论文部分内容阅读
摘要 在新课程理念下，当前生物学教学改革的核心任务是以学科核心素养为根本宗旨进行教学模式的转变和教学内容的重塑。教师在日常的课堂教学中，要根据生物学科的特点和学生的发展规律，不断尝试、学习、实践和反思，从关注知识点的落实转向核心素养的养成，从而引导学生形成适应终身发展和社会发展的品格与能力，切实地将核心素养落实到课堂教学中，真正实现立德树人的教学目标。
关键词 高中生物;核心素养;课堂教学;育人目标
学科核心素养的提出再次推动了课堂教学的深层次改革，强化学生核心素养的发展不仅是教育改革的热点，也是立德树人的目标。课堂教学是发展学生核心素养的重要阵地，学科核心素养目标的确立，是落实核心素养的前提，开展基于探究的教学活动是落实核心素养的关键。因此，在课堂教学中如何落实学科核心素养成为一线教师的努力方向。
一、把握生物学科核心素养本质，提炼核心素养目标
生物学科核心素养是学生在解决真实情境中的生物学问题时，所表现出来的适应学生终身发展和社会发展的必备品格和关键能力，主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。新高考背景下的生物教学从关注三维目标发展为培养学生的生物学科核心素养目标。生物学科核心素养目标旨在从学生发展的角度，凸显对生命的关注和育人的要求，同时要求关注人与自然的和谐统一，形成可持续发展的观念，养成科学态度。因此，生物学科核心素养目标的确立要回归到教育的本真，从生活实际出发，提高每个学生的科学素养。
课前笔者提炼出“DNA的复制”的生物学科核心素养目标：（1）生命观念。通过分析DNA分子的结构与功能的特点，帮助学生建构“DNA的复制”的核心概念，达成对生命的理解;（2）理性思维。通过假说演绎法推测DNA的复制方式，提高学生分析、推理、归纳等理性思维素养;（3）科学探究。通过分组设计实验、小组合作、展示评价等学习活动，领悟科学探究思维和精神，提高科学探究能力;（4）社会责任。引导学生关注现实生活，关注癌症、克隆等社会热点，增强社会责任担当，形成正确的价值观和人生观。
二、以核心素养为导向的生物课堂教学实践
（一）立足基础知识，形成生命观念
“DNA的复制”是遗传和变异的重要内容。学生在前面已经学习了孟德尔遗传规律和细胞分裂的相关知识，已经了解细胞分裂通过染色质复制（实质为DNA的复制）实现了亲子代遗传的连续性和稳定性。本章第2章第2节又学习了DNA分子的结构和特点，根据结构与功能相适应的观点，学生自然而然质疑：DNA作为遗传物质如何将亲代的遗传信息传递给子代？即学生在学习DNA的双螺旋结构、细胞分裂的基础上，要从分子水平深入探讨生命的本质。这一课时的内容抽象难懂，因此，在教学中，教师要采用启发式教学，设置一些学生熟悉而又不知具体原因的实例，引起学生的共鸣，激发学生的学习兴趣。在教学导入时，教师可以设置提问：（1）同卵双胞胎為什么长得很像？（2）亲子鉴定为什么要鉴定DNA？这样的问题情境直接点出了学生关于DNA复制的认知困惑、建构DNA通过复制传递遗传信息的观点。学生通过情境认知，从基础知识理解和生命科学的视角形成DNA复制的生命观念，理解结构与功能的内在联系，感悟生命的奇妙与真谛，从而产生对生命的理解和尊重以及对自然的珍爱与敬畏。
（二）运用假说演绎，聚焦理性思维
假说演绎法是现代科学研究中常用的方法，是训练学生理性思维的重要方法。在遗传学的发展历程中，运用假说演绎法的案例有很多，其中DNA复制方式的提出与验证是体验假说演绎法的重要素材。在此之前，学生通过对孟德尔和摩尔根遗传规律的学习，对假说演绎法有了一定的认识，为了进一步加深对假说演绎的思维方式的理解和掌握，在本节的教学可以尝试让学生把自己当科学家，遵循假说演绎法的流程，在层层设问和合作探究中形成DNA的半保留复制方式的结论。
首先从克里克对DNA复制的预测出发，让学生根据克里克的描述画出DNA的半保留复制方式的模式图，提醒学生用不同颜色的线条代表DNA的母链的子链。
提出问题：推测DNA复制的其他可能方式是什么？DNA的复制方式是哪一种？如何证明？
做出假设：基于遗传规律和DNA分子结构的基础知识，做出假设。学生可以有不同的观点。
演绎推理：如果亲代DNA链用红色笔表示，子代DNA链用黑色笔表示，引导学生基于各自的假设画出不同DNA复制方式中子一代和子二代中DNA的组成。
实验验证：遵循科学探究的流程，以小组合作的形式分组设计实验，探究DNA复制的方式，并预测实验的可能结果。
通过层层设问和推理，体验了假说演绎法的过程，重现对DNA分子复制方式的探究。在经历了一个思考、合作和探究的过程中，学生深入理解DNA复制的过程和方式，训练了理性思维，提升了生物学科核心素养。
（三）精心设计实验，提升科学探究能力
学生科学探究能力的培养是目前生物教学改革关注的焦点。科学探究是领悟科学家思维和研究方法、形成科学理论的有力手段。科学探究有提出问题、猜想与假说、设计实验、交流与合作等诸多形式，其中设计实验是科学探究的重要载体。实验设计要求学生运用已知的基础知识和实验技能，对特定的生物学现象进行观察、提出问题、实验设计、实施实验方案的过程。学生通过亲历探究过程、体验生物学知识的形成、感悟生物学思想和方法、体验解决问题的思维和方法，培养了学生大胆猜想、敢于尝试的创新思维能力和科学探究能力，达成对生命的理解，为学生的终身发展奠定素养基础。
“DNA的复制”一课中，学生通过复习旧知和自主学习提出DNA分子复制的三种可能方式：（1）全保留复制;（2）半保留复制;（3）弥散式复制。DNA以何种方式复制需要实验的探究与验证。设计实验时，教师可指导学生阅读教材相关内容，并设疑：（1）实验设计的关键思路是什么（学生思考讨论，不难得出：区分亲子代的DNA）：（2）如何区分亲子代DNA（学生根据噬菌体侵染细菌实验得出把亲子代DNA带上标记）。在这样的设疑和点拨后，引导学生从实验材料的选择、方法的运用和步骤的实施等方面分组设计实验，小组讨论、交流，并将1958年科学家Meselson和他的学生Stahl以大肠杆菌为实验材料得到的真实密度梯度离心结果。与上述推测的半保留复制结果比较，得出结论：DNA的复制方式是半保留复制。在设计实验探究DNA分子的复制方式的过程中，学生在思维的碰撞中建构DNA复制的方式和过程，再次体验生命观点及核心素养的形成。 （四）联系生活实际，培育社会责任
高中生物教育教学改革要求我们的生物课堂在关注知识传授的同时，更要关注与社会的融合，增强学生的社会责任感。培育社会责任感应以教材为载体，通过网络、生活、社会多渠道整合课程资源，围绕“社会责任”主题从环境保护、珍爱生命、社会热点、生活实际等方面展开教学活动，培育学生的社会责任意识。高中生物新课程理念注重与现实生活的联系，用理性思维模式和科学探究能力解决真实情景的生物学问题，问题的解决能力就是发展核心素养的最好体现。因此，教师日常的教学要适当引入生活情景，引导学生留心生物学现象，用已有的生物学知识分析生物学现象，探索生命活动规律，解决生活实践问题，帮助学生树立正确的人生观和价值观。
“DNA的复制”一课中，学生通过探究DNA分子的复制方式，总结出DNA准确复制的原因：（1）DNA的双螺旋结构提供了精确的模板：（2）遵循碱基互补配对原则。那么，学生就会质疑：DNA复制一定准确无误吗？哪些因素会导致DNA分子复制错误？教师以此为切入点，在学生对DNA分子的复制过程深刻理解的基础上，回归到生活实际，尝试用所学的生物学知识解决实际问题。必修1第6章学习了细胞癌变，学生知道细胞癌变的特点之一是无限增殖。在此基础上教师设问：为什么癌变的細胞会无限增殖？其本质是什么？学生结合DNA的复制过程和特点，不难得出癌变的细胞无限增殖的本质是DNA的不断复制，将亲代细胞的DNA传递给子代细胞。紧接着，教师让学生从DNA复制发生错误的外界因素出发，思考引起细胞癌变的致癌因子有哪些，这些致癌因子为什么会导致细胞癌变（环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的DNA复制异常和分裂失控而变成癌细胞）。因此，癌症的治疗，不管是选择化疗还是放疗，其实质就是抑制DNA的异常复制，从而抑制细胞的无限增殖。在DNA复制和细胞癌变的联系中，引导学生养成良好的生活习惯和健康的生活方式，并逐步增强珍爱生命的社会责任意识，将联系生活实践的核心素养真正落到实处。
三、以核心素养为导向的生物课堂教学反思
（一）问题情景引领教学过程
问题情景的核心在于情景中蕴含的真实的、未知的问题是学生知识建构的载体，包括教师创设的原始问题和学生课堂生成的问题。在教学过程中，教师可利用生活实际和社会热点创设问题情景。这些问题要围绕学科核心素养目标进行设计，要有一定的灵动性和思维性，既能推动学生的认知活动，又能激发学生的深入思考，构建系统的知识体系。另外，课堂教学情景中出现的预设之外的问题，蕴含着良好的教育契机，教师要及时捕获这些生成性问题，将其转化为新的教学资源。例如，本节的课堂导入设计的问题情景不仅能激发学生的学习兴趣，还能直接点出学生的认知困惑。在实验设计中设置的问题情景，可以为实验材料的选择和方法步骤的确定指明方向。对DNA复制方式的推测，不同的学生可能有不同的推测，教师不能摈弃学生的任何一种猜想，应将其作为素材，引导学生应用假说演绎法进行推理验证。
（二）科学设计探究活动
“DNA的复制”是生物科学史的教学内容。笔者在课堂教学中对DNA复制方式的探究设置了明确的探究任务，包括实验材料的选择、实验方法的确定、实验步骤的实施以及实验结果的预测。有了明确的探究任务要求后，探究活动有针对性，才能避免流于形式的合作学习。小组分工合作要保证小组成员间的差异性，这样，小组在提问和倾听的交流表达环节才能产生思维的碰撞，共享学习成果，实现有效教学。
（三）诊断素养达成情况
诊断素养的达成情况，不只是为了检测学习成果，而是为了更好地促进学生的全面发展。因此，教师应设计多元化的评价体系并将其融入到平时的教学中，基于评价任务诊断学生的发展水平并做出反馈或指导。诊断素养达成的评价体系有课堂的教师评价、学生自评和互评，也有课后的巩固训练评价。在本节课，教师可以引导学生对小组的探究活动进行自评和互评，课后精选恰当的实验设计题。学生通过训练反馈提升，培养学生的探究性、批判性和科学探究的思维与习惯。
四、小结
在新课程理念下，当前生物学教学改革的核心任务是以学科核心素养为根本宗旨进行教学模式的转变和教学内容的重塑，教师在日常的课堂教学中要根据生物学科的特点和学生的发展规律，不断尝试、学习、实践和反思，从关注知识点的落实转向核心素养的养成，从而引导学生形成适应终身发展和社会发展的品格与能力，切实地将核心素养落实到课堂教学中，真正实现立德树人的教学目标。
关键词 高中生物;核心素养;课堂教学;育人目标
学科核心素养的提出再次推动了课堂教学的深层次改革，强化学生核心素养的发展不仅是教育改革的热点，也是立德树人的目标。课堂教学是发展学生核心素养的重要阵地，学科核心素养目标的确立，是落实核心素养的前提，开展基于探究的教学活动是落实核心素养的关键。因此，在课堂教学中如何落实学科核心素养成为一线教师的努力方向。
一、把握生物学科核心素养本质，提炼核心素养目标
生物学科核心素养是学生在解决真实情境中的生物学问题时，所表现出来的适应学生终身发展和社会发展的必备品格和关键能力，主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。新高考背景下的生物教学从关注三维目标发展为培养学生的生物学科核心素养目标。生物学科核心素养目标旨在从学生发展的角度，凸显对生命的关注和育人的要求，同时要求关注人与自然的和谐统一，形成可持续发展的观念，养成科学态度。因此，生物学科核心素养目标的确立要回归到教育的本真，从生活实际出发，提高每个学生的科学素养。
课前笔者提炼出“DNA的复制”的生物学科核心素养目标：（1）生命观念。通过分析DNA分子的结构与功能的特点，帮助学生建构“DNA的复制”的核心概念，达成对生命的理解;（2）理性思维。通过假说演绎法推测DNA的复制方式，提高学生分析、推理、归纳等理性思维素养;（3）科学探究。通过分组设计实验、小组合作、展示评价等学习活动，领悟科学探究思维和精神，提高科学探究能力;（4）社会责任。引导学生关注现实生活，关注癌症、克隆等社会热点，增强社会责任担当，形成正确的价值观和人生观。
二、以核心素养为导向的生物课堂教学实践
（一）立足基础知识，形成生命观念
“DNA的复制”是遗传和变异的重要内容。学生在前面已经学习了孟德尔遗传规律和细胞分裂的相关知识，已经了解细胞分裂通过染色质复制（实质为DNA的复制）实现了亲子代遗传的连续性和稳定性。本章第2章第2节又学习了DNA分子的结构和特点，根据结构与功能相适应的观点，学生自然而然质疑：DNA作为遗传物质如何将亲代的遗传信息传递给子代？即学生在学习DNA的双螺旋结构、细胞分裂的基础上，要从分子水平深入探讨生命的本质。这一课时的内容抽象难懂，因此，在教学中，教师要采用启发式教学，设置一些学生熟悉而又不知具体原因的实例，引起学生的共鸣，激发学生的学习兴趣。在教学导入时，教师可以设置提问：（1）同卵双胞胎為什么长得很像？（2）亲子鉴定为什么要鉴定DNA？这样的问题情境直接点出了学生关于DNA复制的认知困惑、建构DNA通过复制传递遗传信息的观点。学生通过情境认知，从基础知识理解和生命科学的视角形成DNA复制的生命观念，理解结构与功能的内在联系，感悟生命的奇妙与真谛，从而产生对生命的理解和尊重以及对自然的珍爱与敬畏。
（二）运用假说演绎，聚焦理性思维
假说演绎法是现代科学研究中常用的方法，是训练学生理性思维的重要方法。在遗传学的发展历程中，运用假说演绎法的案例有很多，其中DNA复制方式的提出与验证是体验假说演绎法的重要素材。在此之前，学生通过对孟德尔和摩尔根遗传规律的学习，对假说演绎法有了一定的认识，为了进一步加深对假说演绎的思维方式的理解和掌握，在本节的教学可以尝试让学生把自己当科学家，遵循假说演绎法的流程，在层层设问和合作探究中形成DNA的半保留复制方式的结论。
首先从克里克对DNA复制的预测出发，让学生根据克里克的描述画出DNA的半保留复制方式的模式图，提醒学生用不同颜色的线条代表DNA的母链的子链。
提出问题：推测DNA复制的其他可能方式是什么？DNA的复制方式是哪一种？如何证明？
做出假设：基于遗传规律和DNA分子结构的基础知识，做出假设。学生可以有不同的观点。
演绎推理：如果亲代DNA链用红色笔表示，子代DNA链用黑色笔表示，引导学生基于各自的假设画出不同DNA复制方式中子一代和子二代中DNA的组成。
实验验证：遵循科学探究的流程，以小组合作的形式分组设计实验，探究DNA复制的方式，并预测实验的可能结果。
通过层层设问和推理，体验了假说演绎法的过程，重现对DNA分子复制方式的探究。在经历了一个思考、合作和探究的过程中，学生深入理解DNA复制的过程和方式，训练了理性思维，提升了生物学科核心素养。
（三）精心设计实验，提升科学探究能力
学生科学探究能力的培养是目前生物教学改革关注的焦点。科学探究是领悟科学家思维和研究方法、形成科学理论的有力手段。科学探究有提出问题、猜想与假说、设计实验、交流与合作等诸多形式，其中设计实验是科学探究的重要载体。实验设计要求学生运用已知的基础知识和实验技能，对特定的生物学现象进行观察、提出问题、实验设计、实施实验方案的过程。学生通过亲历探究过程、体验生物学知识的形成、感悟生物学思想和方法、体验解决问题的思维和方法，培养了学生大胆猜想、敢于尝试的创新思维能力和科学探究能力，达成对生命的理解，为学生的终身发展奠定素养基础。
“DNA的复制”一课中，学生通过复习旧知和自主学习提出DNA分子复制的三种可能方式：（1）全保留复制;（2）半保留复制;（3）弥散式复制。DNA以何种方式复制需要实验的探究与验证。设计实验时，教师可指导学生阅读教材相关内容，并设疑：（1）实验设计的关键思路是什么（学生思考讨论，不难得出：区分亲子代的DNA）：（2）如何区分亲子代DNA（学生根据噬菌体侵染细菌实验得出把亲子代DNA带上标记）。在这样的设疑和点拨后，引导学生从实验材料的选择、方法的运用和步骤的实施等方面分组设计实验，小组讨论、交流，并将1958年科学家Meselson和他的学生Stahl以大肠杆菌为实验材料得到的真实密度梯度离心结果。与上述推测的半保留复制结果比较，得出结论：DNA的复制方式是半保留复制。在设计实验探究DNA分子的复制方式的过程中，学生在思维的碰撞中建构DNA复制的方式和过程，再次体验生命观点及核心素养的形成。 （四）联系生活实际，培育社会责任
高中生物教育教学改革要求我们的生物课堂在关注知识传授的同时，更要关注与社会的融合，增强学生的社会责任感。培育社会责任感应以教材为载体，通过网络、生活、社会多渠道整合课程资源，围绕“社会责任”主题从环境保护、珍爱生命、社会热点、生活实际等方面展开教学活动，培育学生的社会责任意识。高中生物新课程理念注重与现实生活的联系，用理性思维模式和科学探究能力解决真实情景的生物学问题，问题的解决能力就是发展核心素养的最好体现。因此，教师日常的教学要适当引入生活情景，引导学生留心生物学现象，用已有的生物学知识分析生物学现象，探索生命活动规律，解决生活实践问题，帮助学生树立正确的人生观和价值观。
“DNA的复制”一课中，学生通过探究DNA分子的复制方式，总结出DNA准确复制的原因：（1）DNA的双螺旋结构提供了精确的模板：（2）遵循碱基互补配对原则。那么，学生就会质疑：DNA复制一定准确无误吗？哪些因素会导致DNA分子复制错误？教师以此为切入点，在学生对DNA分子的复制过程深刻理解的基础上，回归到生活实际，尝试用所学的生物学知识解决实际问题。必修1第6章学习了细胞癌变，学生知道细胞癌变的特点之一是无限增殖。在此基础上教师设问：为什么癌变的細胞会无限增殖？其本质是什么？学生结合DNA的复制过程和特点，不难得出癌变的细胞无限增殖的本质是DNA的不断复制，将亲代细胞的DNA传递给子代细胞。紧接着，教师让学生从DNA复制发生错误的外界因素出发，思考引起细胞癌变的致癌因子有哪些，这些致癌因子为什么会导致细胞癌变（环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的DNA复制异常和分裂失控而变成癌细胞）。因此，癌症的治疗，不管是选择化疗还是放疗，其实质就是抑制DNA的异常复制，从而抑制细胞的无限增殖。在DNA复制和细胞癌变的联系中，引导学生养成良好的生活习惯和健康的生活方式，并逐步增强珍爱生命的社会责任意识，将联系生活实践的核心素养真正落到实处。
三、以核心素养为导向的生物课堂教学反思
（一）问题情景引领教学过程
问题情景的核心在于情景中蕴含的真实的、未知的问题是学生知识建构的载体，包括教师创设的原始问题和学生课堂生成的问题。在教学过程中，教师可利用生活实际和社会热点创设问题情景。这些问题要围绕学科核心素养目标进行设计，要有一定的灵动性和思维性，既能推动学生的认知活动，又能激发学生的深入思考，构建系统的知识体系。另外，课堂教学情景中出现的预设之外的问题，蕴含着良好的教育契机，教师要及时捕获这些生成性问题，将其转化为新的教学资源。例如，本节的课堂导入设计的问题情景不仅能激发学生的学习兴趣，还能直接点出学生的认知困惑。在实验设计中设置的问题情景，可以为实验材料的选择和方法步骤的确定指明方向。对DNA复制方式的推测，不同的学生可能有不同的推测，教师不能摈弃学生的任何一种猜想，应将其作为素材，引导学生应用假说演绎法进行推理验证。
（二）科学设计探究活动
“DNA的复制”是生物科学史的教学内容。笔者在课堂教学中对DNA复制方式的探究设置了明确的探究任务，包括实验材料的选择、实验方法的确定、实验步骤的实施以及实验结果的预测。有了明确的探究任务要求后，探究活动有针对性，才能避免流于形式的合作学习。小组分工合作要保证小组成员间的差异性，这样，小组在提问和倾听的交流表达环节才能产生思维的碰撞，共享学习成果，实现有效教学。
（三）诊断素养达成情况
诊断素养的达成情况，不只是为了检测学习成果，而是为了更好地促进学生的全面发展。因此，教师应设计多元化的评价体系并将其融入到平时的教学中，基于评价任务诊断学生的发展水平并做出反馈或指导。诊断素养达成的评价体系有课堂的教师评价、学生自评和互评，也有课后的巩固训练评价。在本节课，教师可以引导学生对小组的探究活动进行自评和互评，课后精选恰当的实验设计题。学生通过训练反馈提升，培养学生的探究性、批判性和科学探究的思维与习惯。
四、小结
在新课程理念下，当前生物学教学改革的核心任务是以学科核心素养为根本宗旨进行教学模式的转变和教学内容的重塑，教师在日常的课堂教学中要根据生物学科的特点和学生的发展规律，不断尝试、学习、实践和反思，从关注知识点的落实转向核心素养的养成，从而引导学生形成适应终身发展和社会发展的品格与能力，切实地将核心素养落实到课堂教学中，真正实现立德树人的教学目标。