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基于核心素养的高考生物复习思考

2023-07-26王德枝

高考·上 2023年5期
关键词:复习基因突变核心素养

王德枝

摘 要:复习对于高考的重要性不言而喻。本文以“基因突变和基因重组”复习为例,主要从复习依据、复习模式和复习反思三个方面出发,阐述了对高考生物复习的一些教学实践。实践证明,依据新高考试题特点,高考生物复习应尽量以情境为复习载体,教学中侧重对学生生物学基础知识的掌握,帮助学生构建整体生物知识网络,在情境中发展学生生物学核心素养是极其有效的复习模式。

关键词:复习;基因突变;基因重组;核心素养

基于发展核心素养的复习课,教师需要帮助学生构建知识框架,建立知识间的联系,不断以核心素养培养为复习目标,真正实现素质教育,促进学生成长为符合社会需要的人才。复习时,设计情境任务能突出学生学习的主体地位,体现了教师教学的主导性。完成任务过程中,学生逐步自主建构完成任务所需的必备知识和观念,寻找完成学习任务所需的方法,逐步形成个人终身发展所需的关键能力、必备品格。

一、高考生物复习的依据

新高考生物命题主要依据《普通高中生物学课程标准》(2017年版2020年修订)(以下简称《生物课程标准》)和《中国高考评价体系》及其解读说明(教育部考试中心)指引。因此,高考复习时教师必须认真研读生物课程标准及《中国高考评价体系》,研究全国各地新高考命题特点进行备考也是非常必要的。

通过对新高考评价体系和近年新高考的考题分析,发现试题多以真实情境命题,高考考题以高考评价体系的目标指引进行定制。新高考考题注重对理解能力和实践能力的考查,加强了对信息处理和科学表达能力的考查,重视立德树人。基于核心素养指引下的新高考生物复习,不能只是知识的简单重复,机械地学习学生无法实现对知识的灵活应用,而且记忆的知识容易遗忘,导致复习效果大打折扣。复习中,应以高中生物十大概念进行统领,构建每个大概念为主干的知识网络,完善生物学知识体系。不仅要注重基础性复习,更需要注重应用性、创新性,以达到帮助学生更好地理解和记忆知识。应把概括和综合知识,熟练掌握和应用知识作为复习目标之一。

二、高考生物的复习模式

(一)“导学合作”复习模式

教师课前充分设计每节课的复习导学方案,学生依据教师所精心设计的导学方案进行自主复

习[1]。回顾归纳每课的知识点,在自主复习中及时记录在学习中遇到的困惑,再将记录的困惑与其他学生合作探讨,或者在与教师沟通中表达出来。教师根据学生所提出来的问题,能更全面地了解学生在生物学习中遇到的疑惑、薄弱点和难点,这样接下来的教学更具有针对性。学生在学习中学习能力不断得到提高,独立思考能力、自主学习能力也会很好地得到提升。

在这种模式中,教师设计导学方案优质与否很重要,设置导学问题一定要有启发性、思考性。学生在学习时充分发挥其主观能动性,有更多的时间可以独立思考,也容易发现自己在学习上的疑惑和不足,接下来积极与教师合作,更好地提高学习效果。在基因突变复习设计导学案时,设置一系列的问题串,比如:“什么是基因突变?”“基因突变有什么内涵和外延?”“基因突变的时间与特点”“基因突变的意义”,通过解读有效把知识脉络化。

(二)“情境”复习模式

情境命题已经是新高考命题的重要方式,非情境不命题。高考生物复习中,多以情境进行复习,才有利于学生把所学知识与实际问题相结合,增强“学以致用”,提升解决实际问题的能力,发展科学思维和探究能力[2]。如复习基因突变时,以航天水稻为真实问题情境,再结合文本信息及数据资料,学生逐步构建基因突变的主要知识概念图、基因突变形成机制的分析图解。通过真实的情境问题,学生获取信息,再将课本的知识进行迁移,不断发展学生的逻辑思维,以形成科学思维习惯,进而可以解决实际中的问题。课堂中引入育种中的真实情境,以育种中常见的航空水稻育种现象作为导入,让学生思考相应的问题,如“航空育种的依据是什么?”“航空育种有什么优点?”以问题导向聚焦航空育种的核心问题,引导学生建立育种背后的基因突变知识间的联系。通过实例,可以激发学习欲望,学生利用所学知识探究航空育种现象背后的生物学奥秘,将基因突变的基础知识融入实际情境中。在复习的过程中,这样的做法利于学生完整知识体系的形成,通过分析真实情境中涉及的核心知识点,逐步引导学生构建逻辑思维概念框架图。

生物学学科核心素养往往在学生解决实际问题的过程中表现出来,与课标所提倡的学生必备学科知识和关键能力息息相关。具备真实情境的复习课教学,能够让学生在兴趣中掌握生物学知识,避免了“炒冷饭”的学习模式,还能帮助学生深入理解,并运用所学的生物学知识解释现实现象,即将生物学知识运用于实际生产和生活中,有效解决现实问题。生物学问题情境复习能有效帮助学生进行科学的生命观念建构。

(三)“先学后教”模式

复习时,学生通过制订复习目标,课前学习后提出学习中的疑惑点,教师利用课前、课中点拨指导,接着学生进一步进行知识建构,这就是“先学后教”教学模式。复习时把更多的空间留给学生,可以提升学生的学习热情,在课堂学习时更有效率进行深度学习,以利于提高高考生物复习的效率。如在基因重组复習中,将基因重组内容细分为“基因重组的类型”,阐述基因重组与基因自由组合的关系;理解基因重组与基因突变之间的差别与联系;说出基因重组的意义这些小目标,帮助学生厘清知识之间的联系,使复习更具针对性。学生通过预设问题进行自主复习,学生对学习内容充分思考后,总会出现自己不理解的内容,大胆提出自己的问题并记录下来,教师要及时收集学生在自主学习中遇到的问题,对重、难点和易错点进行启发性点拨、指导。学生总是对“什么时候填基因重组,什么时候填基因的自由组合”容易混淆,教师通过解释这两者的区别与联系,再进行对比分析,指导学生应用这些知识。

“先学”与“后教”两个过程是不可分割的,两者同时进行才更有意义。学生先学阶段,教师不仅要关注学生复习总体目标和分目标的制订,还要及时关注学生在先学中的具体情况。教师后教阶段,不能忽略学生的主体地位,把学习时间归还给学生。总之,“先学后教”同时配合使用,才能引导学生进行深度学习[3]。

三、以“基因突变和基因重组”为例的复习案例

(一)重组知识,实现知识迁移

教育学理论指出教学可以从已知到未知进行知识的迁移,尽量在回顾已学的旧知识基础上,进而引出新知识,先后次序要合理。前面的学习是基础和准备,后面的学习是发展和提高。所以在教学时合理组织教学内容有利于学生获得知识,也有利于促进概念、原理的学习迁移作用。教育心理学中也提出了上位学习,在已经形成的某些观念的基础上,学习一个概括和包容程度更高的概念或命题。在“基因突变和基因重组”复习中,进行了不同于教材的调整,先复习基因重组,再复习基因突变,来顺应学生的最近发展区学习。复习时以我国太空飞船育种的相关视频导入变异。接着叙述变异种类,再以孟德尔的两对相对性状的杂交实验出现重组类型过渡到自由组合型的基因重组。两对等位基因除了位于两对同源染色体上的情况外,还有两对等位基因位于一对同源染色体上的情况,接着进入交叉互换型的基因重组的学习。对基因重组的类型,发生时间和发生机制进行小结后,提出“孟德尔的一对相对性状杂交实验中,子一代的高茎豌豆杂交后代出现了性状分离。这种现象属不属于基因重组?”转入对基因重组概念的内涵和外延的说明。

(二)建构概念,训练发散思维

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[4]。科学思维是形成概念的重要方法,而概念是一种模型,概念的形成过程就是建立模型的过程[5]。

基因突变的概念建构属于一种概念模型建构。在基因突变实例——镰状细胞贫血症复习时,设置“该贫血症的直接原因是什么,根本原因是什么?”以引导学生辨析镰状细胞贫血症直接原因和根本原因的区分。紧接着设计编码血红蛋白的基因模板链中部的一段碱基序列—TGAGGACTTCTT—,将其转录并翻译出来。学生思考讨论完成:(1)替换编码血红蛋白的基因模板链中部的第3个碱基(相对碱基位置,下同)为C,将其转录并翻译出来。(2)缺失编码血红蛋白的基因模板链中部的第3个碱基A,将其转录并翻译出来。(3)在编码血红蛋白的基因模板链中部的第3个和第4个碱基间增添一个碱基T,将其转录并翻译出来。(4)在编码血红蛋白的基因模板链中部的第3个和第4个碱基间增添三个碱基T,将其转录并翻译出来。这样的任务驱动学生逐步建构基因碱基对的增添、缺失或替换,及其碱基变化对生物性状的影响。

在教学时,还可以把上面的限定性问题,设置成开放性问题,对学生的思维发散更是一种挑战,也更能达到科学思维的训练目的。思考讨论问题改变成:(1)替换编码血红蛋白的基因模板链中部的任意一个碱基,将其转录并翻译出来。(2)缺失编码血红蛋白的基因模板链中部的任意一个碱基,将其转录并翻译出来。(3)在编码血红蛋白的基因模板链中部的两个碱基间增添一个碱基,将其转录并翻译出来。(4)在编码血红蛋白的基因模板链中部的第二个碱基间增添三个碱基,将其转录并翻译出来。这样的设计,使答案更加多样,也能扩展学生的思维。

通过任务驱动,学生深入思考学习,建构基因概念模型并完善概念,增加基因突变概念的内涵与外延深度学习,只有基因内部碱基对的变化引起基因碱基序列发生改变的,才是基因突变。那些没有遗传效应的DNA碱基序列的改变不能称为基因突变。

(三)深入辨析,发展逻辑思维

在基因突变的特点中,随机性和不定向性容易混淆。通过举例基因型为AABB的植物体中,有的细胞基因突变成AaBB,有的细胞突变成AABb,这说明基因突变的哪个特点?学生常会错答为不定向性。一个是A基因突变,一个是B基因突变,A基因和B基因是非等位基因,可能为位于不同DNA上的两个基因,也可能是同一个DNA不同部分上的两个基因。最后指出随机性强调的是基因突变的不同时间,或不同细胞DNA的突变,或同一细胞的不同DNA突变,或同一DNA的不同部位突变。不定向性强调的是“不同方向”。

在基因突变的意义复习时,因基因突变频率很低,基因突变可能会打破生物与现有环境的协调关系,对生物体有害,有人认为“基因突变无法为生物进化提供原材料”摆事实进行分析。果蝇1组染色体上约有1.3×104个基因,假定每个基因突变频率都为10-5,对一个中等大小果蝇种群(约108个个体)来说,每一代出现的基因突变数将是2.6×107个。这样的数字举例就能说明问题。

在生活中,碰到太空椒、太空南瓜等,能用自己所学知识解释这种现象。生产上遇到矮秆易感病的小麦,如何通过诱变育种得到矮秆抗病的小麦?回答此问题,需要懂得诱变育种的原理是基因突变,要提高突变率,可以用紫外线对矮秆易感病的小麦发芽种子进行处理,以期达到所需要的类型,学会用所学知识解决身边的问题。

四、复习反思,落实学习目标

高考一直是高中教学和高考复习的指挥棒。不过细分析,也不难发现许多试题素材还是来源于教材,所以复习时必须认真细致地研读教材。抓住主干,落实教材主线图文知识。在熟悉教材知识的基础上,建立知识点之间的联系。运用结构与功能观、稳态与调节观及适应与进化观等生命观念去理解生物学知识之间的联系,横向、纵向地将看起来比较独立的知识点整合起来,构建知识网络框架体系,将生物知识融合一体。

掌握教材生物知识的同时,需要对新高考试题进行有目的的充分训练,不仅能让学生进一步掌握知识点,还能训练学生使用生物学术语进行表达,养成规范答题的习惯。同时,学生需要把自己做过的错题按自己的学习习惯进行归纳整理,分步阶段性复习,确实提升复习的效果。对于试题的原因表述、依据表述、实验思路表述部分,一定要自己在纸上书写出来,再通过与参考答案进行比较,总结出最优的表述方式。

结束语

翻阅近年的高考试卷,不难发现以真实情境命题比例不断增大,其中简单情境为主的基础试题仍然占据一定的比例,但综合性、应用性、创新性的复杂情境试题比例有所增加。新高考考题越来越重视创设新情境,围绕解决现实的问题展开,提示师生在复习中不忘平时关注最新的科学发展、農业生产、健康生活和社会热点。比如每年与生物有关的诺贝尔奖,目前正在流行的病毒,以及生物学上的新突破事件,注意尝试用所学的生物学知识进行解释,或者提出观点,使复习效果趋于更好。

参考文献

[1]何正波,蒋丹.“导学合作”教学模式在高中生物复习中的实践研究[C]//广西写作学会教学研究专业委员会.2019年广西写作学会教学研究专业委员会第二期座谈会资料汇编(下),2019:106-108.

[2]张会弟.“基因的表达”复习情境教学设计[J].中学生物教学,2022(32):73-76.

[3]陈清霞.“先学后教”教学模式在高考生物复习中的探索:以“生态系统的能量流动”为例[J].基础教育论坛,2022(25):76-77.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

[5]陈欣,左勤勇.在生物学概念教学中开展概念模型建构活动:杂交育种与诱变育种教学研究[J].福建基础教育研究,2011(11):48-50.

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