高中生物学教材“拓展应用”类习题的核心素养培养作用分析

张馨媛 井乐刚 张庆岭

人民教育出版社2019年出版的普通高中生物学教材中，每节都设置了1～5道“拓展应用”类习题。这类习题与社会生产生活实际联系密切，是对该节学习内容的拓展和应用，需要学生深刻理解所学概念和原理，充分调动自己的思维和灵感，综合运用多种探究方法和手段才能解答。学生在答题过程中，不但巩固了所学知识，锻炼了多种能力，思想意识也会受到很大触动。因此，这类习题是培养学生生物学学科核心素养的良好素材，教师应充分重视并合理利用。下文分析了该类习题在培养学生核心素养方面的重要价值，提出了教学应用建议，为一线教师提供参考。

1 形成生命观念

生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法，包括结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。很多“拓展应用”类习题有助于学生形成生命观念。

（1）结构与功能观。《必修1·分子与细胞》第32页第2 （3）题需要学生明确：每种蛋白质分子都有与其承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变，就可能会影响其功能。本题中，如果脑啡肽的氨基酸顺序发生改变，则不具有镇痛作用。因此，本题有助于引导学生树立结构与功能相统一的生命观念。

（2）进化与适应观。《必修1·分子与细胞》第96页第2题学生在前两问的基础上能够进一步认识到：人体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，既可以理解为漫长的生物进化史留下的印记，又体现了骨骼肌对剧烈运动时供氧不足的适应。该题能够使学生领悟到环境对生物的选择及生物对环境的适应，有助于其形成进化与适应观。

（3）稳态与平衡观。《选择性必修1·稳态与调节》第6页“拓展应用”中，学生通过查阅相关资料可以了解到，剧烈运动虽会使肌肉产生大量乳酸等酸性物质，但基本不会影响血浆的pH，原因在于血浆中HCO 3-、H 2 CO 3 等的缓冲作用以及机体的调节作用。该题能够加深学生对人体依靠自我调节机制维持内环境相对稳定状态的理解，有助于其建立稳态与平衡观。

（4）物质与能量观。《必修1·分子与细胞》第89页第一题需要学生明确：蛋白质等物质的合成是吸能反应，葡萄糖等物质的氧化分解是放能反应；许多吸能反应与ATP的水解相联系，由ATP水解提供能量；许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。该题能够使学生认识到能量的传递和利用需要以物质为载体，有助于其树立物质与能量观。

在日常教学中，教师应充分重视并深入剖析“拓展应用”类习题蕴含的生命观念，引导学生认识生物的多样性、统一性、独特性和复杂性，从而形成正确的生命观、自然观和世界观，并以此指导探究生命活动规律，解决实际问题。

2 发展科学思维

科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力；主要包括归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等思维方法。“拓展应用”类习题非常有助于发展学生的科学思维。

（1）归纳思维。《必修1·分子与细胞》第8页第一题，需要学生明确归纳法的概念和分类、不完全归纳法的概念及应用注意事项。该题通过让学生列举实例，能够加深其对不完全归纳法的理解和认识，有助于发展学生的归纳思维。

（2）概括思维。《必修1·分子与细胞》第89頁第二题，要求学生在与葡萄糖比较的基础上，概括出ATP作为能源物质的特点。该题既锻炼了学生的比较能力，也有助于培养其概括思维。

（3）演绎思维。《必修1·遗传与进化》第8页第2（2）题，需要学生理解分离定律是生物遗传中普遍遵循的规律，马毛栗色和白色这对相对性状的遗传同样遵循这一定律。学生在运用分离定律解答该题的过程中，发展了从一般到个别的演绎思维。

（4）推理思维。《选择性必修1·稳态与调节》第75页第2题，需要学生明确：流感是否会大规模爆发，既与流感病毒的变异大小有关，也和易感人群机体的特异性免疫（包括二次免疫）力高低有关。该题通过将推理过程补充完整，训练了学生的推理思维。

（5）模型思维。《必修1·分子与细胞》第85页第1题，展示了可以解释酶专一性的模型。该题需要学生仔细观察模型的特征，准确理解模型的意义，锻炼了学生运用模型来解释生物学原理或规律的思维能力。

（6）建模思维。《选择性必修2·生物与环境》第6页第1题，要求学生运用标记重捕法估算池塘中的鲫鱼数量。学生需要先根据题目中的已知数据建立数学模型，再用其计算种群密度，此过程发展了学生的建模思维。

（7）批判性思维。《必修1·分子与细胞》第36页第（1）题，要求学生根据所学知识，对核酸保健品广告中使用的三段宣传语进行评析，指出其中的逻辑漏洞。

在解答该题的过程中，学生的批判性思维得到训练。

（8）创造性思维。《选择性必修3·生物技术与工程》第8页第3题，需要学生明确果醋的制作原理和方法步骤，以及发酵装置的结构组成和技术要求。该题通过让学生对已有发酵装置进行改进，促进了学生创新思维的发展。

在日常教学中，教师应充分重视“拓展应用”类习题对学生科学思维发展的重要作用，指导学生养成科学思维的习惯。在讲解这类习题时，可以通过设计问题串引导学生深入思考，也可以让学生以学习小组为单位进行讨论交流，互相启发，合作解决问题。

3 提升科学探究能力

科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力；既包括科学问题的提出和解决能力，也包括工程学任务的完成能力。很多“拓展应用”类习题非常有助于提升学生的科学探究能力。

（1）探究科学问题。解答《必修1·分子与细胞》第80页第三题第一问，学生不但需要具备蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应的知识，还要知道仪器选择、样品溶解、溶液配制、试剂加入、现象观察等实验步骤，以及试剂用量、加入顺序等操作细节。第二问涉及生物学科学史的内容，引导学生思考萨姆纳之前的科学家鉴定酶本质时遇到的困难，以及萨姆纳取得成功的原因。该题有助于培养学生的实验设计和实施能力，提高解决科学问题的能力。

（2）完成工程任务。《选择性必修1·稳态与调节》第55页第二题，要求学生为胰岛素分泌不足的糖尿病患者设计一个随身携带的“人工胰岛”。学生不仅要考虑胰岛素注射时间、剂量和速度的调控，还要思考材料选择、生产成本、使用的安全性、携带的方便性、外观的可受性等工程学问题。该题有助于增强学生的工程意识，提高其工程设计能力，激发其好奇心、求知欲和创新力。

在日常教学中，教师应引导学生充分重视“拓展应用”类习题对科学探究能力的培养作用，认真完成并深入思考，不断提升资料查阅、现象观察、方案设计、问题解决、表达交流等科学探究能力。教师要引导学生认真阅读教材中的科学史料，从中领悟科学探究思想，学习科学探究方法，掌握科学探究步骤。选择性必修模块中的工程实践类习题较多，教师可以让学生以学习小组为单位，互相启发交流，共同研究探讨。

4 增强社会责任意识

社会责任是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力；包括关注、参与讨论并理性解释社会议题，尝试解决现实生活问题，保护生态环境，做健康中国的促进者和实践者。很多“拓展应用”类习题能够培养学生的社会责任感。

（1）关注、参与讨论并理性解释社会议题。《选择性必修1·稳态与调节》第80页“拓展应用”题，要求学生从免疫调节角度，对新冠肺炎疫情中的一些生物学问题进行解释，引导学生以实际行动参与公共卫生治理和突发重大传染病防控。该题有助于培养学生以造福人类的态度和价值观，积极运用生物学的知识和方法，关注社会议题，参与讨论并作出理性解释的社会责任意识。

（2）尝试解决现实生活问题。《选择性必修1·稳态与调节》第109页第二题，要求学生基于对环境因素参与植物生命活动调节的认识，提出让昙花白天开花的措施。该题有助于培养学生结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活问题的社会责任意识。

（3）形成生态意识，保护生态环境。《选择性必修2·生物与环境》第88页第一题，通过让学生列举两个做自己力所能及事情以响应低碳生活号召的例子，引导学生绿色出行、节约水电、避免浪费。该题有助于学生形成生态意识和节约理念，参与环境保护实践活动。

（4）做健康中国的促进者和实践者。《选择性必修1·稳态与调节》第40页第二题，通过让学生了解熬夜影响睡眠，影响神经系统发育，降低机体免疫力等的危害，引导学生主动向他人宣传关爱生命的观念和知识，崇尚健康文明的生活方式，成为健康中国的促进者和实践者。

在日常教学中，教师应充分利用“拓展应用”类习题素材，善于发现、深入挖掘、合理利用其中蕴含的社会责任教育元素，结合生产生活实际，联系学生日常行为，引导学生从小事做起，从身边做起，把社会责任内化于心、外化于行。

“拓展应用”类习题是发展学生核心素养的重要载体，教师应加强重视并充分利用。尽管这类习题多数是主观题，且具有一定的难度和开放性，教师也应尽量给学生布置并认真检查其完成情况。在课上，教师不仅要帮助学生分析作答错误或不完整、不准确、不全面的原因，更要引导学生认真领会，深入思考，仔细探究，学以致用。教师可以通过代表发言、个别提问、作业展览等多种方式，把学生的作答情况分享给全班同学，并给予适当点评，以激发学生的学习热情，潜移默化地提升学生的核心素养。

參考文献：

［1］中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020：6.

［2］赵占良.对生物学学科核心素养的理解（三）——科学探究与实践［J］.中学生物教学，2020 （05）：4-7.