基于教学评一致性的生物学科学读写教学

尹盼

［摘要］ 在课堂教学中明晰学科育人的达成度，离不开对“教学评一致性”理念的深化与践行。以生物学科学读写教学为手段，展示与暴露学生的学习状态，着力实现教学评一致性。研究在课例实践中创生了任务线索式科学读写、显性推理式科学读写、应用进阶式科学读写的三类范式，分别用于实现评价驱动过程、评价纵深思维与评价促进迁移。

［关键词］ 教学评一致性；高中生物学；科学读写；表现性评价

《普通高中生物学课程标准2017年版（2020年修订）》（以下简称“新课标”）提出要充分体现生物学的学科特点和育人价值，要求从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的核心素养；同时倡导以评价促进学生的学习和发展，促进生物学学科核心素养的形成。可见，教学评一致性要求“教师的教”“学生的学”“学得怎么样”三位一体，三者围绕同一教学目标展开，教学目标是课堂教学的根本导向，是教学活动的灵魂，是教学规划、学习活动和评价方案设计的核心。为了达成教学目标，教师应适时提供素材或组织相关活动。贯穿整个教学过程的评价任务能够检验教与学的环节是否真实达成了教学目标。“科学读写”是一种通过阅读科学文本获取科学信息，并通过表达分享学习成果的方式。教学评一致性的课堂中，科学文本是教学载体，科学阅读是学习手段，科學写作是评价体系。在教学过程中，教师通过创设相关情境，提出科学问题，让学生通过对科学文本的阅读、关键信息的提取、科学问题的思考建立对科学概念的深度理解。而学生则在运用理论知识解决现实问题的科学信息提取与写作过程中，能深层次地评价教与学的真实效果，落实生物学学科核心素养。

一、评价驱动过程的任务线索式科学读写

基于教学评一致性的课堂教学，要求以贯穿教与学的评价任务来衡量和促进教学目标的达成，即以评价驱动学习过程，以评价判断教学目标达成情况。任务线索式教学过程中可以利用适配的科学情境资料构建清晰自然的课堂教学线索，依据科学情境资料设置多个相互关联的评价任务，学生在分析、解决前一任务过程中获得的知识或思维方式可用于解决后一个评价任务。环环相扣，使教学过程流畅而富有生机，学生在任务线索贯穿的科学读写过程中进阶性地达成预设的教学目标。

例如，在“细胞膜流动镶嵌模型的理解”教学过程中，根据新课标要求，结合学情设定教学目标：根据磷脂分子的特点，理解细胞膜以磷脂双分子层为基本骨架是与膜两侧都是水溶液的环境相适应的。进而理解细胞膜的组成成分、结构是与细胞膜承担控制物质进出、参与细胞间信息交流的功能相适应的。首先，教师提供磷脂分子的结构和科学家哥特、格伦德尔的实验及其推断。联系“细胞内外都是水环境”的事实，请学生思考并画出细胞膜中两层磷脂分子的排布情况，并作解释。教师追问：根据细胞膜上磷脂分子的排布情况你能分析细胞膜为什么能使细胞与其生活的环境分隔开吗？引导学生结合欧文顿的实验，进一步推测出“磷脂双分子层内侧是磷脂分子的疏水端，允许亲脂性的物质自由通过，而亲水性的物质不易通过，因此起到屏障作用，将细胞与其生活的环境分隔开”。

［设计意图］学生通过对教材中科学材料的阅读，自主推测出细胞膜中磷脂分子的排布方式并绘制出细胞膜中两层磷脂分子的排布图，提高整合信息的能力；通过分析磷脂双分子层的排布方式与细胞内外均是水环境之间的联系，理解细胞膜以磷脂双分子层作为基本骨架是与细胞膜两侧都是水环境相适应的；通过理解磷脂分子的结构决定其具有屏障作用，初步建立生物学科核心素养中的结构与功能观；通过科学读写过程，体验到成就感，激发学习积极性和主动性。

接下来，教师提供四则关于细胞膜上蛋白质具体功能的科学材料。学生思考：细胞膜上的蛋白质有哪些功能？教材中“功能越复杂的细胞膜，其上的蛋白质种类和数量就越多”这一说法是否正确？结合细胞膜流动镶嵌模型的基本内容，说说细胞膜的结构与其功能之间有什么联系。

［设计意图］本环节中学生通过科学读写分析真实情境，归纳细胞膜上蛋白质功能具有多样性，理解、认同“功能越复杂的细胞膜，其上的蛋白质种类和数量就越多”。学生结合教材内容和资料，通过举例在细胞膜结构与功能之间建立联系，进一步理解细胞膜的组成成分、结构是与细胞膜承担控制物质进出、参与细胞间信息交流的功能相适应的，在强化认识细胞膜流动镶嵌模型的同时，进一步形成结构与功能相适应的生命观念。

最后，教师通过设置课堂练习，进一步评价学习情况。用磷脂双分子构成的脂质体可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在 中，脂溶性的药物被包在 （填“两层磷脂分子之间”或“脂质体内部”），为什么两类药物的包裹位置各不相同呢？如果在脂质体表面引入导向分子（蛋白质），它就能将药物定向运送到特定的细胞发挥作用。例如能识别特定癌细胞的特异性抗体，脂质体就可把药物定向输送到 细胞，从而可以避免 误伤。

［设计意图］这部分需要学生将学习的知识进行整合，强化细胞膜结构与功能相适应的生命观念与科学思维。将教材知识迁移、应用到解决社会现实问题中，既能开阔学生视野，又能为学生的学习指引方向，激发学生的社会责任感。

二、评价纵深思维的显性推理式科学读写

显性推理式科学读写的一般流程，是运用已经习得的科学概念或科学事实，在特定问题情境中按照一定的逻辑规律进行推理，通过对推理得到结果的概括，深度理解科学概念或事实，再基于推理习得的规律思考、解释新情境中的科学问题。如此，在教学过程中完成科学思维能力的训练，潜移默化地达成教学目标。

例如学习“基因突变”一节，为达成“通过归纳与概括等科学思维过程深入理解基因突变的概念，进一步理解其所引起的遗传效应，形成结构与功能相适应的生命观念”的目标设计了整个教学。教师展示血红蛋白基因的碱基序列片段“—GTGCATCTGACTCCTGAGGAG—”，学生根据基因突变的概念完成表格并小组讨论，分析基因片段中发生碱基的“替换、缺失和增添”这三种情况对基因碱基序列的影响程度。

［设计意图］学生通过自主探究活动更能理解、明确基因片段中发生碱基的替换、缺失或增添都会导致基因结构发生改变，从而强化对基因突变概念的理解。通过学生自主完成表格的情况，检测学生对基因表达过程的理解与应用情况。每个学生选择的突变位点可能存在差异，这样就能顺利总结出由基因突变造成的情况：对基因碱基序列的影响程度，对基因表达产物中氨基酸序列的影响程度。

基于学生的学习成果，提出问题：某基因发生突变之后导致该基因表达出的多肽链变短了，原因可能是什么？教师适时引导：如果该血红蛋白基因片段中第4号位的碱基C缺失，表达得到的mRNA序列和氨基酸序列分别是什么？由此推理过程，学生可以顺利回答出是由于基因突变导致终止密码子提前出现，翻译提前终止，最终导致合成的多肽链变短。教师继续追问：基因突变一定会导致多肽链中氨基酸序列改变吗？这时，学生根据前面所学知识，可以较容易地解释是由于“密码子的简并”，突变之后的新密码子决定的氨基酸种类未改变，最终表达出的多肽链氨基酸序列不变。最后，阅读教材中“镰刀型细胞贫血症”的致病原因，加深对基因的结构与功能相适应的理解。

［设计意图］本环节基于学生对基因表达的科学内容推理，帮助学生自然理解和接受基因突变会导致基因中碱基序列发生改变，进而对基因表达产物产生相应的影响，训练了学生的科学思维。通过“镰刀型细胞贫血症”的病因分析，进一步让学生明确：基因突变导致基因中碱基改变，进而导致蛋白质的结构异常，生物体遗传性状发生改变，从而形成结构与功能相适应的生命观念。整个过程多是让学生自主探究和合作讨论，有助于提高学生自主学习的兴趣和自信心，同时提高学生的积极合作意识和合作能力。

三、评价促进迁移的应用进阶式科学读写

在课堂教学中应用迁移科学理论知识，就是要让学生拥有在真实情境中解决问题的能力，即将学习过程中获得的知识、方法和思维方式应用于新的学习活动和解决真实情境的问题，甚至迁移到其他学科和领域中解决综合性问题。将真实的情境与习得的教材中的科学知识作为科学读写的材料，加深对知识和方法的理解，提高分析问题和解决问题的能力。然后，让学生将所学内容迁移到新的情境中。

在“探究環境因素对酶活性影响的实验”教学设计中设置的教学目标：进一步学会控制自变量，观测因变量，设置对照实验，并将这些方法和技能应用到其他的探究活动。首先，教师提供生活化情境：有的时候面对好吃的大餐可能会忍不住嘴馋，导致胃胀等消化不良的情况，这时可以通过服用多酶片来促进消化道中食物的消化分解；国家药品监督管理局对其服用要求：整片吞服，切勿嚼碎。提供科学资料：多酶片是双层糖衣，其中有胃蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶和胰蛋白酶；人体消化道各部分的溶液pH。提问学生：根据教材所学知识，思考服用多酶片时为什么不能将多酶片嚼碎？由此，引出探究pH对酶活性的影响实验。进一步提出问题：多酶片中存在蛋白酶，那么可否用蛋白质作为反应底物来设计实验探究？

［设计意图］用贴近学生生活的真实情境引入对科学问题的探讨，容易吸引学生的注意力，提高探究的积极性。学生根据资料已经知道多酶片中能够催化蛋白质水解的酶有胃蛋白酶和胰蛋白酶，且两种酶的最适pH相差较大；同时在前面课程的学习中已经了解到“酸既能催化蛋白质的水解，也能催化脂肪的水解，还能催化淀粉水解”。探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是反应体系的pH，酶的种类等属于无关变量，应保持相同且适宜，所以不能用蛋白质作为反应底物来设计实验探究pH对酶活性的影响。这样的设计能够让学生充分回归教材，整合教材中零散的科学内容，并应用到现实科学问题的解决中，训练学生的科学思维。

根据温度也可以判断酶的活性。小组合作讨论：可否用多酶片来探究温度对酶活性的影响？你选择什么材料作为反应的底物？如何保证酶和底物一开始就在你设定的某一温度下开始反应？你准备选择哪些温度来进行本实验？本实验的无关变量有哪些？如何保证实验过程中无关变量相同且适宜？如何保证反应开始时酶和底物都处于相同的实验温度下？如何检测因变量？基于以上问题写出实验设计思路，并预测实验结果。本环节中，教师重点关注学生对酶和底物的温度控制方法，发现大部分学生都不知道如何描述或者设计的方法不理想。比如，有学生认为先在低温下将酶和底物混合，然后放入设置好相应温度的恒温水浴锅中进行实验。教师继续追问“当你在低温下将酶与底物混合后，酶和底物能不能发生反应？”提醒学生在低温条件下酶的活性很低但是并没有失活，酶和底物是可以发生反应的。在教师的引导下，学生自然都能想到，为了保证实验结果一定是由设置的温度条件影响产生的，就应该先将酶和底物在设定的温度下分开保温，再混合开始反应。有的小组在本实验中选择了淀粉作为反应的底物，用斐林试剂来检测实验结果，有小组同学主动发现了问题，提出用斐林试剂检测时需要水浴加热，会影响实验的结果。此时，教师利用这个问题作为课后作业，让同学们思考“用淀粉和淀粉酶作为实验材料探究温度对酶活性的影响”实验，不能用斐林试剂来检测，设计一个可行的实验探究思路。

［设计意图］本环节中，学生基于真实情境设计科学探究实验，选择合适的实验材料，进一步学会控制变量，设置对照实验。在具体问题中，学生认识到由于酶的催化作用具有高效性，所以酶和相应的底物一旦混合就会迅速发生化学反应，因此需要考虑到在酶和底物混合前就将酶和底物分别在相应实验温度下保温处理。根据新的问题让学生进行新的探究实验，以期学生将习得的科学探究思维运用到解决新问题中。

［参考文献］

［1］崔允漷，夏雪梅.“教—学—评一致性”：意义与含义[J].中小学管理，2013（01）.

［2］董清，丁奕然.以科学读写践行深度学习的生物学教学研究[J].天津师范大学学报（基础教育版），2021，22（01）.