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基于核心素养的高中生物教学

2023-01-11李永团

陕西教育·教学 2022年8期
关键词:生物学科克隆核心

李永团

当前,核心素养概念的提出,引发了基础教育学科教学的重要变革,用核心素养来引导学科教学,并在此基础上进一步深化课程改革,既是课程专家关注的内容,也是一线教师努力的方向。可以肯定的是,随着教育的不断更新发展,目前单纯的学科知识教学已经不能满足时代的需要,超越对传统知识教学的理解,人们越来越意识到培养学生核心素养的重要性。相应的,在此基础上,高中生物教师在教学中培养学生的核心素养显得尤为重要,而如何在教学中有效培养学生的生物核心素养,就成了我们当下需要思考的问题。

思考并回答这个问题,最基本的逻辑应当是先学习相关的理论,例如关于核心素养的一些权威解释,以及关于生物学科核心素养的相关解读等。在具备了一定的理论认识之后,还要在教学实践的过程当中去理解这些理论,以寻求理论与实践更为紧密的结合。当然对于一线教师来说,理论的学习更多的是为了服务于实践,对实践案例进行相关的分析才是教学研究的主题。基于这样的认识,笔者在核心素养的视角下,对高中生物教学进行了相关探究,现以人教版“基因指导蛋白质的合成”教学为例,谈一些浅见。

一、核心素养引领高中生物教学新走向

从宏观的视角来看,核心素养概念的提出不是偶然的,而是具有一定背景的。从高中生物教学的角度来说,在我国教育体制的改革过程中,我们追求的是高中生物的课程体系进一步完善,并在此基础上提出了基于核心素养下的课程教学实践要求,这就需要教师转变传统高中生物的课程教学和学习理念。转变的方向,自然也就是用核心素养去引领高中生物学科的教学,这里可以通过对“基因指导蛋白质的合成”教学作以说明。

传统视角下的“基因指导蛋白质的合成”教学,追求的是学生对本节知识的掌握与运用,相应的教学途径是知识的讲授与习题的训练。于是,遗传信息的转录、翻译等,自然也就成为教学的重点,而教师为了强化这一重点,就会结合“为什么RNA适于做DNA的信使”“DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的”等问题,教师进行详细的讲解,然后再结合相关习题来巩固学生的认识。很显然,这样的教学思路是典型的知识导向教学思路,应当说在应试背景之下,这样的教学思路是最能够提升学生的解题能力的。核心素养概念的提出,明确了包括生物学科在内的教学,要超越纯粹的知识学习与运用,面向必备品格与关键能力的培养,面向生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等核心素养的落地。

因此,核心素养导向下的高中生物学科教学的设计,就应当有质的变化。笔者认真思考之后,确立了这样两个教学重点:一是从宏观的生命现象到微观的科学探究。生物学科核心素养的首要因素就是生命观念,生命观念是关于对生命的认识,生命是一个宏观现象,也是生物学科不同于其他学科的本质所在。要培养学生的生命观念,就一定要从宏观的生命现象入手,让学生去体悟生命现象,提出相关问题。有了问题的驱动,科学探究的大门也就打开了。二是在科学探究的过程中,培养学生的理性思维和社会责任。“基因指导蛋白质的合成”这一节的知识是学生比较感兴趣的,尤其是其中涉及的一些知识素材,如克隆等,都是学生乐于探究的话题。教学实践表明,学生在初步探究的时候,往往关注的是克隆这一宏观话题以及微观的基因、基因指导蛋白质的合成(包括现象与内在机制)等知识,而对于克隆引起的社会问题以及伦理问题等,则缺乏有意识的关注。这个时候教师就需要引导学生,让学生站在社会的角度去理性思考这一话题,如此才能培养学生的理性精神和社会责任。

比较上述两种不同的教学思路,可以发现在核心素养的视角之下,生物学科知识的教学既能保证学生有效地建构知识,也能培养学生的核心素养,因此教师可以让生物课堂表现出一种新的样态。相应的,在具体的教学实践过程中,我们应当努力实现用核心素养来引导教学。

二、基于核心素养培育的生物教学实践

核心素养的落地肯定发生于具体的教学过程,这样一个教学过程应当保证一定的情境性。基于核心素养的高中生物情境教学强调在具体的情境教学中融入核心素养,要努力突出生物学特色,并有效释放师生潜能,只有这样才能培养学生的生物学核心素养。具体到教学情境设计过程中,如有效的策略侧重探究性教学情境设计、直观性教学情境设计、问题性教学情境设计等。有了前进的支撑,再加上科学的探究过程,一个核心素养引导下的生物课堂教学实践,就从理论走向了现实。

例如,结合上面对“基因指导蛋白质的合成”这一教学内容,情境的创设与科学探究的开展,可以重点设计两个支撑点:一是情境素材的选择与情境的创设。选择以学生熟悉的《侏罗纪公园》中的素材来创设情境,对于高中学生来说,是一个合适的策略。这一情境背后的生物学科知识,主要体现在“复活的恐龙是科学家利用提取出的恐龙DNA分子培育繁殖而来的”之上。在生物学视角下,我们提出问题:利用已灭绝的生物DNA分子,真的能够使灭绝的生物复活吗?而这个问题背后的问题是:DNA携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的?而这个问题之所以被提出,是因为基因作为有遗传效应的DNA片段,其主要存在于细胞核当中,但是蛋白质的合成又是在细胞质中进行的。这样一个“矛盾”的存在,使得上述问题的提出成为可能。二是科学探究过程的开展。提出问题之后就要展开探究,探究过程中的两个核心环节是:“为什么RNA适于做DNA的信使?”“DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的?”对于前一个问题,关键在于让学生认识细胞当中存在一个充当信使的物质,这就是RNA。在探究的过程中,教师要向学生介绍RNA的分子结构及其功能——由核苷酸这一基本单位连接而成的;含有四种碱基的核苷酸是可以储存遗传信息的;组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖;RNA的碱基组成中没有碱基T……

对于后一个问题,探究的过程主要体现在“转录”概念的建立上。所谓转录是指RNA在细胞核中以DNA的一条链为模板进行合成。教师可以借助现代教學手段,给学生呈现细胞合成某种蛋白质的时候,编码这个蛋白质的一段DNA双链解开,双链的碱基得以暴露。于是细胞中游离的核糖核苷酸与转录DNA上的一条链的碱基互补配对,在RNA聚合酶的作用下连接形成一个mRNA分子……当这一机制被学生认识之后,他们基本上也就能理解遗传信息的转录了。

在探究“遗传信息的翻译”时,我们也可以采用类似探究思路。当学生理解了“基因指导蛋白质的合成”之后,他们就会回顾最初情境中“恐龙复活”的那个例子,然后有学生提出关于“人的克隆”等相关话题。此时,教师应当让学生结合自己的学习收获,先从生物学科的角度对动物的克隆进行判断,然后去对“多利绵羊克隆”进行分析。最后思考:从技术的角度看,人的克隆有没有问题?从社会的角度看,人的克隆有没有问题?将技术放在社会的视角之下,学生自然会考虑更多的因素,于是学生的思维变得理性起来,所得出的结论也更符合科学与人文的需要,而这无形当中也培养了学生的社会责任认识。

三、高中生物教学中核心素养培育前瞻

通过对上述教学过程的评价,可以发现有了情境的创设与科学探究的演绎,学生对这部分知识的掌握是非常牢固的。尤其是这样的一个探究过程,使得学生所掌握的知识不是零散的,学生不需要通过死记硬背去理解这些知识。在解题过程当中,当学生遇到类似于“根据肽链的氨基酸顺序,如甲硫氨酸——丙氨酸——亮氨酸——甘氨酸,写出确定的RNA碱基序列”这样的问题时,学生能够顺利作答。这说明这样的教学没有影响学生解题能力的形成。与此同时,学生的生物学科核心素养得到了有效培养。在情境中对生命现象的分析可以培养学生的生命观念,科学探究的过程当中培养了学生的理性思维,对一些问题的讨论与探究培养了学生的社会责任感。这样的教学过程,可以说是传统教学与核心素养培育两不误。

因此对高中生物学科教学进行前瞻性思考,可以得出这样的结论:随着新课改的进一步深化,核心素养逐渐成为教育界的热点词汇。生物作为高中教学中的重要学科,教师不仅要注重生物知识的讲解,而且还要注重培养学生的学科核心素养。只有树立这种意识,并且落实到具体的实践中,核心素养培育的目标才能有效达成,生物学科的教学也才能够迎来一个新的发展空间。

作者单位   陕西省西安市碑林教师进修学校

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