讓“科學(xué)能力”超越“科學(xué)知識”

摘 要：基于核心素養(yǎng)下的高中生物遺傳學(xué)教學(xué)，需要教師巧用貼近學(xué)生生活的事例，創(chuàng)設(shè)情境，誘發(fā)學(xué)生探究欲望，促進思維品質(zhì)提升;設(shè)計“問題串”，幫助學(xué)生突破難點，促進和提高運用已有知識探索未知的能力;引入科學(xué)體驗，像科學(xué)家一樣進行探究，大膽嘗試、尋求有效地問題解決方法;變革課堂教學(xué)，從“主要依靠教”走向“主要依靠學(xué)”，實現(xiàn)真正的深度學(xué)習(xí)，從而讓“科學(xué)能力”超越“科學(xué)知識”，讓學(xué)生在未來擁有幸福的能力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);科學(xué)能力;高中生物;遺傳學(xué)

核心素養(yǎng)的提出就是要讓教育抓住關(guān)鍵?！瓣P(guān)鍵”就是要聚焦學(xué)生適應(yīng)未來生活和終身發(fā)展所必須具備的關(guān)鍵要素，其中“學(xué)會學(xué)習(xí)”“實踐創(chuàng)新”和“科學(xué)精神”是重中之重，是我國學(xué)生亟待加強的方面。高中生物學(xué)教育就是要讓學(xué)生像科學(xué)家一樣思考、探索未知，能解釋部分生產(chǎn)生活問題，更重要是在未來擁有幸福的能力。

帶著怎樣的教育價值觀，從什么樣的視角，為學(xué)生提供怎樣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，讓學(xué)生在日常生活、問題解決、適應(yīng)挑戰(zhàn)等方面形成科學(xué)的思維方式和實踐能力，主動建構(gòu)運用科學(xué)知識和技能的價值標準，從而真正獲得科學(xué)探究、歸納概括、演繹推理、批判質(zhì)疑等核心能力，讓“科學(xué)能力”超越“科學(xué)知識”，任重而道遠。“遺傳與進化”模塊蘊含豐富的科學(xué)探究素材，通過分析孟德爾豌豆雜交實驗、摩爾根果蠅雜交實驗、薩頓假說、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)等，可以讓學(xué)生在歸納、演繹、類比、科學(xué)探究等方面全面提升科學(xué)能力，在未來擁有解釋日常生活中如優(yōu)生優(yōu)育、DNA指紋與刑偵、親子鑒定等遺傳學(xué)問題的科學(xué)素養(yǎng)。下面以人教版必修二模塊部分教學(xué)為例，談?wù)勅绾卧谏锝虒W(xué)中基于核心素養(yǎng)下的“科學(xué)能力”教育。

一、巧用貼近學(xué)生生活的事例，創(chuàng)設(shè)情境，誘發(fā)學(xué)生探究欲望，促進思維品質(zhì)提升

泰戈爾指出，教育的目的是應(yīng)當向人類傳送生命的氣息。教育的世界亦是人之生命的世界，生命是教育的邏輯起點與目的，實現(xiàn)人的全面而自由的發(fā)展是人類生命的歸宿和升華[1]。普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）中明確要求學(xué)生能夠針對日常生活和生產(chǎn)中的真實情境，以生命觀念為指導(dǎo)，熟練運用科學(xué)思維方法展開探討、審視或論證，解釋生命現(xiàn)象，探究生命活動的規(guī)律，通過邏輯推理作出決策。要落實此學(xué)業(yè)質(zhì)量標準和教育目的，高中生物學(xué)教師需構(gòu)建為學(xué)生的“四生”即“生命、生存、生活、生長”而教的教學(xué)理念，教學(xué)設(shè)計要為課堂發(fā)生真實學(xué)習(xí)而設(shè)計，學(xué)習(xí)問題要放在具體生產(chǎn)生活情境中。

“課程因生活而生動，生活因課程而精彩！”課堂教學(xué)是一幅師生合作交流、共同生活的鮮活圖景。帶著先前生活的感悟和未來生活的渴望，能動地參與教學(xué)生活是師生不斷成長的基石[2]。巧用貼近學(xué)生生活的事例，能喚起學(xué)生洞悉思考周圍事物，加上教師富有邏輯的情境巧問，激發(fā)學(xué)習(xí)者好奇心的同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生觀察素養(yǎng)，提升科學(xué)研究力。如在孟德爾豌豆雜交實驗（一）教學(xué)時，以自己的家庭照激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，同時將融合遺傳的觀點導(dǎo)入課堂，通過紅牡丹與白牡丹雜交，子一代全為粉紅色，引導(dǎo)學(xué)生以此來推測黑人與白人生下的孩子是否為“斑馬人”呢？再將子一代粉紅牡丹雜交產(chǎn)生紅色、粉紅色、白色子二代的結(jié)果展示出來，極大地激發(fā)了學(xué)生的認知沖突和學(xué)習(xí)欲望，再引入豌豆雜交實驗的學(xué)習(xí)，水到渠成。又如在學(xué)習(xí)人類常見遺傳病的類型時，先講述一段經(jīng)歷：小孩出生不久要出院時，護士需要腳底采血，送到省級醫(yī)院檢測體內(nèi)甲狀腺激素和苯丙酮的含量是否正常，一周后出結(jié)果。一開始我就納悶可憐的小嬰兒為什么要采血，很自然地引發(fā)學(xué)生的同情、興趣和疑惑，因為這是以后學(xué)生為人父母時都會有的經(jīng)歷，再引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，思考課后習(xí)題，聯(lián)系初中已學(xué)的甲狀腺激素功能，進行推理和解釋。緊接著介紹我國政府啟動的對于苯丙酮尿癥患兒進行特殊奶粉幫扶的項目，凸顯黨和政府對患者的關(guān)愛，引導(dǎo)學(xué)生去關(guān)愛遺傳病患者，認同黨和國家的做法，增強愛國情懷?？傊?，生物學(xué)教師應(yīng)充分利用學(xué)科優(yōu)勢，把知識點與生活點結(jié)合、整合、融合，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)眼光觀察事物，用科學(xué)思維探索世界，用多元思考解決問題，用科學(xué)態(tài)度從容健康生活。

二、設(shè)計“問題串”，幫助學(xué)生突破難點，勇于思考，體現(xiàn)“生物味道”

R.M.加涅在《學(xué)習(xí)的條件》一書中，將“問題解決”作為八種學(xué)習(xí)類型的最高級形式，其過程既是概念規(guī)則的自然延伸，也是由概念規(guī)則整合成的“圖式學(xué)習(xí)”的形式利用，是一種高級、復(fù)雜的心理活動過程，具有更為重要的學(xué)習(xí)意義和實踐價值[3]。學(xué)習(xí)就是在問題不斷解決和不斷涌現(xiàn)的此消彼長中得以不斷進步和發(fā)展。一個好的問題情境能啟發(fā)學(xué)生的思維，能促進和提高學(xué)生運用已有知識去解決問題的能力、語言表達能力、觀察能力、自學(xué)能力和團結(jié)合作能力[4]。

生物學(xué)核心素養(yǎng)就是在解決相關(guān)問題過程中表現(xiàn)出來的。在日常教學(xué)中，教師要找準學(xué)生真實的學(xué)習(xí)起點，以問題為先導(dǎo)，讓“問題串”成為思維駿馬奔馳的韁繩。如在重溫探究“誰是遺傳物質(zhì)”經(jīng)典實驗中，教師在分析完艾弗里實驗后，緊接著拋出“艾弗里提出的有關(guān)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論，有得到科學(xué)家的一致公認嗎？為什么質(zhì)疑？是實驗思路、實驗方法還是實驗材料上缺乏嚴謹?shù)恼f服力呢？能否找到更好地實驗材料來替代？這種材料必須具有什么特點呢？”引出科學(xué)探究成功的關(guān)鍵之一實驗材料——噬菌體，緊接著讓學(xué)生自主閱讀教材文字、插圖、邊欄資料和思考題，教師設(shè)計問題，要求學(xué)生運用演繹推理法回答“噬菌體增殖時需要的模板、原料和酶分別來至哪里？侵染細菌時，進入的是DNA還是蛋白質(zhì)？如何推測的？如何分別追蹤這兩種物質(zhì)？分別用什么元素標記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)呢？如何標記？”學(xué)生能從教材中能夠發(fā)現(xiàn)答案，不需要過多地解釋，讓學(xué)生分組討論、展示實驗流程，教師再針對學(xué)生的思考以及教材所述與學(xué)生的預(yù)測沖突，設(shè)計以下問題進行追問：“以細菌或病毒作為遺傳物質(zhì)探索的實驗材料有何優(yōu)點？攪拌離心的目的在于？用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，理論上沉淀物中不含反射性，但實驗中含有少量放射性的原因是什么？另一組，細胞外即上清液中檢測到32P的原因？科學(xué)家選用噬菌體侵染細菌實驗，有什么巧妙之處？這一實驗與肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗在設(shè)計思想與方法上有什么共同之處？”等等問題串，層層遞進，幫助學(xué)生突破難點，讓生物學(xué)課堂的理科思維味道飄香四溢。

三、引入體驗，像科學(xué)家一樣進行探究，大膽嘗試、尋求有效地問題解決方法

著名心理學(xué)家林格倫在《課堂教育心理學(xué)》一書中指出：如果學(xué)校不能在課堂中給予學(xué)生更多地體驗，他們就會以既在學(xué)校內(nèi)也在學(xué)校外都完全拒絕學(xué)習(xí)而告終[5]。嘗試去體驗科學(xué)家是如何探索的，以便在探索的過程中領(lǐng)悟科學(xué)研究的過程和方法，樹立科學(xué)思想與精神，是獲得科學(xué)能力的有效途徑。

知識通過實踐操作能力的培養(yǎng)能形成個人技能，而技能能在具體的情景中應(yīng)用，那就是能力。教師要跳脫出“為考而教”的桎梏，不局限于知識的學(xué)習(xí)，更要兼顧能力和素養(yǎng)達成，要激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生思考，掌握科學(xué)方法，帶動學(xué)生實踐，讓學(xué)生能知其然更能知其所以然。為此，在學(xué)習(xí)染色體變異時，結(jié)合我校高中研究性學(xué)習(xí)活動的開展，以低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目的變化實驗操作為載體，布置學(xué)生自主合作完成大蒜根尖細胞微核技術(shù)檢測香煙浸出液的致突變性的研究性課題。通過動手進行探究性實驗活動，學(xué)會查閱資料，提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計實驗步驟→預(yù)測實驗結(jié)果→實施實驗→收集、記錄實驗結(jié)果→用準確的術(shù)語、圖表等方式呈現(xiàn)實驗結(jié)果→分析解釋實驗結(jié)果→得出實驗結(jié)論→撰寫實驗報告的生物學(xué)研究方法，系統(tǒng)性地讓學(xué)生真正像科學(xué)家一樣進行一次探索歷程，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，同時養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)精神，為今后從事生物學(xué)以及相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。

四、變革課堂教學(xué)，從“主要依靠教”走向“主要依靠學(xué)”，實現(xiàn)真正的深度學(xué)習(xí)

中國教育改革的最大空間在課堂教學(xué)。新課改不斷推動課堂“以發(fā)展素養(yǎng)為本位，以學(xué)生為中心”的教學(xué)，在課堂教學(xué)組織上教師要改變以前的一言堂，站在學(xué)生的身后，致力于情境創(chuàng)設(shè)、問題引導(dǎo)、促進對話，以“學(xué)進去”“講出來”“寫下來”作為學(xué)習(xí)方式的導(dǎo)向和學(xué)習(xí)目標達成的基本要求，把以教的活動為基點的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)向以學(xué)的活動為基點，讓學(xué)生尋找方法、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、概括結(jié)論、推導(dǎo)推理、探求思路、講解流程、應(yīng)用知識，讓學(xué)習(xí)像呼吸一樣自然。不要擔(dān)心課堂活動浪費時間，那種夙興夜寐地記誦瑣碎知識的教學(xué)才是真正的浪費時間。

學(xué)習(xí)是一個師生、生生“對話與連接”過程，可以通過獨立閱讀、自主學(xué)習(xí)研討與教材對話，小組合作、交流分享與同學(xué)對話，認真聽講、師生互動與教師對話，應(yīng)用體驗、內(nèi)化遷移與實踐對話，個體反思、總結(jié)拓展與自己對話等多路徑“學(xué)進去”，同時學(xué)習(xí)者只有能夠把自己的理解、建構(gòu)與思考、想象講出來，才真正發(fā)生了學(xué)習(xí)?！皩懴聛怼眲t是一個整理思維、內(nèi)化知識、解決實際問題、提高科學(xué)能力的過程，是一個使學(xué)習(xí)變得真正有效地過程。部分高中生在學(xué)習(xí)完遺傳與進化模塊后，原地踏步，無法去解釋、探索、自信地解決相關(guān)的遺傳學(xué)問題，一頭霧水。對此，在遺傳學(xué)的課堂教學(xué)中，要求師、生皆有備而來，通過在遺傳規(guī)律、減數(shù)分裂、基因表達等重要章節(jié)課前設(shè)置精致、符合校情學(xué)情的導(dǎo)學(xué)案，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，這樣在課堂上相遇與互動才能迸發(fā)出思想的火花與精彩的觀念。適時選擇1～2道富有邏輯推理的典型例題或高頻錯題，或一個難度不大的教材片段，如人類遺傳病的類型、雜交育種等，事先布置給學(xué)生，同時指定部分學(xué)生做好下次課當“小老師”的準備。通過自主研學(xué)“學(xué)進去”，生生對話、師生對話“講出來”，板書書寫解釋“寫下來”，環(huán)環(huán)相扣，教師在整個過程中作為組織者和引領(lǐng)者，適當對學(xué)生講評進行引導(dǎo)、糾正、追加問題、剖析、小結(jié)，實現(xiàn)真正的深度學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果明顯改善。

參考文獻

[1]董志鴻.基于生命教育的“四導(dǎo)四生”教育體系構(gòu)建[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2020（4）：64.

[2]吳舉宏.追求教學(xué)中的生活文化[J].中學(xué)生物教學(xué)，2005（C2）：38.

[3]吳舉宏.“問題解決”與生物學(xué)教學(xué)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2002（3）：6-7.

[4]柯木根.淺談“問題教學(xué)法”在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國西部科技，2010（15）：79.

[5]孔祥富.區(qū)別化教育：沒有差生，只有差異[J].江蘇教育：職業(yè)教育，2010（3）：3.

作者簡介：柯木根.1983.07，男，漢族，福建省安溪縣，福建省晉江市南僑中學(xué)，362241，一級教師，碩士，中學(xué)生物學(xué)教育教學(xué)研究。