基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)探索

文/和平縣和平中學(xué) 曹奇飄

課堂聚焦

基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)探索

文/和平縣和平中學(xué) 曹奇飄

2014年4月，教育部頒布的《關(guān)于全面深化課程改革，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》 （以下簡稱《意見》）明確提出將 “發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)體系”的研制與構(gòu)建作為推進(jìn)課程改革、深化發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！兑庖姟返某雠_，為課程改革指明了方向，即落實(shí)立德樹人是課程改革的核心和根本任務(wù)，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是育人的重要目標(biāo)。2016年9月公布的 “中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”中提出要發(fā)展學(xué)生6大核心素養(yǎng)：即人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新，具體細(xì)化為人文積淀、人文情懷、審美情趣、理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究、樂學(xué)善學(xué)、勤于反思、信息意識、珍愛生命、健全人格、自我管理、社會責(zé)任、國家認(rèn)同、國際理解、勞動意識、問題解決、技術(shù)應(yīng)用等十八個基本要點(diǎn)。因此，生物學(xué)課堂教學(xué)要基于生物學(xué)核心素養(yǎng)來設(shè)計(jì)和實(shí)施。

一、生物學(xué)核心素養(yǎng)的界定及解讀

（一）生物學(xué)核心素養(yǎng)的定義

基于核心素養(yǎng)的定義，生物學(xué)核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受生物學(xué)教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過學(xué)習(xí)生物學(xué)內(nèi)化的帶有生物學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵成分。

（二）生物學(xué)核心素養(yǎng)的要素分析

生物學(xué)核心素養(yǎng)由四個要素組成：生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任，這四個要素是一個統(tǒng)一的整體。生命觀念是生物學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和支柱；生命觀念的形成過程中離不開理性思維和科學(xué)探究，理性思維和科學(xué)探究互為倚重，理性思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是理性思維的實(shí)證過程；在形成生命觀念、進(jìn)行理性思維和科學(xué)探究的過程中，最終形成一定的社會責(zé)任意識和義務(wù)。

1.生命觀念

生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過實(shí)證后的想法或觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋相關(guān)事件和現(xiàn)象的品格和能力。學(xué)生應(yīng)該在較好地理解生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念，如結(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。能夠用生命觀念認(rèn)識生物的多樣性和統(tǒng)一性，形成科學(xué)的自然觀和世界觀，指導(dǎo)探究生命活動規(guī)律，解決實(shí)際問題。

2.理性思維

理性思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展理性思維，如能夠基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題。

3.科學(xué)探究

科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的能力。在探究中，樂于并善于團(tuán)隊(duì)合作，勇于創(chuàng)新?？茖W(xué)探究的最高素養(yǎng)水平為一系列的能力所組成：一是觀察能力：能夠恰當(dāng)選用并熟練運(yùn)用工具展開觀察；二是提出問題的能力：針對日常生活的真實(shí)情境提出清晰的、有價(jià)值的、可探究的生命科學(xué)問題；三是制訂并實(shí)施方案的能力：基于對相關(guān)資料的查閱，設(shè)計(jì)并實(shí)施恰當(dāng)可行的方案；四是獲取證據(jù)或數(shù)據(jù)的能力：運(yùn)用多種方法如實(shí)記錄，并創(chuàng)造性地運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；五是表達(dá)和交流的能力：能夠在團(tuán)隊(duì)中起組織和引領(lǐng)作用，并運(yùn)用科學(xué)術(shù)語闡明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，展開交流。

4.社會責(zé)任

社會責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識，參與個人與社會事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題的擔(dān)當(dāng)和能力。學(xué)生應(yīng)能夠以造福人類的態(tài)度和價(jià)值觀，關(guān)注涉及生物學(xué)的社會議題，參與討論并作出理性解釋，辨別迷信和偽科學(xué)；形成生態(tài)意識，參與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐；主動向他人宣傳健康生活和關(guān)愛生命等相關(guān)知識；結(jié)合本地資源開展科學(xué)實(shí)踐，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題。

二、如何在課堂教學(xué)中落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

如何在課堂上落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，以必修二孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)中假說-演繹法為例，談?wù)剬W(xué)生進(jìn)行生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的理性思維的培養(yǎng)。

（一）讓學(xué)生明確假說-演繹法的定義

在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫做假說-演繹法。?根據(jù)假說-演繹法的定義可以把假說-演繹法分為五個步驟：觀察和分析現(xiàn)象，提出問題→推理和想像，提出假說→演繹推理→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論。

（二）讓學(xué)生懂得假說-演繹法在各個步驟的具體體現(xiàn)

1.觀察和分析現(xiàn)象，提出問題

觀察現(xiàn)象：高莖豌豆與矮莖豌豆雜交，F(xiàn)1全為高莖，F(xiàn)1自交后代中高莖和矮莖的比例為3∶1，其他6對相對性狀均如此。

分析現(xiàn)象：矮莖可能并沒有消失，只是在F1中未表現(xiàn)出來。因?yàn)镕2中出現(xiàn)了矮莖；高莖相對于矮莖來說是顯性性狀；相對性狀可能受到遺傳因子的控制，遺傳因子成對存在，可能有顯隱性之分。

提出問題：一是F1中全為高莖，矮莖哪里去了呢？二是F2中矮莖出現(xiàn)了，說明了什么？三是為什么后代的比值都接近3∶1？

2.推理和想象，提出假說

生物的性狀是由遺傳因子決定的；遺傳因子有顯性和隱性之分。體細(xì)胞中遺傳因子是成對存在的；生物體在形成生殖細(xì)胞—配子時(shí)，成對的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中，配子中只含有每對遺傳因子中的一個；受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。

3.演繹推理

將F1植株與矮莖豌豆雜交，預(yù)期后代中高莖植株與矮莖植株的比是1∶1。

4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：后代中高莖植株與矮莖植株的比約為：1∶1。

5.得出結(jié)論

子一代的遺傳組成和形成配子時(shí)遺傳因子的分離行為；提出分離定律的實(shí)質(zhì)。

（三）讓學(xué)生能夠運(yùn)用假說—演繹法的思想模型解決一些遺傳學(xué)探究問題

首先對遺傳現(xiàn)象中的事實(shí)材料進(jìn)行分析，運(yùn)用遺傳學(xué)定律進(jìn)行推理和想象，對遺傳現(xiàn)象中產(chǎn)生的問題嘗試進(jìn)行解釋，即做出假設(shè)。然后運(yùn)用假設(shè)解決具體的遺傳學(xué)問題，即演繹推理的過程。演繹的基本要義是從一些假設(shè)的命題出發(fā)，運(yùn)用邏輯的規(guī)則，導(dǎo)出另一命題的過程。導(dǎo)出的命題與材料相符，說明假設(shè)是正確的，再通過歸納總結(jié)，得出相關(guān)結(jié)論。導(dǎo)出的命題與材料不相符，必須重新考慮其他假設(shè)，重新演繹推理驗(yàn)證。

如：現(xiàn)有兩瓶世代連續(xù)的果蠅，甲憑中的個體全為灰身，乙瓶中的個體既有灰身也有黑身。讓乙憑中的全部灰身果蠅與異性黑身交配，后代都不出現(xiàn)性狀分離則可以認(rèn)為 （ ）

A.甲瓶中果蠅為乙瓶中果蠅的親本，乙瓶中灰身果蠅為雜合子；

B.甲瓶中果蠅為乙瓶中果蠅的親本，乙瓶中灰身果蠅為純合子；

C.乙瓶中果蠅為甲瓶中果蠅的親本，乙瓶中灰身果蠅為雜合子；

D.乙瓶中果蠅為甲瓶中果蠅的親本，乙瓶中灰身果蠅為純合子。

第一步，遺傳現(xiàn)象分析：據(jù)讓乙瓶中全部灰身果蠅與異性黑身果蠅交配，若后代都不出現(xiàn)性狀分離，可推知乙瓶中的果蠅一方全為顯性，一方全為隱性純合子。

第二步，推理想象，做出假設(shè)：據(jù)甲瓶中的個體全為灰身，做出假設(shè)是乙瓶中果蠅可能為甲瓶中果蠅的親本。

第三步，驗(yàn)證假設(shè)，得出結(jié)論：據(jù)上述假設(shè)甲瓶中灰身果蠅全為顯性雜合子 （Aa），乙瓶中灰身果蠅全為顯性純合子 （AA），黑身果蠅全為隱性純合子 （aa），符合題意，假設(shè)成立，應(yīng)選D。

責(zé)任編輯 黃日暖