高中生物學教材“拓展應用”類習題的核心素養(yǎng)培養(yǎng)作用分析

張馨媛 井樂剛 張慶嶺

人民教育出版社2019年出版的普通高中生物學教材中，每節(jié)都設置了1～5道“拓展應用”類習題。這類習題與社會生產生活實際聯(lián)系密切，是對該節(jié)學習內容的拓展和應用，需要學生深刻理解所學概念和原理，充分調動自己的思維和靈感，綜合運用多種探究方法和手段才能解答。學生在答題過程中，不但鞏固了所學知識，鍛煉了多種能力，思想意識也會受到很大觸動。因此，這類習題是培養(yǎng)學生生物學學科核心素養(yǎng)的良好素材，教師應充分重視并合理利用。下文分析了該類習題在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面的重要價值，提出了教學應用建議，為一線教師提供參考。

1 形成生命觀念

生命觀念是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是人們經過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法，包括結構與功能觀、進化與適應觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質與能量觀等。很多“拓展應用”類習題有助于學生形成生命觀念。

（1）結構與功能觀。《必修1·分子與細胞》第32頁第2 （3）題需要學生明確：每種蛋白質分子都有與其承擔功能相適應的獨特結構，如果氨基酸序列改變，就可能會影響其功能。本題中，如果腦啡肽的氨基酸順序發(fā)生改變，則不具有鎮(zhèn)痛作用。因此，本題有助于引導學生樹立結構與功能相統(tǒng)一的生命觀念。

（2）進化與適應觀。《必修1·分子與細胞》第96頁第2題學生在前兩問的基礎上能夠進一步認識到：人體內的骨骼肌細胞仍保留著進行無氧呼吸的能力，既可以理解為漫長的生物進化史留下的印記，又體現了骨骼肌對劇烈運動時供氧不足的適應。該題能夠使學生領悟到環(huán)境對生物的選擇及生物對環(huán)境的適應，有助于其形成進化與適應觀。

（3）穩(wěn)態(tài)與平衡觀。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》第6頁“拓展應用”中，學生通過查閱相關資料可以了解到，劇烈運動雖會使肌肉產生大量乳酸等酸性物質，但基本不會影響血漿的pH，原因在于血漿中HCO 3-、H 2 CO 3 等的緩沖作用以及機體的調節(jié)作用。該題能夠加深學生對人體依靠自我調節(jié)機制維持內環(huán)境相對穩(wěn)定狀態(tài)的理解，有助于其建立穩(wěn)態(tài)與平衡觀。

（4）物質與能量觀。《必修1·分子與細胞》第89頁第一題需要學生明確：蛋白質等物質的合成是吸能反應，葡萄糖等物質的氧化分解是放能反應；許多吸能反應與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；許多放能反應與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。該題能夠使學生認識到能量的傳遞和利用需要以物質為載體，有助于其樹立物質與能量觀。

在日常教學中，教師應充分重視并深入剖析“拓展應用”類習題蘊含的生命觀念，引導學生認識生物的多樣性、統(tǒng)一性、獨特性和復雜性，從而形成正確的生命觀、自然觀和世界觀，并以此指導探究生命活動規(guī)律，解決實際問題。

2 發(fā)展科學思維

科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力；主要包括歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等思維方法。“拓展應用”類習題非常有助于發(fā)展學生的科學思維。

（1）歸納思維。《必修1·分子與細胞》第8頁第一題，需要學生明確歸納法的概念和分類、不完全歸納法的概念及應用注意事項。該題通過讓學生列舉實例，能夠加深其對不完全歸納法的理解和認識，有助于發(fā)展學生的歸納思維。

（2）概括思維。《必修1·分子與細胞》第89頁第二題，要求學生在與葡萄糖比較的基礎上，概括出ATP作為能源物質的特點。該題既鍛煉了學生的比較能力，也有助于培養(yǎng)其概括思維。

（3）演繹思維。《必修1·遺傳與進化》第8頁第2（2）題，需要學生理解分離定律是生物遺傳中普遍遵循的規(guī)律，馬毛栗色和白色這對相對性狀的遺傳同樣遵循這一定律。學生在運用分離定律解答該題的過程中，發(fā)展了從一般到個別的演繹思維。

（4）推理思維。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》第75頁第2題，需要學生明確：流感是否會大規(guī)模爆發(fā)，既與流感病毒的變異大小有關，也和易感人群機體的特異性免疫（包括二次免疫）力高低有關。該題通過將推理過程補充完整，訓練了學生的推理思維。

（5）模型思維。《必修1·分子與細胞》第85頁第1題，展示了可以解釋酶專一性的模型。該題需要學生仔細觀察模型的特征，準確理解模型的意義，鍛煉了學生運用模型來解釋生物學原理或規(guī)律的思維能力。

（6）建模思維。《選擇性必修2·生物與環(huán)境》第6頁第1題，要求學生運用標記重捕法估算池塘中的鯽魚數量。學生需要先根據題目中的已知數據建立數學模型，再用其計算種群密度，此過程發(fā)展了學生的建模思維。

（7）批判性思維。《必修1·分子與細胞》第36頁第（1）題，要求學生根據所學知識，對核酸保健品廣告中使用的三段宣傳語進行評析，指出其中的邏輯漏洞。

在解答該題的過程中，學生的批判性思維得到訓練。

（8）創(chuàng)造性思維。《選擇性必修3·生物技術與工程》第8頁第3題，需要學生明確果醋的制作原理和方法步驟，以及發(fā)酵裝置的結構組成和技術要求。該題通過讓學生對已有發(fā)酵裝置進行改進，促進了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

在日常教學中，教師應充分重視“拓展應用”類習題對學生科學思維發(fā)展的重要作用，指導學生養(yǎng)成科學思維的習慣。在講解這類習題時，可以通過設計問題串引導學生深入思考，也可以讓學生以學習小組為單位進行討論交流，互相啟發(fā)，合作解決問題。

3 提升科學探究能力

科學探究是指能夠發(fā)現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力；既包括科學問題的提出和解決能力，也包括工程學任務的完成能力。很多“拓展應用”類習題非常有助于提升學生的科學探究能力。

（1）探究科學問題。解答《必修1·分子與細胞》第80頁第三題第一問，學生不但需要具備蛋白質與雙縮脲試劑產生紫色反應的知識，還要知道儀器選擇、樣品溶解、溶液配制、試劑加入、現象觀察等實驗步驟，以及試劑用量、加入順序等操作細節(jié)。第二問涉及生物學科學史的內容，引導學生思考薩姆納之前的科學家鑒定酶本質時遇到的困難，以及薩姆納取得成功的原因。該題有助于培養(yǎng)學生的實驗設計和實施能力，提高解決科學問題的能力。

（2）完成工程任務。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》第55頁第二題，要求學生為胰島素分泌不足的糖尿病患者設計一個隨身攜帶的“人工胰島”。學生不僅要考慮胰島素注射時間、劑量和速度的調控，還要思考材料選擇、生產成本、使用的安全性、攜帶的方便性、外觀的可受性等工程學問題。該題有助于增強學生的工程意識，提高其工程設計能力，激發(fā)其好奇心、求知欲和創(chuàng)新力。

在日常教學中，教師應引導學生充分重視“拓展應用”類習題對科學探究能力的培養(yǎng)作用，認真完成并深入思考，不斷提升資料查閱、現象觀察、方案設計、問題解決、表達交流等科學探究能力。教師要引導學生認真閱讀教材中的科學史料，從中領悟科學探究思想，學習科學探究方法，掌握科學探究步驟。選擇性必修模塊中的工程實踐類習題較多，教師可以讓學生以學習小組為單位，互相啟發(fā)交流，共同研究探討。

4 增強社會責任意識

社會責任是指基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產生活問題的擔當和能力；包括關注、參與討論并理性解釋社會議題，嘗試解決現實生活問題，保護生態(tài)環(huán)境，做健康中國的促進者和實踐者。很多“拓展應用”類習題能夠培養(yǎng)學生的社會責任感。

（1）關注、參與討論并理性解釋社會議題。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》第80頁“拓展應用”題，要求學生從免疫調節(jié)角度，對新冠肺炎疫情中的一些生物學問題進行解釋，引導學生以實際行動參與公共衛(wèi)生治理和突發(fā)重大傳染病防控。該題有助于培養(yǎng)學生以造福人類的態(tài)度和價值觀，積極運用生物學的知識和方法，關注社會議題，參與討論并作出理性解釋的社會責任意識。

（2）嘗試解決現實生活問題。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》第109頁第二題，要求學生基于對環(huán)境因素參與植物生命活動調節(jié)的認識，提出讓曇花白天開花的措施。該題有助于培養(yǎng)學生結合本地資源開展科學實踐，嘗試解決現實生活問題的社會責任意識。

（3）形成生態(tài)意識，保護生態(tài)環(huán)境。《選擇性必修2·生物與環(huán)境》第88頁第一題，通過讓學生列舉兩個做自己力所能及事情以響應低碳生活號召的例子，引導學生綠色出行、節(jié)約水電、避免浪費。該題有助于學生形成生態(tài)意識和節(jié)約理念，參與環(huán)境保護實踐活動。

（4）做健康中國的促進者和實踐者。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調節(jié)》第40頁第二題，通過讓學生了解熬夜影響睡眠，影響神經系統(tǒng)發(fā)育，降低機體免疫力等的危害，引導學生主動向他人宣傳關愛生命的觀念和知識，崇尚健康文明的生活方式，成為健康中國的促進者和實踐者。

在日常教學中，教師應充分利用“拓展應用”類習題素材，善于發(fā)現、深入挖掘、合理利用其中蘊含的社會責任教育元素，結合生產生活實際，聯(lián)系學生日常行為，引導學生從小事做起，從身邊做起，把社會責任內化于心、外化于行。

“拓展應用”類習題是發(fā)展學生核心素養(yǎng)的重要載體，教師應加強重視并充分利用。盡管這類習題多數是主觀題，且具有一定的難度和開放性，教師也應盡量給學生布置并認真檢查其完成情況。在課上，教師不僅要幫助學生分析作答錯誤或不完整、不準確、不全面的原因，更要引導學生認真領會，深入思考，仔細探究，學以致用。教師可以通過代表發(fā)言、個別提問、作業(yè)展覽等多種方式，把學生的作答情況分享給全班同學，并給予適當點評，以激發(fā)學生的學習熱情，潛移默化地提升學生的核心素養(yǎng)。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2020：6.

［2］趙占良.對生物學學科核心素養(yǎng)的理解（三）——科學探究與實踐［J］.中學生物教學，2020 （05）：4-7.