基于生物学学科核心素养的课堂教学

龚西旭 张技

摘要 以“基因位于染色体上的实验证据”一节的课堂教学内容为例，在教学的各个环节，灵活运用多种教学手段，巧妙结合生物学科知识特点，充分激发学生合作探究的兴趣，积极尝试在高中生物学课堂教学中提升学生生物学学科核心素养。

关键词 生物学学科核心素养课堂教学基因染色体

中图分类号 G633.91       文献标志码 B

“核心素养”指学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践。学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐渐形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，理解为“对生命的理解和尊重、对自然的珍爱与敬畏、对科技的认知与实践和对社会的责任与担当”4个内容，以培养学生全面发展为宗旨，能认识生物科学的价值，具有创新思维品质，具有求实、创新、勇于质疑和实践的科学精神和科学态度。

教师以“基因位于染色体上的实验证据”的课堂教学实践为例，利用孟德尔遗传规律和减数分裂的有关知识，引导学生推理基因在染色体。学生通过杂交实验分析图解的推理，培养科学思维;通过分析和表达，培养分析问题的能力和语言表达能力。根据本节内容的教学目标，下面从渗透生物学学科核心素养的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度进行了积极的探索和实践。

1从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性，建立进化与适应观

“遗传与进化”模块选取的减数分裂和受精作用、DNA分子结构及其遗传基本功能、遗传和变异的基本原理及应用等知识，主要是从细胞和分子水平阐述生命的延续性。生物通过减数分裂，产生生殖细胞，进行生殖;生物在生长、发育和遗传实现生命的延续和种族的繁衍;通过进化形成物种多样性和适应性。

在“基因位于染色体上的实验证据”教学过程中，首先分析果蝇染色体组成，重点分析其中决定性别的性染色体。

根据萨顿的假说，教师设计学生活动：写出一对等位基因（A和a）位于常染色体和X染色体上的基因型;写出果蝇配子中染色体的组成。该活动的设置有助于学生理解生物在形成配子過程中形成多种多样的配子，受惊时精子与卵细胞的随机结合，产生多种多样的后代。适应环境的个体生存，不适应环境的被淘汰。

通过以上教学在课堂中渗透生命观念，不能仅仅立足于理解生物学知识，更重要的是促使学生形成一种思维习惯，并能在今后生物学的学习与研究中加以应用，使学生能较好地理解生物进化与适应观的生命观念。

2提出解释问题的假说，利用杂交实验分析图解，培养学生科学探究精神

科学探究常采用的方法就是假说—演绎法。其中，解释问题的假说是指在观察和分析基础上提出问题以后，根据自身的认知特点和已有知识来尝试解决问题，通过推理和想象提出解释问题的假设。假设是以已有的事实材料和科学原理为依据，对未知事物或规律的猜测性解释。它具有两个特征：以事实和科学知识为依据;具有猜想的性质。提出假设的过程就是对事实材料和想象的材料进行加工处理的过程。

在“基因位于染色体上的实验证据”一节内容中，提出了“控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因”一种假说。其实，摩尔根等在研究过程中提出了多种假说，教师在教学中，引导学生回顾果蝇染色体组成：如果按照萨顿的理论，基因在染色体上，那么控制白眼的基因是在常染色体上、X染色体上还是在XY染色体上？小组讨论，在学案上写出可能的假设。

假设1：控制白眼基因在常染色体上。

假设2：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因。

假设3：控制白眼的基因在X、Y染色体上。

假设4：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。

在此基础上，教师引导学生分析，并写出果蝇杂交实验分析图解。学生对果蝇杂交实验的假设进行逻辑推理分析，排除了两个无效假说，找出可以能解释问题的两个假设（图1）。通过遗传图解的分析，学生在学习过程中逐步形成了归纳与概括、推理、创造性思维的能力。

3演绎推理、设计实验，培养学生科学思维

演绎是假说—演绎法的核心，实验是重点。演绎是对现象的分析推理，是学生进行理性思考后对事物的一个初步认识。实验在自然学科的学习中具有极强的说服力，所有的“假说—演绎”都要靠实验进行验证，才能得出正确的理论和规律。在教学过程中，教师不能进行知识单方面的灌输、讲授，而要留给学生一定的思考空间，让学生自主地发挥其潜能，去自主分析设计实验，从而使学生体会到探索的乐趣，促使学生更积极地进行实验和规律验证操作对结论进行分析，从事实上验证假说，真正感受实验结果与预期结果一致性的成功喜悦。

在“基因位于染色体上的实验证据”一节内容中，提到了摩尔根通过测交等方法，进一步验证了“控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因”。但从前面的假设分析可知，假设3和假设4都能解释实验现象。教材中省略了具体测交过程，教学前，教师去查阅摩尔根完整的经典实验，发现中间其实省略一些实验过程。因此，笔者让学生分组讨论，写出假设3和假设4的测交演绎推理。测交方案：F1红眼（雌果蝇）×白眼（雄果蝇）。师生共同归纳：如果假设3和假设4是对的，则测交结果图2所示。

摩尔根实际做的测交结果统计如下：红眼雌126、白眼雌132、红眼雄120、白眼雄115。上述测交实验虽然根本不能证明基因在染色体上的位置，但获得了白眼雌果蝇。

分组探究（学生活动）：以白眼（雌）和野生型纯合红眼（雄）为材料，设计实验方案，探究假设3和假设4的正确性，写出实验方案和预测的结果及结论。通过实验设计、分析比较，学生从中找到了两种假设的区别，从而证明了“控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因”。

通过这种探究式学习，教学设计环节由简单到复杂，层层递进，不仅让学生应用了假说—演绎的方法，还培养了学生独立完成深入的探究实验的能力。学生在探究过程中，逐步增强对真理的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践的能力;同时在探究中，培养学生乐于并善于开展团队合作，用于创新的精神。

4由质疑转化为坚定支持者的科学史实，培养学生的社会责任

学科核心素养的提出较之前最大的跨越是实现了学科教学思想向公民教育思想的转变，着力培养学生基于生物学的认识。教师结合教学开展科学实践，引导学生作出理性解释和判断，培养学生解决生产生活问题的担当和能力，激发学生的家国情怀、责任担当以及社会关爱等。

在“基因位于染色体上的实验证据”一节内容中，教师首先让学生了认识孟德尔、萨顿、摩尔根三位伟大的科学家，明确摩尔根对前人科学家的态度，他曾表示不相信孟德尔的遗传理論，对萨顿的假说更持怀疑的态度。然后，引导学生运用假说—演绎法，重温摩尔根的经典实验过程，最后得出基因在染色体上的结论。从此，摩尔根成为孟德尔理论的坚定支持者。

通过学习摩尔根最初由质疑孟德尔的遗传规律转化为坚定支持者的科学史实，认同科学研究需要敢于质疑，追求实证的科学态度。这种教学过程培养了学生积极运用生物学的知识和方法，开展批判性思维，参与讨论并作出理性解释，培养了学生的社会责任。

总之，新课程改革的背景下，生物学科教学应立足于教材，重点落实渗透生物学科核心素养，提升学生的能力、激发情感成为课堂教学的主旋律，生物课堂在向学生传授知识的同时，更应该以生物知识为载体，采用合适的教学方法培养学生的核心素养。把以培养生物学科核心素养为目标的高中生物教学理念落到实处，让生物学学科核心素养真正成为学生终身受益的成果，成为公民基本素养的重要组成。

参考文献：

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