学科核心素养理念下的高中生物复习教学重构——以“探究香蕉成熟过程中物质变化实验”为例

（绍兴鲁迅中学 浙江绍兴 312030）

1 基于学科核心素养理念的教学重构

1.1 高中生物复习教学现状

在高中生物复习教学过程中，部分教师常常简单地将复习教学理解为巩固基础知识，按照教材章节顺序总结和梳理知识考点，在课堂中逐点回顾生物学的基本概念、原理等，忽略不同课时、不同单元、不同学期、不同模块间的知识关联和能力发展，导致学生思维受限，无法形成生物学的全局观念，课堂也逐渐演变成复习笔记抄写课。学生依靠死记硬背和反复练习学习生物，对知识的迁移和运用能力薄弱。

此外，复习课堂呈现固定的“知识梳理、习题讲评、作业布置”的模式，缺乏有效的教学情境、忽略创造性的教学设计。教师上课枯燥无味、缺乏激情，学生机械抄写、丧失热情，师生互动基本为零。在这种复习课下，学生认识问题，思考问题的方式并没有发生实质的改变，无法培养主动思考、自主探究的能力，不利于生物学学科核心素养的发展。如何打破传统的复习教学模式，提高复习效率，培养生物学科核心素养，对教师而言是个巨大的挑战。

1.2 教学重构的概述

教学重构是指在理解教学内容的基础上，选择、整合、优化和开发其他教学资源，对学生进行引导、组织以及交流合作，使教学更能适应具体教育和教学情境。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出生物学学科核心素养包含生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个方面，教师在构建课堂内容时要以发展学生生物学学科核心素养为宗旨，精选课程内容，落实生物学课程的育人功能。核心素养理念下的中学生物复习教学重构，从学生的角度出发，将课程知识目标达成与学科核心素养发展相统一。教学设计打破教材原有的编排次序，根据知识的内在联系和学生的认知规律，跨单元、跨模块设计教学内容；教学内容有机结合生活经验、探究实验、图文资料，引导学生积极思考，主动探究；教学过程的开放性和可塑性更大，留给学生更多的拓展空间，激发以探究为主的主动学习；教学活动增加和完善生物学实验教学，重视定量实验，教师要鼓励学生参与实验设计。中学生物复习教学重构课程帮助学生多角度巩固理论知识，多方向应用实验技能，促进学生生物学学科核心素养的发展。

2 学科核心素养指导下的教学重构设计案例

“探究香蕉成熟过程中物质变化实验”案例（图1）融合了细胞的物质组成及功能、活动“检测生物组织中的糖类和蛋白质”、光电比色法定量检测物质含量、植物激素的作用、果胶及果胶酶、色素等知识点，跨越“分子与细胞”“稳态与调节”“生物技术与工程”等模块，将学生已学的知识融会贯通，搭建内在联系，以新的情境完成生物知识的复习。

图1 “探究香蕉成熟过程中物质变化实验”案例

2.1 创设真实情境，树立生命观念

浙科版高中生物《必修1·分子与细胞》教材中“检测生物组织中的糖类和蛋白质”实验以稀释蛋清液、马铃薯匀浆、白梨汁为实验材料，检测生物组织中的蛋白质、淀粉、还原糖。在实际教学过程中，学生机械记忆课堂所学知识，常常形成错误认知，认为“稀释蛋清液中只有蛋白质，马铃薯匀浆只有淀粉，白梨汁中只有还原糖”。这种错误认知的产生归根结底在于学生缺乏基本的生命观念，无法理解生命现象及其内在规律。

复习时，教师需要带领学生准确建立起对生命现象及内在规律的概括性理解和整体性认识，通过教学重构，设计新的课堂教学情境，将学生以往所学的具体知识和真实活动有效结合，吸引学生的专注力，引发学生独立思考，对学生原有的认知造成冲击，从而使学生充分感悟生命的本质。

通过一系列问题情境，学生在香蕉果实成熟这个过程中体会到每个生物体中都含有各种物质，感悟细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础，从而了解生命的物质性和生物界的统一性，培养结构与功能相适应的生命观。学生通过探究果实成熟过程中物质变化的情况，以及植物激素在该过程中的作用，直观体会生命是一个动态变化的过程，生命活动的进程中会受到多种因素的调节。此外，教师结合真实生活情境的直观感受，引导学生思考香蕉成熟过程中的其他变化，如色素变化对果皮颜色的影响、果胶含量对果实硬度的影响等，产生新的问题并解决。这个过程使学生明白一个生物体的生长或者衰老，并不是单一物质的局部改变，而是各种成分和结构的相互协调共同影响，从而培养学生从部分和整体多角度看待各种复杂的生命现象，探索背后的生命规律。

2.2 拓展课本活动，完成科学探究

生物学是一门以实验为基础的自然科学。在生物学复习教学中教师应致力于提升学生的知识水平和实验技能，要求学生能够基于已学的实验原理、方法、技术解决新的问题，培养科学探究能力。

以“检测生物组织中的糖类和蛋白质”为例，这是一个简单的定性实验，复习过程中，若拘泥于原有实验，重复实验原理和方法，不利于学生的自主探究和实验设计等能力的培养。教师通过教学重构，在原有实验的基础上，拓展成定量探究实验，对学生的实验设计思维、实验操作技能、数据分析能力以及团队合作提出了更高水平的要求。

有机物的定量测定使用的是浙科版选修1学习的光电比色法，结合高中生物有机物检测的显色反应，即可测定特定物质的含量。例如，可使用碘-碘化钾溶液作为显色剂使淀粉变色，通过比色计测定光密度值，根据标准曲线确定淀粉含量。该教学设计基于学生已掌握的方法，强化实验原理及操作，实现了知识的迁移与应用。

定量实验的工作量较大，需要团队合作共同完成。学生以小组为单位，自主讨论明确实验方案并实施，充分锻炼了实验设计、实验操作能力，培养了团队合作、科学探究精神。最后，小组以表格、曲线图、柱状图、文字陈述等多形式呈现实验结果，各小组之间相互讨论评价，培养处理分析实验数据并用准确的术语和图表展示实验结果的能力。组间相互交流评价，并对有差异的实验数据展开思考讨论。此时，教师要注意引导学生进一步完善，帮助学生更好地培养科学探究能力。

2.3 构建知识网络，发展科学思维

“探究香蕉成熟过程中物质变化实验”教学重构案例以香蕉果实成熟为切入点，将表面上互不相关的概念，通过深入挖掘内在联系，构建不同模块间生物学知识的网络，帮助学生建立对复习内容清晰牢固的认知系统，为培养学生科学思维做好铺垫（图2）。

图2 “探究香蕉成熟过程中物质变化实验”知识概览

其中，教师利用香蕉味道变化这一生物学事实，启发学生思考香蕉果实成熟中糖类和蛋白质含量变化情况，作出合理假设，并验证实验。基于该实验结果，教师引导学生进一步思考讨论并提出新的问题：香蕉成熟中颜色和硬度上会有哪些变化？这些改变是由哪些物质变化引起的？如何验证自己的猜想？这样可以促使学生运用日常观察体验、已有的生物学知识、证据和逻辑进行探讨推理，通过科学探究、资料收集等完成论证，完成探讨阐释生命现象及规律的过程，逐步发展科学思维（图3）。

图3 基于生物学事实和证据归纳与推理的教学环节设计

生物学内容并非独立的，而是彼此验证、互相补充。“成熟的果实中会产生乙烯，乙烯可以促进果实成熟”这是学生已有的知识。针对“乙烯具体是如何起作用”这一新问题，学生结合成熟的果实中的一系列变化，运用科学思维方法展开归纳、概括和推理，提出“乙烯通过影响酶的表达和活性起调节作用”的假设。教师通过提供文献资料，对学生的猜想给予评价佐证，从而培养学生依据科学事实进行假想推理的能力，发展学生的生物学学科核心素养。

2.4 理论付诸实践，承担社会责任

生物学课堂并不仅仅局限于课堂理论的学习、思维的训练、技能的培养，最重要的还是要能在现实生活中用科学的观点、知识、思路和方法来解决实际问题，促进学生形成社会责任意识。

本案例培养了学生的物质检测和定量的实验技能，探讨了植物激素乙烯在果实成熟中的调节作用。课外实践时，学生可以结合自身所学，将理论付诸行动，承担社会责任。例如，不同食品中各类有机物的种类无明显差异，但含量千差万别，学生通过学习掌握不同生物的有机物含量情况，结合“中国居民膳食指南”尝试搭配营养膳食方案，帮助家人搭配合理膳食增强免疫力、预防慢性疾病、保障身体健康，成为家庭的营养搭配师。另外，食品安全关系生命健康，“毒奶粉”、染色食品、变质食品等问题层出不穷，学生可以结合物质检测方法，收集新型食品检测技术在生产生活中应用的相关资料，分析并尝试提出日常食品检测的实践方案。除此之外，学生还可以基于乙烯在生产生活中应用的相关资料，分析植物激素和其他因素对植物生命活动的调节，尝试提出植物激素的生产实践方案。

3 教学重构案例的反思及启示

高中生物学教学内容细碎繁杂，知识点多，概念密集，在实际考试中注重考查学生的表达理解、知识迁移、科学探究、综合运用等能力。在核心素养理念下，如何重构一堂符合学生知识基础、心理特点和认识规律，同时保障知识的系统性和完整性的复习课堂，对教师提出了更高的要求。重构课堂时，教师首先以学生的发展出发，针对社会热点和学生认知薄弱点，梳理清晰准确的知识网络，挖掘深层根本的核心概念，冲击学生的惯性思维，弥补知识漏洞。其次，教师要融合多个模块，选择、整合、优化教学内容，在新情境中运用教学知识，转换学生思考问题、认识问题的角度，提高学生创新设计和迁移运用能力。此外，准确定位学生为主体的教学课堂，开展科学探究、模型构建、推理分析等教学活动，引导学生发现并解决未知问题、复杂问题，提高自主探究能力。教学过程还需同时强调团队合作和小组展示，建立多元化的评价模式，促进学生全面发展。