在真实情境中发展学生学科核心素养——以“遗传规律探究史”为例

广东

发展学生学科核心素养，落实国家高考“立德树人、服务选才、引导教学”的目标是我国中学课程改革的一项核心任务，该举措具有深远的意义。在遗传规律复习中，要真正落实好学科核心素养，必须要落实好教材，挖掘好遗传基本规律的研究过程，包含杂交实验过程、实验设计的思路，以及杂交、自交、测交、正反交等在具体问题中的应用，因此笔者以“遗传规律探究史”的真实情境为主导，促进学科核心素养的落实，发展学生的学科核心素养。

1.挖掘学科核心素养在命题视角中的体现，增强学生对学科核心素养的认知

从对近几年高考全国卷生物试题的分析可知，高考试题非常重视对科学思维、科学探究等学科核心素养的考查。也非常重视对核心知识、必备知识及实验探究、科学思维等关键能力的考查，其实就是对学科核心素养的掌握和发展的一种检测。因此从高考试题命题视角分析，挖掘试题中的学科核心素养，有利于增强学生对学科核心素养的认知，从而激发学生去落实和发展学科核心素养所需要的能力和责任，实现从“育分”转变为“育人”。

深研高考试题的命题视角，挖掘试题中的学科核心素养。

环节一、从试题设问的角度分析2013—2019年全国卷Ⅰ中7道考查遗传规律的非选择题，通过独立思考、探究合作完成遗传规律命题视角的探秘。

环节二、进一步分析讨论每一个命题视角下学科核心素养的考查是如何体现的，师生共同构建表1。

表1 近7年遗传规律非选择题命题视角在学科核心素养中的体现

分析表1可知，从命题的角度来看，主要考查四个方面：实验设计、预测实验结果、阐述理由、遗传规律的基本应用。遗传规律非选择题的命题视角突出了对科学探究和科学思维两个学科核心素养的考查。

2.基于教学活动的三个转变，培养学科核心素养，促使学科核心素养落地

2.1 从“教教材到用教材教”的转变

《关于深化教育体制改革的意见》中提出，教育要注重培养支撑终身发展、适应时代要求的关键能力，让学生在学习中真正喜欢上这门学科并愿意从事相关的科学研究。因此对教学也提出了根本性要求，要改变情境单一、学生学习动机不强、授课形式传统等现状，要以生活实际、科学史等真实情境为主导，以教材为依托，灵活应用教材去教学，以发现问题、探究问题、解决问题为教学核心，激发学生科学探究的激情，使学科核心素养落地，发展学生的学科核心素养。

2.2 从“知识线索中的学习活动到真实情境中以问题为中心的学习活动”的转变

《关于深化教育体制改革的意见》中将关键能力的内涵进一步阐述为认知能力、合作能力、创新能力、职业能力。要培养学生的这些能力，必须将传统的“知识线索中的学习活动”转变为“真实情境中以问题为中心的学习活动”。“真实情境中以问题为中心的学习活动”是一种启发式、合作式、探究式的学习方式，该学习方式不再过于注重知识的传递，而是注重以问题为中心，让学生围绕问题的解决，通过合作探究等方式学会学习，培养学生的科学思维、科学探究等学科核心素养。

2.3 从“单一师生互动教学到真实情境中任务驱动的自主、合作、探究合作教学活动”的转变

由课堂教学的“漏斗”现象可以得出，课堂上教师想表达的内容结果只能表达出80%，而学生听到不足60%、理解不足40%、记住不足20%，学生掌握知识非常有限；通过调研发现，学生在课堂上最快乐的事是体验交往，课堂上最感兴趣的事是新奇而富有挑战的问题（任务驱动），课堂上学生最喜欢的学习方式是自主、合作、探究学习；要提高学生的课堂学习效率，必须要改变单一师生互动的教学活动，要让学生成为学习的“主体”在真实情境下进行任务驱动式的学习，学生在自主、合作、探究学习中，无形之间提高了学生的科学思维能力、实验探究等能力，学生实现从学习的“配角”到学习“主体”的转变，不断给学生注入发展的动力，学科核心素养得到很高的提升。

3.构建模型培养学生真实情境下的科学思维方法，发展学科核心素养

3.1 构建模型，培养学生具备假说-演绎的科学思维方法

演绎”是学科核心素养中一种重要的科学思维方法，是每年高考必考的科学思维，是解决遗传试题行之有效的方法，是解决情境中问题方法的源泉。在遗传规律复习之前，笔者以2019年全国卷Ⅲ第32题（2）为例，测试学生对“假说-

“假说-演绎”的科学思维方法的掌握程度。通过测试发现，学生基本能知道采用杂交和自交相结合的方法来思考问题，但部分学生却不知道具体采用什么样的科学思维来分析这个问题，这说明学生没有真正掌握“假说-演绎”的科学思维方法。如何引导学生用“假说-演绎”的科学思维方法去解决真实情境下的问题成为了复习的重中之重。

笔者在“孟德尔的豌豆杂交实验（一）科学史”的复习过程中，将其分成六个环节，每一环节的分工和培养学生的能力不同、要求不同（如表2）。

表2 “孟德尔的豌豆杂交实验（一）科学史”授课环节

经过上述的复习和能力的培养，学生用假说-演绎的科学思维方法处理问题的能力得到了大大的提升，为了进一步提高其能力，笔者在“孟德尔的豌豆杂交实验（二）”的复习中进一步进行教学演练，培养学生从哪些视角去发现问题、提出具有针对性的问题、将问题进行分析处理、并试着通过合作探究的方式解决问题，让这种思维方法得到有效的锻炼，最后师生共同构建“假说-演绎的科学思维模型”，促使学科核心素养落地。

假说-演绎的科学思维模型图

3.2 “假说-演绎的科学思维模型”在真实情境中的应用

【示例】（2019年，全国卷Ⅲ，第32题节选）玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。

（2）现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律。写出两种验证思路及预期结果。

【答案】（2）思路及预期结果：

①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

③让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

④让籽粒饱满的玉米和籽粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。

【解题思路】第一步：获取信息、发现和分析问题。据题干可知其目的是利用玉米的籽粒饱满与凹陷设计实验来验证分离定律的两种思路，结合所学知识，可采用自交、测交的方法来验证分离定律，但题干并没有注明玉米饱满与凹陷的显隐性关系和基因型。

第二步：提出问题、做出假设。①若饱满的玉米为显性纯合子；②若饱满的玉米为显性杂合子；③若饱满的玉米为隐性纯合子，凹陷的玉米为显性纯合子；④若饱满的玉米为隐性纯合子，凹陷的玉米为显性杂合子。

第三步：制订方案进行演绎推理。

方案一：先杂交，不能确定再自交。

饱满和凹陷的玉米植株杂交得到F1，统计F1性状及分离比，①若饱满的玉米为显性纯合子，F1全为饱满的玉米，则不能验证，让F1的个体自交，得到F2，统计F2性状及分离比，饱满∶凹陷=3∶1则可以验证；②若饱满的玉米为显性杂合子，F1的饱满∶凹陷=1∶1可以验证分离定律；③若饱满的玉米为隐性纯合子，凹陷的玉米为显性纯合子，F1全部为凹陷，则不能验证，让F1的个体自交，得到F2，统计F2性状及分离比，饱满∶凹陷=1∶3则可以验证；④若饱满的玉米为隐性纯合子，凹陷的玉米为显性杂合子，F1的饱满∶凹陷=1∶1则可以验证分离定律。

方案二：先自交，不能确定再杂交后自交。

饱满与凹陷的玉米植株分别自交，统计各自交后代性状及分离比，①若饱满的玉米为显性纯合子，其自交后代均为原亲本性状，选自交子代个体杂交，F1自交，得到F2，若F2中为饱满∶凹陷=3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；②若饱满的玉米为显性杂合子，饱满的玉米自交后代为饱满∶凹陷=3∶1的性状分离比，则可验证分离定律；③若饱满的玉米为隐性纯合子，凹陷的玉米为显性纯合子，其自交后代均为原亲本性状，选自交子代个体杂交，F1自交，得到F2，若F2中为饱满∶凹陷=1∶3的性状分离比，则可验证分离定律；④若饱满的玉米为隐性纯合子，凹陷的玉米为显性杂合子，凹陷的玉米自交后代为饱满∶凹陷=1∶3的性状分离比，则可验证分离定律。

第四步：组织语言（略）。

第五步：反思总结（略）。

要落实和发展学生的学科核心素养需要学生在真实的情境中发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。教学中要以学生为主体，通过自主合作探究的模式、优化课堂（三个转变等）的模式来对学生的观察能力、获取信息能力、提出问题的能力、制订并实施方案的能力、获取证据或数据的能力、表达和交流能力等的培养，让学生的思维能力得到大大的提升，落实立德树人的教学根本任务。