基于教學(xué)評(píng)一致性的生物學(xué)科學(xué)讀寫教學(xué)

尹盼

［摘要］ 在課堂教學(xué)中明晰學(xué)科育人的達(dá)成度，離不開對(duì)“教學(xué)評(píng)一致性”理念的深化與踐行。以生物學(xué)科學(xué)讀寫教學(xué)為手段，展示與暴露學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，著力實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)一致性。研究在課例實(shí)踐中創(chuàng)生了任務(wù)線索式科學(xué)讀寫、顯性推理式科學(xué)讀寫、應(yīng)用進(jìn)階式科學(xué)讀寫的三類范式，分別用于實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)驅(qū)動(dòng)過程、評(píng)價(jià)縱深思維與評(píng)價(jià)促進(jìn)遷移。

［關(guān)鍵詞］ 教學(xué)評(píng)一致性；高中生物學(xué)；科學(xué)讀寫；表現(xiàn)性評(píng)價(jià)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2017年版（2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）提出要充分體現(xiàn)生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和育人價(jià)值，要求從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等方面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)；同時(shí)倡導(dǎo)以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成?？梢姡虒W(xué)評(píng)一致性要求“教師的教”“學(xué)生的學(xué)”“學(xué)得怎么樣”三位一體，三者圍繞同一教學(xué)目標(biāo)展開，教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的根本導(dǎo)向，是教學(xué)活動(dòng)的靈魂，是教學(xué)規(guī)劃、學(xué)習(xí)活動(dòng)和評(píng)價(jià)方案設(shè)計(jì)的核心。為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，教師應(yīng)適時(shí)提供素材或組織相關(guān)活動(dòng)。貫穿整個(gè)教學(xué)過程的評(píng)價(jià)任務(wù)能夠檢驗(yàn)教與學(xué)的環(huán)節(jié)是否真實(shí)達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)?！翱茖W(xué)讀寫”是一種通過閱讀科學(xué)文本獲取科學(xué)信息，并通過表達(dá)分享學(xué)習(xí)成果的方式。教學(xué)評(píng)一致性的課堂中，科學(xué)文本是教學(xué)載體，科學(xué)閱讀是學(xué)習(xí)手段，科學(xué)寫作是評(píng)價(jià)體系。在教學(xué)過程中，教師通過創(chuàng)設(shè)相關(guān)情境，提出科學(xué)問題，讓學(xué)生通過對(duì)科學(xué)文本的閱讀、關(guān)鍵信息的提取、科學(xué)問題的思考建立對(duì)科學(xué)概念的深度理解。而學(xué)生則在運(yùn)用理論知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題的科學(xué)信息提取與寫作過程中，能深層次地評(píng)價(jià)教與學(xué)的真實(shí)效果，落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、評(píng)價(jià)驅(qū)動(dòng)過程的任務(wù)線索式科學(xué)讀寫

基于教學(xué)評(píng)一致性的課堂教學(xué)，要求以貫穿教與學(xué)的評(píng)價(jià)任務(wù)來衡量和促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，即以評(píng)價(jià)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)過程，以評(píng)價(jià)判斷教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況。任務(wù)線索式教學(xué)過程中可以利用適配的科學(xué)情境資料構(gòu)建清晰自然的課堂教學(xué)線索，依據(jù)科學(xué)情境資料設(shè)置多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的評(píng)價(jià)任務(wù)，學(xué)生在分析、解決前一任務(wù)過程中獲得的知識(shí)或思維方式可用于解決后一個(gè)評(píng)價(jià)任務(wù)。環(huán)環(huán)相扣，使教學(xué)過程流暢而富有生機(jī)，學(xué)生在任務(wù)線索貫穿的科學(xué)讀寫過程中進(jìn)階性地達(dá)成預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。

例如，在“細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的理解”教學(xué)過程中，根據(jù)新課標(biāo)要求，結(jié)合學(xué)情設(shè)定教學(xué)目標(biāo)：根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)，理解細(xì)胞膜以磷脂雙分子層為基本骨架是與膜兩側(cè)都是水溶液的環(huán)境相適應(yīng)的。進(jìn)而理解細(xì)胞膜的組成成分、結(jié)構(gòu)是與細(xì)胞膜承擔(dān)控制物質(zhì)進(jìn)出、參與細(xì)胞間信息交流的功能相適應(yīng)的。首先，教師提供磷脂分子的結(jié)構(gòu)和科學(xué)家哥特、格倫德爾的實(shí)驗(yàn)及其推斷。聯(lián)系“細(xì)胞內(nèi)外都是水環(huán)境”的事實(shí)，請(qǐng)學(xué)生思考并畫出細(xì)胞膜中兩層磷脂分子的排布情況，并作解釋。教師追問：根據(jù)細(xì)胞膜上磷脂分子的排布情況你能分析細(xì)胞膜為什么能使細(xì)胞與其生活的環(huán)境分隔開嗎？引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合歐文頓的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步推測(cè)出“磷脂雙分子層內(nèi)側(cè)是磷脂分子的疏水端，允許親脂性的物質(zhì)自由通過，而親水性的物質(zhì)不易通過，因此起到屏障作用，將細(xì)胞與其生活的環(huán)境分隔開”。

［設(shè)計(jì)意圖］學(xué)生通過對(duì)教材中科學(xué)材料的閱讀，自主推測(cè)出細(xì)胞膜中磷脂分子的排布方式并繪制出細(xì)胞膜中兩層磷脂分子的排布圖，提高整合信息的能力；通過分析磷脂雙分子層的排布方式與細(xì)胞內(nèi)外均是水環(huán)境之間的聯(lián)系，理解細(xì)胞膜以磷脂雙分子層作為基本骨架是與細(xì)胞膜兩側(cè)都是水環(huán)境相適應(yīng)的；通過理解磷脂分子的結(jié)構(gòu)決定其具有屏障作用，初步建立生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的結(jié)構(gòu)與功能觀；通過科學(xué)讀寫過程，體驗(yàn)到成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。

接下來，教師提供四則關(guān)于細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)具體功能的科學(xué)材料。學(xué)生思考：細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)有哪些功能？教材中“功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，其上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量就越多”這一說法是否正確？結(jié)合細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，說說細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與其功能之間有什么聯(lián)系。

［設(shè)計(jì)意圖］本環(huán)節(jié)中學(xué)生通過科學(xué)讀寫分析真實(shí)情境，歸納細(xì)胞膜上蛋白質(zhì)功能具有多樣性，理解、認(rèn)同“功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，其上的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量就越多”。學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容和資料，通過舉例在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能之間建立聯(lián)系，進(jìn)一步理解細(xì)胞膜的組成成分、結(jié)構(gòu)是與細(xì)胞膜承擔(dān)控制物質(zhì)進(jìn)出、參與細(xì)胞間信息交流的功能相適應(yīng)的，在強(qiáng)化認(rèn)識(shí)細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的同時(shí)，進(jìn)一步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

最后，教師通過設(shè)置課堂練習(xí)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)情況。用磷脂雙分子構(gòu)成的脂質(zhì)體可以作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在 中，脂溶性的藥物被包在 （填“兩層磷脂分子之間”或“脂質(zhì)體內(nèi)部”），為什么兩類藥物的包裹位置各不相同呢？如果在脂質(zhì)體表面引入導(dǎo)向分子（蛋白質(zhì)），它就能將藥物定向運(yùn)送到特定的細(xì)胞發(fā)揮作用。例如能識(shí)別特定癌細(xì)胞的特異性抗體，脂質(zhì)體就可把藥物定向輸送到 細(xì)胞，從而可以避免 誤傷。

［設(shè)計(jì)意圖］這部分需要學(xué)生將學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行整合，強(qiáng)化細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念與科學(xué)思維。將教材知識(shí)遷移、應(yīng)用到解決社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題中，既能開闊學(xué)生視野，又能為學(xué)生的學(xué)習(xí)指引方向，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

二、評(píng)價(jià)縱深思維的顯性推理式科學(xué)讀寫

顯性推理式科學(xué)讀寫的一般流程，是運(yùn)用已經(jīng)習(xí)得的科學(xué)概念或科學(xué)事實(shí)，在特定問題情境中按照一定的邏輯規(guī)律進(jìn)行推理，通過對(duì)推理得到結(jié)果的概括，深度理解科學(xué)概念或事實(shí)，再基于推理習(xí)得的規(guī)律思考、解釋新情境中的科學(xué)問題。如此，在教學(xué)過程中完成科學(xué)思維能力的訓(xùn)練，潛移默化地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

例如學(xué)習(xí)“基因突變”一節(jié)，為達(dá)成“通過歸納與概括等科學(xué)思維過程深入理解基因突變的概念，進(jìn)一步理解其所引起的遺傳效應(yīng)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念”的目標(biāo)設(shè)計(jì)了整個(gè)教學(xué)。教師展示血紅蛋白基因的堿基序列片段“—GTGCATCTGACTCCTGAGGAG—”，學(xué)生根據(jù)基因突變的概念完成表格并小組討論，分析基因片段中發(fā)生堿基的“替換、缺失和增添”這三種情況對(duì)基因堿基序列的影響程度。

［設(shè)計(jì)意圖］學(xué)生通過自主探究活動(dòng)更能理解、明確基因片段中發(fā)生堿基的替換、缺失或增添都會(huì)導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而強(qiáng)化對(duì)基因突變概念的理解。通過學(xué)生自主完成表格的情況，檢測(cè)學(xué)生對(duì)基因表達(dá)過程的理解與應(yīng)用情況。每個(gè)學(xué)生選擇的突變位點(diǎn)可能存在差異，這樣就能順利總結(jié)出由基因突變?cè)斐傻那闆r：對(duì)基因堿基序列的影響程度，對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)物中氨基酸序列的影響程度。

基于學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，提出問題：某基因發(fā)生突變之后導(dǎo)致該基因表達(dá)出的多肽鏈變短了，原因可能是什么？教師適時(shí)引導(dǎo)：如果該血紅蛋白基因片段中第4號(hào)位的堿基C缺失，表達(dá)得到的mRNA序列和氨基酸序列分別是什么？由此推理過程，學(xué)生可以順利回答出是由于基因突變導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn)，翻譯提前終止，最終導(dǎo)致合成的多肽鏈變短。教師繼續(xù)追問：基因突變一定會(huì)導(dǎo)致多肽鏈中氨基酸序列改變嗎？這時(shí)，學(xué)生根據(jù)前面所學(xué)知識(shí)，可以較容易地解釋是由于“密碼子的簡(jiǎn)并”，突變之后的新密碼子決定的氨基酸種類未改變，最終表達(dá)出的多肽鏈氨基酸序列不變。最后，閱讀教材中“鐮刀型細(xì)胞貧血癥”的致病原因，加深對(duì)基因的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的理解。

［設(shè)計(jì)意圖］本環(huán)節(jié)基于學(xué)生對(duì)基因表達(dá)的科學(xué)內(nèi)容推理，幫助學(xué)生自然理解和接受基因突變會(huì)導(dǎo)致基因中堿基序列發(fā)生改變，進(jìn)而對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)物產(chǎn)生相應(yīng)的影響，訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)思維。通過“鐮刀型細(xì)胞貧血癥”的病因分析，進(jìn)一步讓學(xué)生明確：基因突變導(dǎo)致基因中堿基改變，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)異常，生物體遺傳性狀發(fā)生改變，從而形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。整個(gè)過程多是讓學(xué)生自主探究和合作討論，有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和自信心，同時(shí)提高學(xué)生的積極合作意識(shí)和合作能力。

三、評(píng)價(jià)促進(jìn)遷移的應(yīng)用進(jìn)階式科學(xué)讀寫

在課堂教學(xué)中應(yīng)用遷移科學(xué)理論知識(shí)，就是要讓學(xué)生擁有在真實(shí)情境中解決問題的能力，即將學(xué)習(xí)過程中獲得的知識(shí)、方法和思維方式應(yīng)用于新的學(xué)習(xí)活動(dòng)和解決真實(shí)情境的問題，甚至遷移到其他學(xué)科和領(lǐng)域中解決綜合性問題。將真實(shí)的情境與習(xí)得的教材中的科學(xué)知識(shí)作為科學(xué)讀寫的材料，加深對(duì)知識(shí)和方法的理解，提高分析問題和解決問題的能力。然后，讓學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容遷移到新的情境中。

在“探究環(huán)境因素對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)”教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)：進(jìn)一步學(xué)會(huì)控制自變量，觀測(cè)因變量，設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，并將這些方法和技能應(yīng)用到其他的探究活動(dòng)。首先，教師提供生活化情境：有的時(shí)候面對(duì)好吃的大餐可能會(huì)忍不住嘴饞，導(dǎo)致胃脹等消化不良的情況，這時(shí)可以通過服用多酶片來促進(jìn)消化道中食物的消化分解；國(guó)家藥品監(jiān)督管理局對(duì)其服用要求：整片吞服，切勿嚼碎。提供科學(xué)資料：多酶片是雙層糖衣，其中有胃蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶和胰蛋白酶；人體消化道各部分的溶液pH。提問學(xué)生：根據(jù)教材所學(xué)知識(shí)，思考服用多酶片時(shí)為什么不能將多酶片嚼碎？由此，引出探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)。進(jìn)一步提出問題：多酶片中存在蛋白酶，那么可否用蛋白質(zhì)作為反應(yīng)底物來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究？

［設(shè)計(jì)意圖］用貼近學(xué)生生活的真實(shí)情境引入對(duì)科學(xué)問題的探討，容易吸引學(xué)生的注意力，提高探究的積極性。學(xué)生根據(jù)資料已經(jīng)知道多酶片中能夠催化蛋白質(zhì)水解的酶有胃蛋白酶和胰蛋白酶，且兩種酶的最適pH相差較大；同時(shí)在前面課程的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解到“酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪的水解，還能催化淀粉水解”。探究pH對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，自變量是反應(yīng)體系的pH，酶的種類等屬于無關(guān)變量，應(yīng)保持相同且適宜，所以不能用蛋白質(zhì)作為反應(yīng)底物來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究pH對(duì)酶活性的影響。這樣的設(shè)計(jì)能夠讓學(xué)生充分回歸教材，整合教材中零散的科學(xué)內(nèi)容，并應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)科學(xué)問題的解決中，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維。

根據(jù)溫度也可以判斷酶的活性。小組合作討論：可否用多酶片來探究溫度對(duì)酶活性的影響？你選擇什么材料作為反應(yīng)的底物？如何保證酶和底物一開始就在你設(shè)定的某一溫度下開始反應(yīng)？你準(zhǔn)備選擇哪些溫度來進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)？本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有哪些？如何保證實(shí)驗(yàn)過程中無關(guān)變量相同且適宜？如何保證反應(yīng)開始時(shí)酶和底物都處于相同的實(shí)驗(yàn)溫度下？如何檢測(cè)因變量？基于以上問題寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本環(huán)節(jié)中，教師重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生對(duì)酶和底物的溫度控制方法，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生都不知道如何描述或者設(shè)計(jì)的方法不理想。比如，有學(xué)生認(rèn)為先在低溫下將酶和底物混合，然后放入設(shè)置好相應(yīng)溫度的恒溫水浴鍋中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師繼續(xù)追問“當(dāng)你在低溫下將酶與底物混合后，酶和底物能不能發(fā)生反應(yīng)？”提醒學(xué)生在低溫條件下酶的活性很低但是并沒有失活，酶和底物是可以發(fā)生反應(yīng)的。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自然都能想到，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果一定是由設(shè)置的溫度條件影響產(chǎn)生的，就應(yīng)該先將酶和底物在設(shè)定的溫度下分開保溫，再混合開始反應(yīng)。有的小組在本實(shí)驗(yàn)中選擇了淀粉作為反應(yīng)的底物，用斐林試劑來檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有小組同學(xué)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)了問題，提出用斐林試劑檢測(cè)時(shí)需要水浴加熱，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。此時(shí)，教師利用這個(gè)問題作為課后作業(yè)，讓同學(xué)們思考“用淀粉和淀粉酶作為實(shí)驗(yàn)材料探究溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)，不能用斐林試劑來檢測(cè)，設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)探究思路。

［設(shè)計(jì)意圖］本環(huán)節(jié)中，學(xué)生基于真實(shí)情境設(shè)計(jì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)一步學(xué)會(huì)控制變量，設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在具體問題中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到由于酶的催化作用具有高效性，所以酶和相應(yīng)的底物一旦混合就會(huì)迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此需要考慮到在酶和底物混合前就將酶和底物分別在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)溫度下保溫處理。根據(jù)新的問題讓學(xué)生進(jìn)行新的探究實(shí)驗(yàn)，以期學(xué)生將習(xí)得的科學(xué)探究思維運(yùn)用到解決新問題中。

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