DNA，并通過表格對比各種類型DNA結構的異同點，學會用歸納、概括等理性思維方法探討生命現象及規律。接著告訴學生細胞中的雙螺旋DNA還會進一步扭曲盤繞形成更為復雜的特定空間結構，也就是DNA的高級結構。然后通過播放正負超螺旋轉變的視頻，讓學生能夠直觀地看到DNA的二級結構是如何轉變成高級結構的，進而突破DNA的高級結構這一教學難點。60D92588-5DDC-47C8-BCB2-01E7A851AECD

第三個環節是互動交流，情感升華。在這個環節，結合2019年底武漢全員核酸檢測的案例，讓學生分組討論，為什么要進行全員核酸檢測？大學生能為戰勝疫情做什么貢獻？如果你身邊發現了新冠肺炎病人你會怎么做？通過討論，學生能夠更加深刻地感受到分子生物學技術在這次抗疫戰爭中起到的巨大作用，認識到全員核酸檢測對于阻斷疫情蔓延起到的巨大作用，大學生自身也要積極進行疫苗接種，為抗疫貢獻一份自己的力量，增強社會責任感。同時，引導學生生活中要注意個人防護，同時不要歧視新冠肺炎患者，給他們以理解和關懷，將生命觀念引入課堂教學。

（六）教學中核心素養的體現

1、通過歸納概括，培養理性思維。理性思維作為科學創造的核心要素，最重要的目的之一就是幫助學生解決從已知的知識基礎走向未知的高階知識過程中的矛盾[3]。教師要注意利用思路教學激發學生的生物學理性思維。以不同類型DNA結構特點這一知識點的學習為例，讓學生先通過圖片觀察3種不同構型的DNA在外觀上的不同，小組討論后找代表來回答。通過觀察圖片，學生雖然能夠發現不同構型DNA在螺旋直徑、手型等方面有區別，但是不能夠說出具體的區別。然后讓學生自主閱讀教材中的相關內容，通過列表（見表1）對比各種類型DNA結構的異同點，進而再次描述不同構型DNA的異同點，在第二次描述時學生就能夠思路清晰、具體地描述出其異同點。通過該教學環節，學生可以學會用歸納、概括等理性思維方法探討生命現象及規律，進而掌握DNA二級結構主要類型的特點這一重點教學內容。

2、通過科學家事跡，樹立科學探究精神。在上課時通過向同學們介紹沃森和克里克建構DNA雙螺旋結構模型獲得諾貝爾獎的故事，讓學生們重走科學家的研究之路，體會科學研究的魅力和歷程的艱辛，培養學生的科學探究精神。

3、通過生活實例，培養生命觀念，增強社會責任感。通過對我國抗疫措施的討論，學生可以感受到我國在新冠疫情中表現出的大國擔當，核酸檢測技術在抗擊疫情中所做出的巨大貢獻，感受分子生物學技術的重要性，增強社會責任感。對對待新冠肺炎患者的態度進行討論，引導學生學會尊重他人、關愛他人，滲透生命觀念。

4、通過翻轉課堂，提升教學能力，增強職業意識。通過翻轉課堂的教學方式，學生可以初步體驗教師的工作。通過教師的教學設計，學生親身體驗后可以潛移默化地熟悉和掌握相應的教學方法，提高自身的教學技能。

結語

分子生物學是培養生物科學高素質師范人才的專業核心課程，也是目前自然科學中進展最迅速、最具活力的領域，讓學生從分子水平認識生物的遺傳、發育、生長等方面的重要機制，對學生的發展具有深遠影響。在課程學習中滲透生物學核心素養，讓學生在掌握專業知識和技能的同時，通過翻轉課堂體驗“教學藝術”，理解當代教育對教師全面發展的要求，增強職業認同感和使命感。在課堂中適時引入科學史、生活案例，引導學生樹立崇尚真理、客觀惟實、開拓創新、樂于奉獻的科學精神，體會個人成長與國家前途命運緊密相連的認同感，增強社會責任感，成長為祖國教育事業發展需要的高素質人才。

參考文獻：

[1]林璇，馮健文.教師教育課程教學中融入思政元素實踐探究[J].科教導刊（下旬），2019（30）：86-88.

[2]孫飛龍，孫先鋒，王曉軍，等.“分子生物學”翻轉課堂教學模式研究與實踐[J].新課程研究（中旬刊），2017（08）：44-45.

[3]吳志強.生物學科理性思維培養的實踐研究[J].中學生物學，2017，33（08）：9-11.60D92588-5DDC-47C8-BCB2-01E7A851AECD