王德枝
摘 要:復習對于高考的重要性不言而喻。本文以“基因突變和基因重組”復習為例,主要從復習依據、復習模式和復習反思三個方面出發,闡述了對高考生物復習的一些教學實踐。實踐證明,依據新高考試題特點,高考生物復習應盡量以情境為復習載體,教學中側重對學生生物學基礎知識的掌握,幫助學生構建整體生物知識網絡,在情境中發展學生生物學核心素養是極其有效的復習模式。
關鍵詞:復習;基因突變;基因重組;核心素養
基于發展核心素養的復習課,教師需要幫助學生構建知識框架,建立知識間的聯系,不斷以核心素養培養為復習目標,真正實現素質教育,促進學生成長為符合社會需要的人才。復習時,設計情境任務能突出學生學習的主體地位,體現了教師教學的主導性。完成任務過程中,學生逐步自主建構完成任務所需的必備知識和觀念,尋找完成學習任務所需的方法,逐步形成個人終身發展所需的關鍵能力、必備品格。
一、高考生物復習的依據
新高考生物命題主要依據《普通高中生物學課程標準》(2017年版2020年修訂)(以下簡稱《生物課程標準》)和《中國高考評價體系》及其解讀說明(教育部考試中心)指引。因此,高考復習時教師必須認真研讀生物課程標準及《中國高考評價體系》,研究全國各地新高考命題特點進行備考也是非常必要的。
通過對新高考評價體系和近年新高考的考題分析,發現試題多以真實情境命題,高考考題以高考評價體系的目標指引進行定制。新高考考題注重對理解能力和實踐能力的考查,加強了對信息處理和科學表達能力的考查,重視立德樹人?;诤诵乃仞B指引下的新高考生物復習,不能只是知識的簡單重復,機械地學習學生無法實現對知識的靈活應用,而且記憶的知識容易遺忘,導致復習效果大打折扣。復習中,應以高中生物十大概念進行統領,構建每個大概念為主干的知識網絡,完善生物學知識體系。不僅要注重基礎性復習,更需要注重應用性、創新性,以達到幫助學生更好地理解和記憶知識。應把概括和綜合知識,熟練掌握和應用知識作為復習目標之一。
二、高考生物的復習模式
(一)“導學合作”復習模式
教師課前充分設計每節課的復習導學方案,學生依據教師所精心設計的導學方案進行自主復
習[1]?;仡櫄w納每課的知識點,在自主復習中及時記錄在學習中遇到的困惑,再將記錄的困惑與其他學生合作探討,或者在與教師溝通中表達出來。教師根據學生所提出來的問題,能更全面地了解學生在生物學習中遇到的疑惑、薄弱點和難點,這樣接下來的教學更具有針對性。學生在學習中學習能力不斷得到提高,獨立思考能力、自主學習能力也會很好地得到提升。
在這種模式中,教師設計導學方案優質與否很重要,設置導學問題一定要有啟發性、思考性。學生在學習時充分發揮其主觀能動性,有更多的時間可以獨立思考,也容易發現自己在學習上的疑惑和不足,接下來積極與教師合作,更好地提高學習效果。在基因突變復習設計導學案時,設置一系列的問題串,比如:“什么是基因突變?”“基因突變有什么內涵和外延?”“基因突變的時間與特點”“基因突變的意義”,通過解讀有效把知識脈絡化。
(二)“情境”復習模式
情境命題已經是新高考命題的重要方式,非情境不命題。高考生物復習中,多以情境進行復習,才有利于學生把所學知識與實際問題相結合,增強“學以致用”,提升解決實際問題的能力,發展科學思維和探究能力[2]。如復習基因突變時,以航天水稻為真實問題情境,再結合文本信息及數據資料,學生逐步構建基因突變的主要知識概念圖、基因突變形成機制的分析圖解。通過真實的情境問題,學生獲取信息,再將課本的知識進行遷移,不斷發展學生的邏輯思維,以形成科學思維習慣,進而可以解決實際中的問題。課堂中引入育種中的真實情境,以育種中常見的航空水稻育種現象作為導入,讓學生思考相應的問題,如“航空育種的依據是什么?”“航空育種有什么優點?”以問題導向聚焦航空育種的核心問題,引導學生建立育種背后的基因突變知識間的聯系。通過實例,可以激發學習欲望,學生利用所學知識探究航空育種現象背后的生物學奧秘,將基因突變的基礎知識融入實際情境中。在復習的過程中,這樣的做法利于學生完整知識體系的形成,通過分析真實情境中涉及的核心知識點,逐步引導學生構建邏輯思維概念框架圖。
生物學學科核心素養往往在學生解決實際問題的過程中表現出來,與課標所提倡的學生必備學科知識和關鍵能力息息相關。具備真實情境的復習課教學,能夠讓學生在興趣中掌握生物學知識,避免了“炒冷飯”的學習模式,還能幫助學生深入理解,并運用所學的生物學知識解釋現實現象,即將生物學知識運用于實際生產和生活中,有效解決現實問題。生物學問題情境復習能有效幫助學生進行科學的生命觀念建構。
(三)“先學后教”模式
復習時,學生通過制訂復習目標,課前學習后提出學習中的疑惑點,教師利用課前、課中點撥指導,接著學生進一步進行知識建構,這就是“先學后教”教學模式。復習時把更多的空間留給學生,可以提升學生的學習熱情,在課堂學習時更有效率進行深度學習,以利于提高高考生物復習的效率。如在基因重組復習中,將基因重組內容細分為“基因重組的類型”,闡述基因重組與基因自由組合的關系;理解基因重組與基因突變之間的差別與聯系;說出基因重組的意義這些小目標,幫助學生厘清知識之間的聯系,使復習更具針對性。學生通過預設問題進行自主復習,學生對學習內容充分思考后,總會出現自己不理解的內容,大膽提出自己的問題并記錄下來,教師要及時收集學生在自主學習中遇到的問題,對重、難點和易錯點進行啟發性點撥、指導。學生總是對“什么時候填基因重組,什么時候填基因的自由組合”容易混淆,教師通過解釋這兩者的區別與聯系,再進行對比分析,指導學生應用這些知識。
“先學”與“后教”兩個過程是不可分割的,兩者同時進行才更有意義。學生先學階段,教師不僅要關注學生復習總體目標和分目標的制訂,還要及時關注學生在先學中的具體情況。教師后教階段,不能忽略學生的主體地位,把學習時間歸還給學生??傊?,“先學后教”同時配合使用,才能引導學生進行深度學習[3]。
三、以“基因突變和基因重組”為例的復習案例
(一)重組知識,實現知識遷移
教育學理論指出教學可以從已知到未知進行知識的遷移,盡量在回顧已學的舊知識基礎上,進而引出新知識,先后次序要合理。前面的學習是基礎和準備,后面的學習是發展和提高。所以在教學時合理組織教學內容有利于學生獲得知識,也有利于促進概念、原理的學習遷移作用。教育心理學中也提出了上位學習,在已經形成的某些觀念的基礎上,學習一個概括和包容程度更高的概念或命題。在“基因突變和基因重組”復習中,進行了不同于教材的調整,先復習基因重組,再復習基因突變,來順應學生的最近發展區學習。復習時以我國太空飛船育種的相關視頻導入變異。接著敘述變異種類,再以孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗出現重組類型過渡到自由組合型的基因重組。兩對等位基因除了位于兩對同源染色體上的情況外,還有兩對等位基因位于一對同源染色體上的情況,接著進入交叉互換型的基因重組的學習。對基因重組的類型,發生時間和發生機制進行小結后,提出“孟德爾的一對相對性狀雜交實驗中,子一代的高莖豌豆雜交后代出現了性狀分離。這種現象屬不屬于基因重組?”轉入對基因重組概念的內涵和外延的說明。
(二)建構概念,訓練發散思維
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[4]。科學思維是形成概念的重要方法,而概念是一種模型,概念的形成過程就是建立模型的過程[5]。
基因突變的概念建構屬于一種概念模型建構。在基因突變實例——鐮狀細胞貧血癥復習時,設置“該貧血癥的直接原因是什么,根本原因是什么?”以引導學生辨析鐮狀細胞貧血癥直接原因和根本原因的區分。緊接著設計編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的一段堿基序列—TGAGGACTTCTT—,將其轉錄并翻譯出來。學生思考討論完成:(1)替換編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的第3個堿基(相對堿基位置,下同)為C,將其轉錄并翻譯出來。(2)缺失編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的第3個堿基A,將其轉錄并翻譯出來。(3)在編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的第3個和第4個堿基間增添一個堿基T,將其轉錄并翻譯出來。(4)在編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的第3個和第4個堿基間增添三個堿基T,將其轉錄并翻譯出來。這樣的任務驅動學生逐步建構基因堿基對的增添、缺失或替換,及其堿基變化對生物性狀的影響。
在教學時,還可以把上面的限定性問題,設置成開放性問題,對學生的思維發散更是一種挑戰,也更能達到科學思維的訓練目的。思考討論問題改變成:(1)替換編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的任意一個堿基,將其轉錄并翻譯出來。(2)缺失編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的任意一個堿基,將其轉錄并翻譯出來。(3)在編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的兩個堿基間增添一個堿基,將其轉錄并翻譯出來。(4)在編碼血紅蛋白的基因模板鏈中部的第二個堿基間增添三個堿基,將其轉錄并翻譯出來。這樣的設計,使答案更加多樣,也能擴展學生的思維。
通過任務驅動,學生深入思考學習,建構基因概念模型并完善概念,增加基因突變概念的內涵與外延深度學習,只有基因內部堿基對的變化引起基因堿基序列發生改變的,才是基因突變。那些沒有遺傳效應的DNA堿基序列的改變不能稱為基因突變。
(三)深入辨析,發展邏輯思維
在基因突變的特點中,隨機性和不定向性容易混淆。通過舉例基因型為AABB的植物體中,有的細胞基因突變成AaBB,有的細胞突變成AABb,這說明基因突變的哪個特點?學生常會錯答為不定向性。一個是A基因突變,一個是B基因突變,A基因和B基因是非等位基因,可能為位于不同DNA上的兩個基因,也可能是同一個DNA不同部分上的兩個基因。最后指出隨機性強調的是基因突變的不同時間,或不同細胞DNA的突變,或同一細胞的不同DNA突變,或同一DNA的不同部位突變。不定向性強調的是“不同方向”。
在基因突變的意義復習時,因基因突變頻率很低,基因突變可能會打破生物與現有環境的協調關系,對生物體有害,有人認為“基因突變無法為生物進化提供原材料”擺事實進行分析。果蠅1組染色體上約有1.3×104個基因,假定每個基因突變頻率都為10-5,對一個中等大小果蠅種群(約108個個體)來說,每一代出現的基因突變數將是2.6×107個。這樣的數字舉例就能說明問題。
在生活中,碰到太空椒、太空南瓜等,能用自己所學知識解釋這種現象。生產上遇到矮稈易感病的小麥,如何通過誘變育種得到矮稈抗病的小麥?回答此問題,需要懂得誘變育種的原理是基因突變,要提高突變率,可以用紫外線對矮稈易感病的小麥發芽種子進行處理,以期達到所需要的類型,學會用所學知識解決身邊的問題。
四、復習反思,落實學習目標
高考一直是高中教學和高考復習的指揮棒。不過細分析,也不難發現許多試題素材還是來源于教材,所以復習時必須認真細致地研讀教材。抓住主干,落實教材主線圖文知識。在熟悉教材知識的基礎上,建立知識點之間的聯系。運用結構與功能觀、穩態與調節觀及適應與進化觀等生命觀念去理解生物學知識之間的聯系,橫向、縱向地將看起來比較獨立的知識點整合起來,構建知識網絡框架體系,將生物知識融合一體。
掌握教材生物知識的同時,需要對新高考試題進行有目的的充分訓練,不僅能讓學生進一步掌握知識點,還能訓練學生使用生物學術語進行表達,養成規范答題的習慣。同時,學生需要把自己做過的錯題按自己的學習習慣進行歸納整理,分步階段性復習,確實提升復習的效果。對于試題的原因表述、依據表述、實驗思路表述部分,一定要自己在紙上書寫出來,再通過與參考答案進行比較,總結出最優的表述方式。
結束語
翻閱近年的高考試卷,不難發現以真實情境命題比例不斷增大,其中簡單情境為主的基礎試題仍然占據一定的比例,但綜合性、應用性、創新性的復雜情境試題比例有所增加。新高考考題越來越重視創設新情境,圍繞解決現實的問題展開,提示師生在復習中不忘平時關注最新的科學發展、農業生產、健康生活和社會熱點。比如每年與生物有關的諾貝爾獎,目前正在流行的病毒,以及生物學上的新突破事件,注意嘗試用所學的生物學知識進行解釋,或者提出觀點,使復習效果趨于更好。
參考文獻
[1]何正波,蔣丹.“導學合作”教學模式在高中生物復習中的實踐研究[C]//廣西寫作學會教學研究專業委員會.2019年廣西寫作學會教學研究專業委員會第二期座談會資料匯編(下),2019:106-108.
[2]張會弟.“基因的表達”復習情境教學設計[J].中學生物教學,2022(32):73-76.
[3]陳清霞.“先學后教”教學模式在高考生物復習中的探索:以“生態系統的能量流動”為例[J].基礎教育論壇,2022(25):76-77.
[4]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
[5]陳欣,左勤勇.在生物學概念教學中開展概念模型建構活動:雜交育種與誘變育種教學研究[J].福建基礎教育研究,2011(11):48-50.