聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的高中生物教學(xué)設(shè)計(jì)——以人教版高中“基因在染色體上”為例

龔雷雨

（無錫市教育科學(xué)研究院 江蘇無錫 214001）

《普通高中課程方案》及學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后，高中各學(xué)科基于學(xué)科本質(zhì)凝練了本學(xué)科的核心素養(yǎng)。自此，昭示學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的教育時(shí)代已經(jīng)到來。關(guān)于優(yōu)秀課的標(biāo)準(zhǔn)，歷來是仁者見仁、智者見智。但還是有公認(rèn)的共同要素的，如倡導(dǎo)學(xué)生主體、強(qiáng)化知識傳授、重視能力培養(yǎng)、注重講練結(jié)合，理得清、講得透、練得精、用得活，等等。

核心素養(yǎng)視域下的高中生物優(yōu)秀課，理應(yīng)在生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究及社會責(zé)任等生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的整體架構(gòu)、路徑突破、策略選擇等方面下功夫，努力做到內(nèi)容言之有理、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)合理、方法有條有理，實(shí)現(xiàn)問題與思維并行、科學(xué)與人文并重、預(yù)設(shè)與生成并進(jìn)，在堅(jiān)持課程育人價(jià)值導(dǎo)向、體現(xiàn)學(xué)科典型學(xué)習(xí)方式、依從知識發(fā)生發(fā)展規(guī)律、促進(jìn)學(xué)生深度融合學(xué)習(xí)等方面有新的突破。

下面以人教版高中“基因在染色體上”為例，簡述聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)思路與過程。

1 科學(xué)的方法

“基因在染色體上”一課教材內(nèi)容的編排，從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，再到摩爾根解釋的驗(yàn)證等，具有鮮明的邏輯推理路徑。無論是實(shí)驗(yàn)材料的選擇，還是科學(xué)研究方法的創(chuàng)新，對學(xué)生的學(xué)習(xí)都有較強(qiáng)的啟發(fā)性，教師要學(xué)會“用教材教”，圍繞科學(xué)家的不懈探索過程，精心設(shè)計(jì)體驗(yàn)性探究實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生循著科學(xué)家的足跡，開展演繹推理，主動(dòng)建構(gòu)概念，發(fā)展科學(xué)思維。按照這樣的思路開展本節(jié)課的教學(xué)，才能凸顯教學(xué)方法的科學(xué)性。

2 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)

教師要發(fā)現(xiàn)并學(xué)會從關(guān)注教材編寫邏輯到把握教學(xué)設(shè)計(jì)邏輯。本節(jié)教材按照科學(xué)史的順序進(jìn)行編排，本身就有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)：首先介紹薩頓基于基因和染色體行為的相似現(xiàn)象，提出基因位于染色體上的假說；緊接著，教材提及基因和染色體的行為存在平行關(guān)系，從理論上支持基因位于染色體上的假說；教材最后的“孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋”，則是綜述，對孟德爾遺傳規(guī)律進(jìn)行解釋。

在明晰教材編寫思路的基礎(chǔ)上，教學(xué)實(shí)施的程序也就會清晰流暢。在課題引入環(huán)節(jié)，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情境，有目的地引導(dǎo)學(xué)生思考基因與染色體的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生探究興趣，還可列表比較，讓學(xué)生體會科學(xué)家類比推理的方法。在新課展開階段，教師可根據(jù)教材“思考·討論”（分析減數(shù)分裂中基因和染色體的關(guān)系）板塊意圖，組織學(xué)生畫圖或利用學(xué)具模型操作，呈現(xiàn)基因和染色體的行為之間的平行關(guān)系，讓學(xué)生親身體驗(yàn)薩頓提出假說的過程，比較分析、歸納總結(jié)，領(lǐng)悟內(nèi)化思維方法，促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)推理的邏輯性和嚴(yán)謹(jǐn)性，引出摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。分析基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)時(shí)，教師要作閱讀指導(dǎo)，并提出問題串：此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否符合分離定律?判斷果蠅的顯隱性性狀的依據(jù)是什么？為什么？果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與豌豆雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別說明了什么？……這些問題可為幫助學(xué)生分析摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)作知識鋪墊，為學(xué)生探究作準(zhǔn)備；在“思考·討論”（摩爾根解釋的驗(yàn)證）板塊教學(xué)時(shí)，教師可借助組織學(xué)生討論、遺傳圖解繪制、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等任務(wù)驅(qū)動(dòng)形式，幫助和促進(jìn)學(xué)生學(xué)會分析、推理，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和想像力，認(rèn)同摩爾根基因在染色體上的結(jié)論，培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，進(jìn)一步體會假說-演繹法，認(rèn)同基因在染色體上呈線性排列，了解生物科技的發(fā)展。又通過解釋孟德爾遺傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生畫圖或操作學(xué)具模型，在動(dòng)手、動(dòng)腦中學(xué)以致用，培養(yǎng)歸納、概括的科學(xué)思維。在最后的交流總結(jié)環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生的知識建構(gòu)，達(dá)到師生共同盤點(diǎn)、回味及反思學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

3 合理的邏輯

核心素養(yǎng)視域下的高中生物好課，理應(yīng)將培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)邏輯貫穿課堂教學(xué)始終。

教師要圍繞“基因在染色體上”的探索過程，開展生物科學(xué)史的教育，精心設(shè)計(jì)分類比較、畫圖、學(xué)具模型操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)生命世界的規(guī)律，使學(xué)生學(xué)會探究生命奧秘的方法，不斷增強(qiáng)學(xué)生的生命觀念。

在教學(xué)中，教師要突出科學(xué)思維訓(xùn)練，利用“問題探討”，創(chuàng)設(shè)思維情境，引發(fā)學(xué)生對基因與染色體關(guān)系產(chǎn)生聯(lián)想。并提出問題：對人類基因組測序，為什么不測定全部染色體？教師從事實(shí)出發(fā)，為學(xué)生搭建思維橋梁，有目的地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基因與染色體的關(guān)系，以激發(fā)學(xué)生的求知欲。

教師要注意落實(shí)科學(xué)探究實(shí)踐，利用“思考·討論”，通過列表類比、畫圖或操作模型活動(dòng)，使學(xué)生感悟“基因在染色體上”的假說。為幫助學(xué)生感悟薩頓的類比推理過程，教師可以利用表1比較基因與染色體的行為變化，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行類比分析，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家的思維過程。

表1 基因與染色體的比較

教師還可利用“思考討論”欄目，設(shè)計(jì)全體學(xué)生參與的實(shí)踐活動(dòng)，在染色體上標(biāo)注基因（一對基因），讓學(xué)生畫圖表示減數(shù)分裂配子形成過程，或制作學(xué)具模型，讓學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，使學(xué)生在實(shí)際操作中增強(qiáng)對科學(xué)原理的直觀體會。

教師將“問題串”變成“思維串”，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)，可利用“思考·討論”欄目，設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使學(xué)生認(rèn)同摩爾根“基因在染色體上”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①摩爾根為什么對薩頓的假說持懷疑態(tài)度？②比較摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能想到什么？③摩爾根等人在分析控制眼色的基因在性染色體的位置時(shí)，可能有哪些假設(shè)？

接著，教師利用“思考·討論”欄目設(shè)計(jì)問題追問，使學(xué)生認(rèn)識到驗(yàn)證的重要性，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，習(xí)得科學(xué)探究方法：①在摩爾根等人的設(shè)想得到合理的解釋后，為什么還要設(shè)計(jì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？②如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對摩爾根的解釋進(jìn)行驗(yàn)證？有幾種可能的測交方式？你能畫出遺傳圖解嗎？③摩爾根等人的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是如何進(jìn)行演繹推理的？

這樣的設(shè)計(jì)注重創(chuàng)設(shè)問題情境，為學(xué)習(xí)知識、訓(xùn)練技能、習(xí)得方法，提供多角度的信息資源。師生共同探討“孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋”話題，讓學(xué)生體會運(yùn)用類比推理的方法，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)想象、歸納總結(jié)和邏輯推理等能力。在“思考·討論”環(huán)節(jié)，教師由質(zhì)疑開始、問題入手、趣味對話，把師生共同關(guān)注的“薩頓的假說”“摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)”等話題不斷推進(jìn)。

教師要努力提升學(xué)生的社會責(zé)任。課程之所以重要，緣于它不僅是一個(gè)“教養(yǎng)”的過程，即傳授知識、訓(xùn)練技能和習(xí)得方法，而且還是一個(gè)“教育”的過程，幫助和促進(jìn)學(xué)生成為具有優(yōu)良品格、社會責(zé)任、擔(dān)當(dāng)意識和家國情懷的現(xiàn)代公民。在展開“薩頓的假說”“摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)”“孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋”等內(nèi)容時(shí)，教師既要遵循科學(xué)家原本研究思路，又要結(jié)合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)合理創(chuàng)新，注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)探究的基本思路和方法，探究生命活動(dòng)規(guī)律并開展交流與討論，激發(fā)學(xué)生追求真理、崇尚科學(xué)、百折不撓的精神品質(zhì)。

4 簡約的過程

本節(jié)課教學(xué)可采用列表進(jìn)行類比分析，借助畫圖或?qū)W具模型操作等體驗(yàn)性活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思考，得出相應(yīng)結(jié)論，發(fā)展科學(xué)思維。教學(xué)過程如圖1所示。

圖1 教學(xué)過程示意圖

5 教學(xué)反思

課堂教學(xué)效果良好，概括來講，就是學(xué)生參與程度高、學(xué)習(xí)氛圍好、學(xué)業(yè)有進(jìn)步、品格有提升等。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了必要的生物學(xué)知識、基本技能，這也是教學(xué)顯性目標(biāo)的達(dá)成。效果良好的一個(gè)重要的觀察點(diǎn)是，學(xué)生在課堂教學(xué)活動(dòng)展開時(shí)的情緒和態(tài)度是否積極、主動(dòng)，學(xué)習(xí)狀態(tài)是否處于良好狀態(tài)。因?yàn)椋瑢W(xué)習(xí)態(tài)度直接反映學(xué)生對生物學(xué)科以及執(zhí)教教師的認(rèn)可程度，很大程度上決定著學(xué)習(xí)效果。當(dāng)然，教師還要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)因，學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣大小反映了其學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力的大小。此外，生物學(xué)的學(xué)習(xí)方法多種多樣，有觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證、推理、交流、探究、資料搜索、資料篩選等。學(xué)生只有習(xí)得多樣化的學(xué)習(xí)方法并能靈活運(yùn)用，才能更好地把生物學(xué)知識與生活實(shí)際相結(jié)合，才能學(xué)以致用、學(xué)用結(jié)合。有效的課堂還會呈現(xiàn)學(xué)生緊緊圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，積極地參與每個(gè)環(huán)節(jié)，且有比較深刻的思維碰撞，情境交融，師生、生生互動(dòng)，彰顯課堂的生命力。

總之，核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該目標(biāo)定位恰當(dāng)，符合課標(biāo)要求，切合學(xué)生實(shí)際，突出學(xué)科核心素養(yǎng)，體現(xiàn)學(xué)科典型學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)科情感、筑牢學(xué)科精神、奠定學(xué)科志向；應(yīng)該依從知識發(fā)生發(fā)展規(guī)律，提升學(xué)生參與度、學(xué)習(xí)緊張度、思維深刻度、探究專注度，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生；應(yīng)該目標(biāo)達(dá)成度高，特別是學(xué)生學(xué)得主動(dòng)、生動(dòng)、活潑，各有所思、各有所得、各有所進(jìn)；更應(yīng)該引導(dǎo)思想、敞亮思維、激活思辨。