基于核心素养的高中生物教学探讨

肖安庆 吴志强 张大海

生物核心素养是学生在解决真实情境中的生物学问题过程中，所表现出来的必备品格和关键能力，主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面。目前生物学教学主要关注在三维目标的落实，但对对核心素养的重视明显不足。下面结合“酶的作用与本质”的教学案例，对基于核心素养的教学谈几点认识和建议。

1创设情境，发展学生的问题意识

教师展示某种加酶洗衣粉的电视广告加嫩肉粉，肉质口感顺滑的秘密的视频。

教师提出问题：为什么加酶洗衣粉更能洗干净衣服？嫩肉粉能使肉变顺滑？同学们能提出哪些课题名称？

设计意图：提出问题是促使学生展开探究性思维的催化剂。利用学生熟知的问题境脉，诱发学生提出问题，激发学生的学习兴趣与求知欲，使学生在实验观察、分析综合、抽象概括中提出研究课题，培养学生的主动发展意识和实践意识，发展学生的实验探究和理性思维能力。

2演示实验，概括基本结论

教师进行实验演示：用2支相同的注射器，分别装入10 mL过氧化氢溶液。分别套上1个相同的气球，气球中分别装有3 mL肝脏研磨液溶液和3 mL蒸馏水。同时将注射器中的溶液挤入气球，观察气球体积变化。哪只气球体积变化大？变化大的气球原理是什么？

学生讨论，得出实验结论：肝脏研磨液存在某种成分，催化过氧化氢溶液并释放气体，使气球体积变大。教师引入“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。

设计意图：教师通过演示实验，培养学生的观察能力，并引导学生对实验现象进行分析归纳、概括总结，使学生亲身感受肝脏研磨液催化过氧化氢产生气体的过程，激发学生的学习兴趣，培养学生的生命观念（物质与能量观）、科学思维。

3分组实验，探讨酶的本质

教师提出问题，组织学生讨论：肝脏研磨液中的这种成分是什么？如何证明它具有催化过氧化氢溶液释放气体？受到哪些因素的影响？同时，教师提出学生这种成分可能为过氧化氢酶。学生获得结论后，教师展示表1，开展小组实验。

小组实验：小组按照表1要求合作实验，展示实验结果。

教师提出问题：本实验中，自变量、因变量、无关变量分别是什么？结合本实验，演示实验中加肝脏研磨液的实验原理是什么？

设计意图：通过实验设计，让学生在实验中理解自变量、因变量和无关变量及变量的控制。学生通过解决学习中的生物学问题，体验科学研究方法和科学探究的精神，增强主动解决问题的责任意识与实事求是的科学态度，发展了科学探究和责任意识素养。

4研讨教学，探讨酶作用原理

教师引导学生思考并交流：上述实验，可知酶的催化作用，那么酶作用的原理是什么？

教师展示加热时过氧化氢分解的能量变化曲像（图1），引入“活化能”这一概念，给学生提供以下四个研讨指向做参考。

研讨指向1：猜想氯化铁和过氧化氢酶催化过氧化氢分解的曲线。

研讨指向2：加热相当于给了过氧化氢能量，氯化铁和过氧化氢酶催化时没有加热，能量有没有变化？

研讨指向3：氯化铁和过氧化氢酶催化过氧化氢分解的曲线有何不同？如何绘制？

研讨指向4：在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？常温对细胞代谢有何意义？

小组讨论，形成最终结果后，小组代表阐述本组观点，其他小组补充修正。最后，教师引导学生归纳：与无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能的作用更显著，催化效率更高。由于酶的作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。

设计意图：“活化能”这一概念比较抽象，教师可借助教材插图帮助学生理解，使学生建立活化能概念；同时，培养学生识图、辩图和析图的能力，培养学生的科學思维能力；利用数学建模、类比推理的研究方法，借助绘制曲线，通过分析、推理、论证等方法，加强学生对酶作用原理的理解，提高学生的合作探究意识，增强学生主动与他人合作的精神。学生通过分享自己的见解，敢于坚持正确的观点，敢于修正错误，形成良好的理性思维习惯，体验科学探究的过程，获得成功的成就感和喜悦感，强化了核心素养的培养。

5回顾历史，强化酶本质的认识

教师展示白化病病人和正常人的图片，用实例说明酶的重要性。

角色扮演：选出6位学生，其中5位学生分别扮演巴斯德、李比希、毕希纳、萨姆纳、奥特曼5位科学家，1位学生为旁白。这些学生课前先排练，上课时，通过角色扮演的形式，展示科学家的发现历程，让同学了解酶探究的历程。最后，教师对科学家发现之路进行总结，使学生掌握酶的本质大多数是蛋白质，少量是RNA。

教师引导学生完成酶的发现史资料（图2），组织学生探讨从科学家的实验中得到的启示，并给出酶的定义。

设计意图：通过角色扮演酶的发现史，让学生感受到酶的发现史也是生物科学的进步史。教师通过联系酶的发现与人类的发展，体现了生物科学的研究价值，提升了学生的科学探究态度，使学生认同科学是在不断地探索和争论中前进的，体验生物学研究基本思想，增强了学生的社会责任感。

《普通高中生物课程标准（2018版）》以提高全体学生的科学素养、促进学生的全面发展作为主要目标。高中生物课程作为一门自然科学领域的基础课程，在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面，使学生养成终身发展所需的必备品格与关键能力，具有重要的作用。教师在教学设计及实施过程中，应加强核心素养的学习，明确课程性质、目标和理念，理解生物核心素养的内涵；依据教学基本原理设计教学流程，结合实际采取合理的教学策略；根据学生已有的知识和认知规律，创设学习任务和问题，使学生有计划、有目的地学习，提高教学设计的科学性、针对性和实效性，将生物核心素养教育落到实处。