基于“情境——问题——探究”模式培养生物学科核心素养

武永飞

【摘要】  “情境——问题——探究”教学模式，以情境引入，增强学生学习兴趣，设置情境应用，解决生活中的问题，承担社会责任;联系抽象的生物学知识和生活实际，以问题驱动的形式，带领学生合作探究，培养科学思维能力;最后整理知识碎片建立生物学概念模型，归纳遗传图谱的判断方法，培养生命观念，全面提升生物学科核心素养。

【关键词】  伴性遗传 科学探究 核心素养

【中图分类号】  G633.91                       【文献标识码】  A 【文章编号】  1992-7711（2019）13-135-02

高中生物学课程以提高学生生物学科核心素养为宗旨，生物学科核心素养包括科学思维、科学探究、生命观念和社会责任。对于中学生课程来说，引导学生认识生命世界、理解生命的本质是其他课程无法替代的教育价值。“伴性遗传”，与实践紧密结合，学生在探究红绿色盲等人类遗传病的遗传规律时，锻炼了科学思维和科学探究能力。

1. 创设真实情境，培养核心素养

在高中生物教学中运用情境教学模式，可以更好地帮助学生理解所学的知识点，激起学生的学习兴趣，和探究欲望，有利于发挥学生的主观能动性，提高教学质量。情境教学可以和实际紧密结合，让学生明白科学就在身边，科学来源于生活。

1.1 设置情境导入，提高学习兴趣

播放视频《色盲的世界是怎样的》，观看完之后，鼓励学生提出问题：人为什么会患色盲，色盲如何遗传？色盲能治疗吗？如何减少它的发病概率？用视频创设情境，激发学生探究色盲症的浓厚兴趣，正是按照“是什么”“怎么样”“为什么”的思路，指导学生学会思考，属于科学探究的范畴，是生物学科核心素养的内容。并且提醒学生如果身边有色盲患者，严禁嘲笑他人，学会尊重别人的隐私，同时要让学生认识到红绿色盲不属于非常严重的遗传病，道尔顿是色盲，丝毫不影响他的科学研究，只是有些专业会受到限制，比如医生、飞行员等。

1.2 创设情境应用，承担社会责任

学完本节内容后，给出以下情境：小李（男）和小芳是一对新婚夫妇，小芳在 2 岁时就诊断为血友病患者，如果你是一名医生，他们就血友病的遗传情况向你进行遗传咨询，你建议他们最好是生男孩还是女孩？请说出你的理由？

以上真实情境能够引导学生理性思考，结合所学知识血友病是X染色体隐性遗传病，能够写出小芳基因型XbXb ，小李的基因型XBY，进而推导他们所生小孩的可能基因型XbY或XBXb，给出建议是生女孩，男孩是患者。通过此问题，让学生体验了从“患病女性需找正常男性婚配”到“患病女性也可能生到正常的女儿”的思维过程，也可以通过现代生物学手段进行检测，这样就从宏观到微观再到“分子学手段做基因检测”的思维过程，体现了从表观到微观的生物学研究层次。较好地训练了学生科学思维的缜密性，同时也引导学生对策略进行评价和反思，训练了学生的批判性思维。学生掌握了遗传方式和规律，有了理论保障，能对遗传病咨询和预防，有自己的见解。从而会更多地关注涉及生物学的社会问题，并作科学解释，同时也有底气主动向他人宣传健康生活，关爱生命等相关知识，勇于承担社会责任。

2. 问题驱动探究，学会科学思维

问题驱动式教学是指根据教学内容和目标，将教学内容划分为若干不同层次和类型的问题或任务，引导学生主动发现、积极探究、解决问题，从而深层次地理解并掌握基本的知识，实现能力到人格的整体发展。问题能够让学生明确探究的目的，学会知识之间的联系，引导学生由浅入深思考，逐步接近结论。

2.1 探究红绿色盲基因的位置和遗传方式

根据课本上红绿色盲遗传图谱可以轻松判断出红绿色盲是隐性遗传，不是伴Y染色体非同源区段的遗传，课本的问题是伴X还是伴Y遗传，忽略了常染色体遗传或者伴X、Y染色体同源区段的遗传分析，为了培养学生科学的思维，可以提出以下几个问题进行探究，（1）红绿色盲是常染色体隐性遗传、伴X染色体非同源区段遗传还是伴X、Y染色体同源区段的隐性遗传呢？（2）请学生完成以下表格的书写，基因用B、b表示。

这个过程学生学会了基因在Y染色体上的书写，能够写出三种情况，然而学生根据已有知识无法判断出哪一种，这个时候给出调查资料显示我国男性色盲患者近7%，女性色盲患者近0.5%。结合给出资料，要求学生继续探究，如果色盲基因位于X染色体非同源区段，女性要两个b基因同时存在才患病，男性有一个b基因就患病，这种情况男性患者多于女性患者，符合调查资料。常染色体和X染色体同源区段的遗传，男女患病数量是相当的，因此推测色盲基因位于X染色体非同源区段。通过再次显示资料，随着分子生物学的发展，已经检测到色盲基因就是位于X染色体的非同源区段。当学生得到分子生物学的实证，表明他们的推理是正确的时候，他们会对合作探究充满信心。

由问题引导学生思考，结合所学X、Y染色体的知识，以及提供的资料，学生能够探究出色盲可能的基因型，并在教师的指导下完成正确的书写。问题驱动探究，整个过程就是如何判断遗传方式的过程，思维缜密，能很好地锻炼学生科学思维能力、识图能力、书写能力和整合知识的能力。

2.2 探究红绿色盲的遗传规律

探究红绿色盲的遗传规律的时候，给出以下几个问题，探究红绿色盲男女婚配有几种方式，可以产生哪几种基因型，表现型如何？书写红绿色盲的遗传图谱，并归纳伴X染色体隐性遗传的规律？

学生通过写出红绿色盲的基因型，很容易得出有6种婚配方式，①XBXB × XbY，②XBXb × XBY③XBXb × XbY④XbXb  × XBY⑤XBXB  ×XBY⑥XbXb  × XbY。并探究①-④组的遗传图谱，通过提出问题，引发学生思考，带着问题去探究，正是培养科学思维的过程。在总结X染色体隐性遗传规律的时候，第①种组合里患病男性的致病基因传给女儿，女儿是携带者，第②组中携带者女儿又把患病基因传给下一代的儿子，所生儿子中患病概率是1/2，由这两个组合归纳伴X隐性遗传的规律：隔代遗传。第③组亲代父亲患病，母亲是携带者，患病的父亲把致病基因传给女儿，女儿是患者的概率是1/2，第④组患病的女儿和正常男性结婚，又可以把致病基因传给她的儿子，由③、④组归纳出遗传的规律：交叉遗传，女病父子病。

在这个逻辑推理过程里，培养学生对遗传图谱识别、书写和分析问题的能力，层层深入，紧密联系。当然了，不能停留在表面，要带领学生结合前面所学的遗传学知识，深入理解表象背后的实质：男性的X染色体只能传给女儿，Y染色体只能传给儿子，让学生理解本质，让学生将所学知识融会贯通，进一步深刻认识到遗传的基本规律，能够用理性思维去解释生命现象。

3. 构建概念模型，建立生命观念

学完所有内容之后，和学生一起归纳伴性遗传的概念，并要求他们画出概念图，构建概念模型，从概念中提炼生命观念，形成正确的价值取向。红绿色盲是由于基因结构不同导致合成的蛋白质不同，从而功能障碍，结构与功能相统一，正是生命观念中的“结构与功能”观。

高考题中的遗传题是必考内容，而且往往是区分度比较高的题目，难度系数大，以2019年高考第32题为例，考出了伴x染色体和常染色体遗传，考查了遗传相关的概念和计算，能体现出严谨的科学思维能力和计算能力，属于生物学科核心素养的范畴。因此在教学中要求学生明确X染色體和常染色体是非同源染色体，符合自由组合定律，学会结合自由组合定律内容，做综合性计算的训练，提高科学思维能力，以不变应万变，在高考中突破难题，取得成功。通过“情境——问题——探究”模式学习这节课的内容，以高考考纲为准，在落实基础知识的过程中，把生物学科核心素养体现的淋漓尽致，是提高学生生物学科核心素养的一个很好的素材。

[ 参  考  文  献 ]

[1] 谭永平.发展学科核心素养——为何及如何建立生命观念[J].生物学教学，2017，42（10）：  7-10.

[2]黄婷婷.高中生物情境教学模式探索[J].中学生物教学，2016（6）：11-12.

[3]高赢，虞桂琴.通过问题驱动式探究教学来提高学生的生物核心素养[J].科学·自然， 2018.（31）：160-161.