摘要 指向?qū)W科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的課程生態(tài)、教學形態(tài)、課堂樣態(tài)的變革,特別需要基于學科特點的有效教學策略和方法的支撐、撬動,從而激發(fā)興趣、激活思維、激勵動機,促進學生學科情感的豐富、學科思維的養(yǎng)成、學科志向的萌芽。
關(guān)鍵詞 有效教學 教學策略 學科核心素養(yǎng) 生物學教學
中圖分類號 G633.91????????????? 文獻標志碼 B
自《普通高中生物學課程標準(2017年版)》頒布以來,“生物學科核心素養(yǎng)”已成為生物學學科課程與教學變革話題的高頻關(guān)鍵詞。落實立德樹人根本任務(wù),發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng),生物學教師都在不斷學習、深入思考、積極探索,其中一個話題就是緊緊圍繞普通高中生物學課程性質(zhì)、基本理念、學科核心素養(yǎng)及課程目標,積極嘗試基于學科特點的有效教學策略和方法,如生物學概念的建構(gòu)、生物學科學探究實踐的強化、生物學科學思維的訓練、生命生產(chǎn)生活實際的聯(lián)系。
1 領(lǐng)悟科學知識本質(zhì),促進生物學概念的自主建構(gòu)
生物學概念在中學教材中占比較大,它是學習生物學知識、理解生物學原理的基礎(chǔ),也是生物學學科教學中最常規(guī)、最常見的教學內(nèi)容。有的隱喻著易懂的生產(chǎn)原理,有的包涵著復雜的生命機理,有的蘊含著思辨的生活哲理;有的很具體,有的很瑣碎,有的很微觀,有的很抽象。教學中,教師應(yīng)采取有效的策略、媒體、手段,促進學生實現(xiàn)“初步形成概念——理解鞏固概念——學會應(yīng)用概念”的遷移,從而使學生透視概念的本質(zhì),領(lǐng)悟概念間關(guān)系,靈活應(yīng)用與問題解決。
以人教版高中生物學《必修2·遺傳與進化》“同源染色體”為例。筆者在教學時從個體發(fā)育的起點開始:以一位男性的染色體組成為例,他的染色體其中一半來自父本的精細胞,另一半則來自母本的卵細胞。將父本的染色體按照一定的形態(tài)分類標準進行編號,可以表示為1號到22號,再加上1條Y(或X)染色體;母本的染色體如果按照同樣的形態(tài)分類標準進行編號,依次可以表示為1號到22號,再加上一條X 染色體。通過比較發(fā)現(xiàn),父本的1號染色體與母本的1號染色體的形態(tài)大致相似,這樣的一對染色體就稱之為同源染色體。高等動植物形成生殖細胞時,在減數(shù)分裂過程中(減數(shù)分裂Ⅰ的前期),同源染色體兩兩靠攏并配對,這個過程叫聯(lián)會,結(jié)果形成了四分體。1個四分體包含1對配對的同源染色體、4條姐妹染色單體、4個DNA分子。此外,同源染色體進行聯(lián)會的過程中還會發(fā)生一個非常重要的生理過程——交叉互換。至此,學生完善了“同源染色體”的概念,拓展了其深度和廣度。教學也真正做到了對教材中的“同源染色體”進行了文本解構(gòu)、教本重構(gòu)、學本建構(gòu)。
重視學科育人,發(fā)展學科核心素養(yǎng),不代表知識傳授的弱化,而是要透過知識的表層,去追尋知識背后的文化意義與價值傳承。生物學科育人價值集中體現(xiàn)在生命觀念、科學探究、科學思維和社會責任4個方面。任何一個方面都不能脫離生物學學科知識這一載體,但又必須跳出原先知識傳授的慣性,以知識為載體,努力找尋適配的典型學習方式,搭建生物學知識學習與生物學學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的生動關(guān)聯(lián)性。
2 深化探究性學習方式,實現(xiàn)對科學本質(zhì)的深度理解
在生物學教學中組織探究性學習是落實學生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)關(guān)鍵能力的關(guān)鍵。科學探究既是生物學學科核心素養(yǎng)的重要組成,又是科學本質(zhì)的重要內(nèi)核。從課程角度分析,科學探究既是一種課程理念,又是一種教學方式,還是一種教學內(nèi)容。如果學習過程仍是精心設(shè)計的線性流水線,其中流淌的還是科學結(jié)論和簡單邏輯,那么學生的思想得不到伸張和表達,批判性思維和創(chuàng)造性思維亦將日漸萎縮。與容易遺忘的科學事實和科學結(jié)論相比,學生在自主探究中獲得的知識、能力和情感態(tài)度與價值觀更為刻骨銘心。
以必修2中“一對相對性狀的雜交實驗”為例。該實驗涉及眾多生物學重要知識,如相對性狀、顯(隱)性性狀、純(雜)合子、性狀分離、雜交、自交、測交等。筆者試圖圍繞“假說-演繹法”這一科學探究方法,依從知識發(fā)生發(fā)展規(guī)律,遵循認識思維規(guī)律,逐一呈現(xiàn)知識鏈條,引導學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),使原本支離破碎的概念、抽象枯燥的原理等的傳統(tǒng)教學過程,循著知識鏈、能力鏈、價值觀鏈,構(gòu)成一個主動與活潑、生動與深刻、有序與有效的學與教融合的有機整體。
2.1明確實驗流程:假說—演繹法
(1)觀察分析、提出問題。教師引導學生討論:圖
1中,F(xiàn)2中出現(xiàn)3∶1的性狀分離比是偶然的嗎?為什么 F2中會出現(xiàn)3∶1的性狀分離比?
(2)推理想象、提出假說。學生分析討論以下問題:生物性狀的決定因素是什么?遺傳因子的特點有哪些?生物體形成生殖細胞(配子)時,遺傳因子發(fā)生了哪些行為?受精時,雌雄配子結(jié)合有什么特點?教師追問:孟德爾的假說是非常有開創(chuàng)性的。然而這一假說到底正確與否?是不是巧合?作為正確的理論,不僅要能解釋一些現(xiàn)象,還要能預(yù)測實驗結(jié)果。
(3)演繹推理、作出預(yù)期。教師使學生明確:測交,讓F1與隱性純合子雜交。這里的“測”是檢測的意思,檢測雜種子一代是否產(chǎn)生了 D 和d 兩種配子。測交后代理論上顯性、隱性比為3∶1。
(4)實驗檢驗、得出結(jié)論。教師展示孟德爾當年的測交實驗及其結(jié)果,其分離比接近1∶1,使學生理解孟德爾假說的正確性,
2.2把握分離定律的基本內(nèi)容
教師引導學生在自學教材、討論交流的基礎(chǔ)上,學會描述遺傳因子的行為,理解細胞學基礎(chǔ),領(lǐng)悟分離定律的實質(zhì)——形成配子時等位基因彼此分離,并用例1進行檢測反饋。
【例1】豌豆子葉黃色(Y)對綠色(y)為顯性,孟德爾用純種黃色豌豆和綠色豌豆作為親本,雜交得到 F1,F(xiàn)1自交獲得F2(表1),下列有關(guān)分析正確的是()
A.圖示中雌配子Y與雄配子Y數(shù)量相等
B.③的子葉顏色與F1子葉顏色相同
C.①和②都是黃色子葉,③是綠色子葉
D.產(chǎn)生F1的親本一定是YY(♀)和yy(♂)參考答案:C。
2.3明晰幾個比例關(guān)系
教師幫助學生明晰表2中所列的比例關(guān)系,并用習題進行檢測。
綜上,教師以“一對相對性狀的雜交實驗”為學與教的素材,但始終聚焦“遺傳信息控制生物性狀,并代代相傳”這一大概念,幫助學生明晰“有性生殖中基因的分離和重組導致雙親后代的基因組合有多種可能”這一次位概念,及其包含的“闡明減數(shù)分裂產(chǎn)生染色體數(shù)量減半的精細胞或卵細胞”等4個重要概念,以促進學生深刻理解和靈活應(yīng)用這些重要的生物學概念,發(fā)展學生的生物學學科核心素養(yǎng)。
3 強化科學思維訓練,切實提高生物科學素養(yǎng)
思維科學、謹嚴縝密,環(huán)環(huán)相扣、層層剝離,是科學教育的重要特質(zhì)。生物學學科教學要凸顯科學性、邏輯性和嚴密性,力求內(nèi)容言之有理、結(jié)構(gòu)嚴謹合理、方法有條有理。這樣才能促進學生科學意識、科學觀念的增強,科學精神、科學態(tài)度的培養(yǎng),科學思維、科學方法的訓練,科學品質(zhì)、科學習慣的養(yǎng)成,從而達到促進學生領(lǐng)悟科學知識的真諦、掌握科學研究的方法、養(yǎng)成科學思維的習慣等目的,逐步形成正確的生物科學價值觀,切實提高生物學學科核心素養(yǎng)。這也正是新課程的核心理念之一。
以必修2中細胞有絲分裂、減數(shù)分裂染色體行為變化及 DNA 數(shù)量變化為例。筆者充分利用教材中的細胞示意圖、分裂過程示意圖等,引導學生逐步科學地專業(yè)地學會“看圖說話”,從而使學生根據(jù)直觀的圖像或曲線,概括抽象的生物學概念,探尋生命的規(guī)律或本質(zhì)。特別是通過數(shù)學模型的建構(gòu),學生對于大自然有更多的認識,更加科學地解釋具體的生命現(xiàn)象,更加精準地揭示微觀、抽象的生命活動規(guī)律。
接著,教師引導學生分析:正常情況下,A 和 a、B 和b會隨同源染色體分開而分離,若考慮交叉互換,A 和a在減數(shù)第二次分裂后期也會彼此分離,最終一個精原細胞形成4個4種精細胞。且非同源染色體的自由組合,配子中基因組成是極其多樣的。再通過雌雄配子的隨機結(jié)合,有性生殖后代具有更大的變異性。
學生討論:一個基因型為Aa 的雄性個體,其次級精母細胞會不會出現(xiàn)圖2所示的基因組成?
4 重視聯(lián)系生產(chǎn)生活實際,加強學科教學的實踐性
生物學知識與科學實驗、探究實踐是密不可分的。眾多的生物學重要概念與科學理論都是源于生物學科學實驗、探究實踐。生物學課程理應(yīng)高度關(guān)注學生學習過程中的實踐經(jīng)歷,讓學生積極參與動手又動腦的活動,以此加深對生物學概念的理解,提升知識應(yīng)用和問題解決的能力。
以《選擇性必修3·生物技術(shù)與工程》中果酒、果醋及泡菜的制作為例,筆者梳理相關(guān)基礎(chǔ)知識的,引導學生從發(fā)酵菌種、菌種來源、代謝類型、原理、發(fā)酵溫度、氧氣需求等幾個方面比較果酒、果醋及泡菜的制作,促進學生把握三者的異同點(表3)。
接著,教師進行操作提示,引導學生細致梳理果酒、果醋、泡菜的實驗室制作過程,形成流程圖(圖3),從整體上掌握制作過程。
學生通過“思考與討論”環(huán)節(jié)的教學,在分析問題的過程中,抓住實驗成功的關(guān)鍵點,分析結(jié)果。教師以表格、概括圖、曲線圖等方式呈現(xiàn),有利于學生對實驗結(jié)果的理解。
最后,教師拓展提升,引導學生思考:以果酒、果醋及泡菜制作為代表的傳統(tǒng)發(fā)酵中,發(fā)酵條件和雜菌很難控制。那么,在現(xiàn)代工廠化大規(guī)模生產(chǎn)中,如何解決此問題呢?并輔以習題檢驗學生是否達到學以致用、學用結(jié)合的目標。
基于學科特點的有效教學策略和方法,既由生物學是自然科學中的一門基礎(chǔ)學科、是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學等生物學課程性質(zhì)決定,又由核心素養(yǎng)為宗旨、內(nèi)容聚焦大概念、教學過程重實踐等生物學基本理念決定。教師應(yīng)努力凝練發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的典型學習方式,培養(yǎng)學生“形成生命觀念、發(fā)展科學思維、立志科學探究、擔當社會責任”的生物學學科核心素養(yǎng),培育學科情感,筑牢學科精神,奠定學科志向,直至人生信仰,真正實現(xiàn)育人方式的變革。
參考文獻:
陳廷華,龔雷雨.基于生物科學探究基地的高中生物學實驗教學與創(chuàng)新[M].南京:江蘇鳳凰科學技術(shù)出版社,2017:1-3.