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[摘 要]核心素养主要是指学生应该具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,生物学核心素养主要涵盖生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个方面。在高三生物一轮复习中,通过创设情境、讨论分析、比较迁移、结合实践可有效落实学生生物学核心素养的培养。
[关键词]核心素养;高三生物;一轮复习
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)14-0091-02
核心素养是学生应该具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。这些素养主要依托在校期间的课程学习中培养和发展。生物学核心素养主要涵盖生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个方面。常规的高三生物一轮复习基本分两步走:教师梳理基础知识,学生练习反馈应用,主要目标为提高学生的解题能力。那么,如何由培养学生的解题能力转变为培养学生的生物学核心素养呢?现笔者以《细胞的分化、衰老、凋亡及癌变》一课为例做初步探讨。
一、创设情境,树立生命观念
“生命观念”是生物学核心素养的基础和支柱。“生命观念”作为生物学核心素养的第一要素,是对知识目标的整合和提升。因此,教师需要仔细研究和挖掘教材中与“生命观念”相对应的知识板块,创设紧扣教材本质问题的教学情境。在真实的、具有挑战性的学习情境中,学生更能以积极主动的态度去发现和解决问题,形成科学的自然观和世界观。在教学设计时,如果能将教学内容中最核心、最能发展学生生命观念的大概念进行提炼,并以此为线索设计一节课甚至一个主题的情境教学,不仅能有效落实知识与能力目标,还能帮助学生树立更深层次的生命观念。
创设情境1:播放小佳慧不幸患上“白血病”的新闻视频(小佳慧的爸爸为小佳慧做了骨髓移植,从而挽救了她的生命),提问:“什么是白血病?骨髓移植为什么可以有效治疗白血病?” 以此导入细胞分化的概念、特点和意义分析。学生通过思考理解了“白血病俗称血癌,是白细胞异常增殖,侵占并破坏各器官的功能的恶性疾病。骨髓中的造血干细胞,可以再生成相应的正常血细胞(如红细胞、白细胞、血小板等),以此达到治疗目的”。
评析:本节复习课的开篇引入牵动人心的“白血病”实例,极大地激发了学生的学习热情。通过了解白血病的症状、病因、诊断和治疗的方法,将细胞分化、癌变等知识巧妙地串联在一起,成为贯穿本节课的重要主线。通过创设生活情境导入复习重点——细胞分化,要求学生能够应用“结构决定功能”的观点,解释白血病的症状和细胞分化的相关特征,认识细胞的多样性及其内在原因,初步培养学生的生命观念。
二、 讨论分析,培养理性思维
“理性思维”是一种有明确的思维方向,有充分的思维依据,建立在证据和逻辑推理基础上的思维。理性思维是生物学核心素养的一个重要方面。教师在教学中可尝试以小组合作的形式,并通过问题串的方式引导学生对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括,从而培养学生的理性思维。
创设情境2:骨髓中造血干细胞为何会分化?分化的实质是什么呢?科学家利用基因探针技术和抗原抗体杂交技术对小佳慧体内几种细胞含有的基因情况和蛋白质情况进行调查,记录如下表所示。小组自主讨论分析学案中的四个问题。
(1)上表中,①②③④处应分别填什么?三种细胞中的基因组成相同吗?为什么?( 、 、 、-;相同,因为同一人体不同细胞均由受精卵有丝分裂而来,遗传物质不变)其中属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是什么?属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是什么?(A; BCD)
(2)这三种细胞是否包括红细胞?细胞1、2分别是什么细胞?(不包括,判断的依据是这三种细胞均不表达血红蛋白基因;1为垂体细胞,2为胰岛B细胞)
(3)若用胰岛素基因做探针检测1、2、3三类细胞的DNA分子,则其杂交带狀况如何?(都能杂交)若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA,其杂交带状况如何?(只有细胞2有杂交,原因只有细胞2表达胰岛素,才能产生相应的mRNA)
(4)细胞分化在分子和细胞水平的标志是什么?(①分子水平:奢侈基因表达,转录出不同的mRNA,合成特有蛋白质。②细胞水平:形成不同种类的细胞)
评析:通过情境创设和问题讨论,巧妙地突破了本节的教学难点,进一步升华理解细胞分化的实质为基因的选择性表达。采用“自主—合作—探究”的学习方式,注重发挥学生的主体作用,提升学生阅读图表、获取信息并结合所学知识分析解决问题、推知结论的能力,注重培养学生的理性思维和科学探究等能力。
三、 比较迁移,提升探究能力
“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在教学中,教师可引导学生以小组合作的方式开展科学探究活动,并在探究过程中比较辨析新知识,将新旧知识进行联系,迁移完善知识网络,从而掌握科学探究的基本思路和方法,并形成善于合作、勇于创新的团队意识,提升探究能力。
创设情境3:虽然小佳慧进行了骨髓移植,但仍然需要服用抗癌药物控制病情,其中紫杉醇就是治疗白血病比较有效的抗癌药,但是紫杉醇提取于红豆杉,红豆杉在我国数量极少,生长缓慢,提取率相当低。如何才能不破坏物种又能生产紫杉醇满足癌症病人的用药需求?学生能够联想到选修3《现代生物科技专题》中利用植物细胞的全能性原理,采用植物组织技术培养红豆杉,进而提取紫杉醇。小组合作回忆植物组织培养的具体操作流程,在进一步讨论中归纳总结细胞全能性的概念、原因和条件。在比较不同细胞的全能性大小之后,引导学生了解干细胞的概念及其应用前景。
评析:在复习课上通过知识点的“前跟后带”,自主完善细胞分化的知识网络。通过分组讨论探究的活动过程,培养学生的科学探究能力和交流合作能力,使学生学会运用所学知识解决问题,获得成功的体验。同时让学生了解现实生活中对抗癌药物紫杉醇的需求及干细胞在医学上的应用前景,感知生物技术与社会生活的紧密联系。 创设情境4:小佳慧的“白血病”是细胞癌变所导致的,那么我们如何判断细胞是否发生癌变?哪些原因会引起癌症?假如你是医生,如何结合病因给她进行诊断和治疗?如何避免癌症的发生?
通过判断细胞发生癌变,学生明确细胞癌变的特征。同时教师补充“癌变的细胞表面会产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质”这一内容。并提出问题串:正常细胞中是否有原癌基因和抑癌基因?它们与癌细胞的形成有什么关系?细胞癌变是一个基因还是多个基因改变引起的?帮助学生了解细胞癌变的特征和发病机理。然后引导学生小组讨论探究癌症的诊断、治疗和预防方法。学生通过比较迁移,提出以下方案:①诊断方法:病理学检查(血象、骨髓象显微观察)、影像学检查(CT 、ECT、核磁共振;B超检查)、免疫学检测(甲胎蛋白测定、癌胚抗原检测)、癌基因检测(用基因探针诊断)。 ②治疗方法:骨髓移植、化疗和放疗等(作用机理是阻止癌细胞的增殖)。教师补充基因治疗方法(2015年英国已经出现首个用基因治疗方法成功治愈癌症的案例)。③预防方法:远离各种致癌因子,锻炼身体,并保持健康心态。学生纷纷结合自身谈谈具体做法。
评析:利用问题串驱动及案例解决的方式,巧妙地将细胞癌变的特征、发病机理、诊断、治疗和预防等知识点串联,利用比较迁移的方法,培养学生的理性思维和探究能力。同时将生活、社会知识进行拓展,促进学生正确认识癌症,树立“内因与外因影响生命活动”的辩证唯物主义观点和“结构决定功能”的生命观点,形成健康生活的态度。
四、结合实践,树立社会责任感
“社会责任”是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,并做出理性解释和判断,解决生产生活问题的担当和能力。注重科學、技术和社会相互关系是贯穿本课程的重要主线之一,也是生物学核心素养培养的重要途径。教师要引导学生关注生活实践中的相关问题,使学生积极思考与生物学相关的社会问题,宣传生物学知识和健康的生活方式,识别伪科学和迷信。同时结合相关实践展开讨论,关注社会议题,运用生物学的理论来解释问题的本质,尝试参与社会决策,从而培养学生的社会责任感。
创设情境5:医生在治疗过程中同时培养了小佳慧和爸爸的细胞,但是细胞的增殖能力有差别,原因是什么?细胞衰老和个体衰老是一回事吗?细胞衰老的特征是什么?细胞死亡的方式有哪些?如何区分?学生通过小组讨论获知父女细胞增殖的差别在于细胞衰老情况不一。体细胞的衰老是由细胞自身的因素所决定的。同时结合实践回忆细胞衰老的特征,并明确细胞衰老贯穿于生命的始终,对于多细胞生物来说细胞的衰老并不等于个体的衰老。对于“细胞的死亡方式包括细胞凋亡和细胞坏死”则通过产生原因、症状和结果等方面进行辨析。
评析:结合实践展开对衰老的讨论,引导学生关爱生命,关注老人的健康问题,倡导健康的生活方式,树立正确的生命观念和社会责任感。
综上,高三生物一轮复习中,教师必须把握好基础知识的夯实和学生能力提高的关系;必须处理好学生猎奇的求知欲和复习旧知的矛盾关系;必须调和好学生主动参与和教师主导梳理知识的关系。本节课设计精彩的情境主线贯穿复习,充分挖掘教材中体现学科核心素养的内容。通过让学生自主讨论、自主构建和自主运用,“让位”于学生,贯彻了以“教师为主导,学生为主体,训练为主线,能力为主攻”的教学原则,确保了学生生物学核心素养的培养落到实处。“以生为本,教书育人;以学定教,教学相长。”相信有温度、有活力的高三生物课堂一定能“孕育”出全面发展、有竞争力的新世纪人才。
(特约编辑 安 平)
[关键词]核心素养;高三生物;一轮复习
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)14-0091-02
核心素养是学生应该具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。这些素养主要依托在校期间的课程学习中培养和发展。生物学核心素养主要涵盖生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个方面。常规的高三生物一轮复习基本分两步走:教师梳理基础知识,学生练习反馈应用,主要目标为提高学生的解题能力。那么,如何由培养学生的解题能力转变为培养学生的生物学核心素养呢?现笔者以《细胞的分化、衰老、凋亡及癌变》一课为例做初步探讨。
一、创设情境,树立生命观念
“生命观念”是生物学核心素养的基础和支柱。“生命观念”作为生物学核心素养的第一要素,是对知识目标的整合和提升。因此,教师需要仔细研究和挖掘教材中与“生命观念”相对应的知识板块,创设紧扣教材本质问题的教学情境。在真实的、具有挑战性的学习情境中,学生更能以积极主动的态度去发现和解决问题,形成科学的自然观和世界观。在教学设计时,如果能将教学内容中最核心、最能发展学生生命观念的大概念进行提炼,并以此为线索设计一节课甚至一个主题的情境教学,不仅能有效落实知识与能力目标,还能帮助学生树立更深层次的生命观念。
创设情境1:播放小佳慧不幸患上“白血病”的新闻视频(小佳慧的爸爸为小佳慧做了骨髓移植,从而挽救了她的生命),提问:“什么是白血病?骨髓移植为什么可以有效治疗白血病?” 以此导入细胞分化的概念、特点和意义分析。学生通过思考理解了“白血病俗称血癌,是白细胞异常增殖,侵占并破坏各器官的功能的恶性疾病。骨髓中的造血干细胞,可以再生成相应的正常血细胞(如红细胞、白细胞、血小板等),以此达到治疗目的”。
评析:本节复习课的开篇引入牵动人心的“白血病”实例,极大地激发了学生的学习热情。通过了解白血病的症状、病因、诊断和治疗的方法,将细胞分化、癌变等知识巧妙地串联在一起,成为贯穿本节课的重要主线。通过创设生活情境导入复习重点——细胞分化,要求学生能够应用“结构决定功能”的观点,解释白血病的症状和细胞分化的相关特征,认识细胞的多样性及其内在原因,初步培养学生的生命观念。
二、 讨论分析,培养理性思维
“理性思维”是一种有明确的思维方向,有充分的思维依据,建立在证据和逻辑推理基础上的思维。理性思维是生物学核心素养的一个重要方面。教师在教学中可尝试以小组合作的形式,并通过问题串的方式引导学生对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括,从而培养学生的理性思维。
创设情境2:骨髓中造血干细胞为何会分化?分化的实质是什么呢?科学家利用基因探针技术和抗原抗体杂交技术对小佳慧体内几种细胞含有的基因情况和蛋白质情况进行调查,记录如下表所示。小组自主讨论分析学案中的四个问题。
(1)上表中,①②③④处应分别填什么?三种细胞中的基因组成相同吗?为什么?( 、 、 、-;相同,因为同一人体不同细胞均由受精卵有丝分裂而来,遗传物质不变)其中属于管家基因(基因产物是维持细胞基本生命活动所必需)的是什么?属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是什么?(A; BCD)
(2)这三种细胞是否包括红细胞?细胞1、2分别是什么细胞?(不包括,判断的依据是这三种细胞均不表达血红蛋白基因;1为垂体细胞,2为胰岛B细胞)
(3)若用胰岛素基因做探针检测1、2、3三类细胞的DNA分子,则其杂交带狀况如何?(都能杂交)若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA,其杂交带状况如何?(只有细胞2有杂交,原因只有细胞2表达胰岛素,才能产生相应的mRNA)
(4)细胞分化在分子和细胞水平的标志是什么?(①分子水平:奢侈基因表达,转录出不同的mRNA,合成特有蛋白质。②细胞水平:形成不同种类的细胞)
评析:通过情境创设和问题讨论,巧妙地突破了本节的教学难点,进一步升华理解细胞分化的实质为基因的选择性表达。采用“自主—合作—探究”的学习方式,注重发挥学生的主体作用,提升学生阅读图表、获取信息并结合所学知识分析解决问题、推知结论的能力,注重培养学生的理性思维和科学探究等能力。
三、 比较迁移,提升探究能力
“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在教学中,教师可引导学生以小组合作的方式开展科学探究活动,并在探究过程中比较辨析新知识,将新旧知识进行联系,迁移完善知识网络,从而掌握科学探究的基本思路和方法,并形成善于合作、勇于创新的团队意识,提升探究能力。
创设情境3:虽然小佳慧进行了骨髓移植,但仍然需要服用抗癌药物控制病情,其中紫杉醇就是治疗白血病比较有效的抗癌药,但是紫杉醇提取于红豆杉,红豆杉在我国数量极少,生长缓慢,提取率相当低。如何才能不破坏物种又能生产紫杉醇满足癌症病人的用药需求?学生能够联想到选修3《现代生物科技专题》中利用植物细胞的全能性原理,采用植物组织技术培养红豆杉,进而提取紫杉醇。小组合作回忆植物组织培养的具体操作流程,在进一步讨论中归纳总结细胞全能性的概念、原因和条件。在比较不同细胞的全能性大小之后,引导学生了解干细胞的概念及其应用前景。
评析:在复习课上通过知识点的“前跟后带”,自主完善细胞分化的知识网络。通过分组讨论探究的活动过程,培养学生的科学探究能力和交流合作能力,使学生学会运用所学知识解决问题,获得成功的体验。同时让学生了解现实生活中对抗癌药物紫杉醇的需求及干细胞在医学上的应用前景,感知生物技术与社会生活的紧密联系。 创设情境4:小佳慧的“白血病”是细胞癌变所导致的,那么我们如何判断细胞是否发生癌变?哪些原因会引起癌症?假如你是医生,如何结合病因给她进行诊断和治疗?如何避免癌症的发生?
通过判断细胞发生癌变,学生明确细胞癌变的特征。同时教师补充“癌变的细胞表面会产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质”这一内容。并提出问题串:正常细胞中是否有原癌基因和抑癌基因?它们与癌细胞的形成有什么关系?细胞癌变是一个基因还是多个基因改变引起的?帮助学生了解细胞癌变的特征和发病机理。然后引导学生小组讨论探究癌症的诊断、治疗和预防方法。学生通过比较迁移,提出以下方案:①诊断方法:病理学检查(血象、骨髓象显微观察)、影像学检查(CT 、ECT、核磁共振;B超检查)、免疫学检测(甲胎蛋白测定、癌胚抗原检测)、癌基因检测(用基因探针诊断)。 ②治疗方法:骨髓移植、化疗和放疗等(作用机理是阻止癌细胞的增殖)。教师补充基因治疗方法(2015年英国已经出现首个用基因治疗方法成功治愈癌症的案例)。③预防方法:远离各种致癌因子,锻炼身体,并保持健康心态。学生纷纷结合自身谈谈具体做法。
评析:利用问题串驱动及案例解决的方式,巧妙地将细胞癌变的特征、发病机理、诊断、治疗和预防等知识点串联,利用比较迁移的方法,培养学生的理性思维和探究能力。同时将生活、社会知识进行拓展,促进学生正确认识癌症,树立“内因与外因影响生命活动”的辩证唯物主义观点和“结构决定功能”的生命观点,形成健康生活的态度。
四、结合实践,树立社会责任感
“社会责任”是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,并做出理性解释和判断,解决生产生活问题的担当和能力。注重科學、技术和社会相互关系是贯穿本课程的重要主线之一,也是生物学核心素养培养的重要途径。教师要引导学生关注生活实践中的相关问题,使学生积极思考与生物学相关的社会问题,宣传生物学知识和健康的生活方式,识别伪科学和迷信。同时结合相关实践展开讨论,关注社会议题,运用生物学的理论来解释问题的本质,尝试参与社会决策,从而培养学生的社会责任感。
创设情境5:医生在治疗过程中同时培养了小佳慧和爸爸的细胞,但是细胞的增殖能力有差别,原因是什么?细胞衰老和个体衰老是一回事吗?细胞衰老的特征是什么?细胞死亡的方式有哪些?如何区分?学生通过小组讨论获知父女细胞增殖的差别在于细胞衰老情况不一。体细胞的衰老是由细胞自身的因素所决定的。同时结合实践回忆细胞衰老的特征,并明确细胞衰老贯穿于生命的始终,对于多细胞生物来说细胞的衰老并不等于个体的衰老。对于“细胞的死亡方式包括细胞凋亡和细胞坏死”则通过产生原因、症状和结果等方面进行辨析。
评析:结合实践展开对衰老的讨论,引导学生关爱生命,关注老人的健康问题,倡导健康的生活方式,树立正确的生命观念和社会责任感。
综上,高三生物一轮复习中,教师必须把握好基础知识的夯实和学生能力提高的关系;必须处理好学生猎奇的求知欲和复习旧知的矛盾关系;必须调和好学生主动参与和教师主导梳理知识的关系。本节课设计精彩的情境主线贯穿复习,充分挖掘教材中体现学科核心素养的内容。通过让学生自主讨论、自主构建和自主运用,“让位”于学生,贯彻了以“教师为主导,学生为主体,训练为主线,能力为主攻”的教学原则,确保了学生生物学核心素养的培养落到实处。“以生为本,教书育人;以学定教,教学相长。”相信有温度、有活力的高三生物课堂一定能“孕育”出全面发展、有竞争力的新世纪人才。
(特约编辑 安 平)