在真實情境中發展學生學科核心素養
——以“遺傳規律探究史”為例

廣東

發展學生學科核心素養，落實國家高考“立德樹人、服務選才、引導教學”的目標是我國中學課程改革的一項核心任務，該舉措具有深遠的意義。在遺傳規律復習中，要真正落實好學科核心素養，必須要落實好教材，挖掘好遺傳基本規律的研究過程，包含雜交實驗過程、實驗設計的思路，以及雜交、自交、測交、正反交等在具體問題中的應用，因此筆者以“遺傳規律探究史”的真實情境為主導，促進學科核心素養的落實，發展學生的學科核心素養。

1.挖掘學科核心素養在命題視角中的體現，增強學生對學科核心素養的認知

從對近幾年高考全國卷生物試題的分析可知，高考試題非常重視對科學思維、科學探究等學科核心素養的考查。也非常重視對核心知識、必備知識及實驗探究、科學思維等關鍵能力的考查，其實就是對學科核心素養的掌握和發展的一種檢測。因此從高考試題命題視角分析，挖掘試題中的學科核心素養，有利于增強學生對學科核心素養的認知，從而激發學生去落實和發展學科核心素養所需要的能力和責任，實現從“育分”轉變為“育人”。

深研高考試題的命題視角，挖掘試題中的學科核心素養。

環節一、從試題設問的角度分析2013—2019年全國卷Ⅰ中7道考查遺傳規律的非選擇題，通過獨立思考、探究合作完成遺傳規律命題視角的探秘。

環節二、進一步分析討論每一個命題視角下學科核心素養的考查是如何體現的，師生共同構建表1。

表1 近7年遺傳規律非選擇題命題視角在學科核心素養中的體現

分析表1可知，從命題的角度來看，主要考查四個方面：實驗設計、預測實驗結果、闡述理由、遺傳規律的基本應用。遺傳規律非選擇題的命題視角突出了對科學探究和科學思維兩個學科核心素養的考查。

2.基于教學活動的三個轉變，培養學科核心素養，促使學科核心素養落地

2.1 從“教教材到用教材教”的轉變

《關于深化教育體制改革的意見》中提出，教育要注重培養支撐終身發展、適應時代要求的關鍵能力，讓學生在學習中真正喜歡上這門學科并愿意從事相關的科學研究。因此對教學也提出了根本性要求，要改變情境單一、學生學習動機不強、授課形式傳統等現狀，要以生活實際、科學史等真實情境為主導，以教材為依托，靈活應用教材去教學，以發現問題、探究問題、解決問題為教學核心，激發學生科學探究的激情，使學科核心素養落地，發展學生的學科核心素養。

2.2 從“知識線索中的學習活動到真實情境中以問題為中心的學習活動”的轉變

《關于深化教育體制改革的意見》中將關鍵能力的內涵進一步闡述為認知能力、合作能力、創新能力、職業能力。要培養學生的這些能力，必須將傳統的“知識線索中的學習活動”轉變為“真實情境中以問題為中心的學習活動”。“真實情境中以問題為中心的學習活動”是一種啟發式、合作式、探究式的學習方式，該學習方式不再過于注重知識的傳遞，而是注重以問題為中心，讓學生圍繞問題的解決，通過合作探究等方式學會學習，培養學生的科學思維、科學探究等學科核心素養。

2.3 從“單一師生互動教學到真實情境中任務驅動的自主、合作、探究合作教學活動”的轉變

由課堂教學的“漏斗”現象可以得出，課堂上教師想表達的內容結果只能表達出80%，而學生聽到不足60%、理解不足40%、記住不足20%，學生掌握知識非常有限；通過調研發現，學生在課堂上最快樂的事是體驗交往，課堂上最感興趣的事是新奇而富有挑戰的問題（任務驅動），課堂上學生最喜歡的學習方式是自主、合作、探究學習；要提高學生的課堂學習效率，必須要改變單一師生互動的教學活動，要讓學生成為學習的“主體”在真實情境下進行任務驅動式的學習，學生在自主、合作、探究學習中，無形之間提高了學生的科學思維能力、實驗探究等能力，學生實現從學習的“配角”到學習“主體”的轉變，不斷給學生注入發展的動力，學科核心素養得到很高的提升。

3.構建模型培養學生真實情境下的科學思維方法，發展學科核心素養

3.1 構建模型，培養學生具備假說-演繹的科學思維方法

演繹”是學科核心素養中一種重要的科學思維方法，是每年高考必考的科學思維，是解決遺傳試題行之有效的方法，是解決情境中問題方法的源泉。在遺傳規律復習之前，筆者以2019年全國卷Ⅲ第32題（2）為例，測試學生對“假說-

“假說-演繹”的科學思維方法的掌握程度。通過測試發現，學生基本能知道采用雜交和自交相結合的方法來思考問題，但部分學生卻不知道具體采用什么樣的科學思維來分析這個問題，這說明學生沒有真正掌握“假說-演繹”的科學思維方法。如何引導學生用“假說-演繹”的科學思維方法去解決真實情境下的問題成為了復習的重中之重。

筆者在“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）科學史”的復習過程中，將其分成六個環節，每一環節的分工和培養學生的能力不同、要求不同（如表2）。

表2 “孟德爾的豌豆雜交實驗（一）科學史”授課環節

經過上述的復習和能力的培養，學生用假說-演繹的科學思維方法處理問題的能力得到了大大的提升，為了進一步提高其能力，筆者在“孟德爾的豌豆雜交實驗（二）”的復習中進一步進行教學演練，培養學生從哪些視角去發現問題、提出具有針對性的問題、將問題進行分析處理、并試著通過合作探究的方式解決問題，讓這種思維方法得到有效的鍛煉，最后師生共同構建“假說-演繹的科學思維模型”，促使學科核心素養落地。

假說-演繹的科學思維模型圖

3.2 “假說-演繹的科學思維模型”在真實情境中的應用

【示例】（2019年，全國卷Ⅲ，第32題節選）玉米是一種二倍體異花傳粉作物，可作為研究遺傳規律的實驗材料。玉米籽粒的飽滿與凹陷是一對相對性狀，受一對等位基因控制。回答下列問題。

（2）現有在自然條件下獲得的一些飽滿的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用這兩種玉米籽粒為材料驗證分離定律。寫出兩種驗證思路及預期結果。

【答案】（2）思路及預期結果：

①兩種玉米分別自交，若某些玉米自交后，子代出現3∶1的性狀分離比，則可驗證分離定律。

②兩種玉米分別自交，在子代中選擇兩種純合子進行雜交，F1自交，得到F2，若F2中出現3∶1的性狀分離比，則可驗證分離定律。

③讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交，如果F1都表現一種性狀，則用F1自交，得到F2，若F2中出現3∶1的性狀分離比，則可驗證分離定律。

④讓籽粒飽滿的玉米和籽粒凹陷的玉米雜交，如果F1表現兩種性狀，且表現為1∶1的性狀分離比，則可驗證分離定律。

【解題思路】第一步：獲取信息、發現和分析問題。據題干可知其目的是利用玉米的籽粒飽滿與凹陷設計實驗來驗證分離定律的兩種思路，結合所學知識，可采用自交、測交的方法來驗證分離定律，但題干并沒有注明玉米飽滿與凹陷的顯隱性關系和基因型。

第二步：提出問題、做出假設。①若飽滿的玉米為顯性純合子；②若飽滿的玉米為顯性雜合子；③若飽滿的玉米為隱性純合子，凹陷的玉米為顯性純合子；④若飽滿的玉米為隱性純合子，凹陷的玉米為顯性雜合子。

第三步：制訂方案進行演繹推理。

方案一：先雜交，不能確定再自交。

飽滿和凹陷的玉米植株雜交得到F1，統計F1性狀及分離比，①若飽滿的玉米為顯性純合子，F1全為飽滿的玉米，則不能驗證，讓F1的個體自交，得到F2，統計F2性狀及分離比，飽滿∶凹陷=3∶1則可以驗證；②若飽滿的玉米為顯性雜合子，F1的飽滿∶凹陷=1∶1可以驗證分離定律；③若飽滿的玉米為隱性純合子，凹陷的玉米為顯性純合子，F1全部為凹陷，則不能驗證，讓F1的個體自交，得到F2，統計F2性狀及分離比，飽滿∶凹陷=1∶3則可以驗證；④若飽滿的玉米為隱性純合子，凹陷的玉米為顯性雜合子，F1的飽滿∶凹陷=1∶1則可以驗證分離定律。

方案二：先自交，不能確定再雜交后自交。

飽滿與凹陷的玉米植株分別自交，統計各自交后代性狀及分離比，①若飽滿的玉米為顯性純合子，其自交后代均為原親本性狀，選自交子代個體雜交，F1自交，得到F2，若F2中為飽滿∶凹陷=3∶1的性狀分離比，則可驗證分離定律；②若飽滿的玉米為顯性雜合子，飽滿的玉米自交后代為飽滿∶凹陷=3∶1的性狀分離比，則可驗證分離定律；③若飽滿的玉米為隱性純合子，凹陷的玉米為顯性純合子，其自交后代均為原親本性狀，選自交子代個體雜交，F1自交，得到F2，若F2中為飽滿∶凹陷=1∶3的性狀分離比，則可驗證分離定律；④若飽滿的玉米為隱性純合子，凹陷的玉米為顯性雜合子，凹陷的玉米自交后代為飽滿∶凹陷=1∶3的性狀分離比，則可驗證分離定律。

第四步：組織語言（略）。

第五步：反思總結（略）。

要落實和發展學生的學科核心素養需要學生在真實的情境中發現問題、提出問題、分析問題、解決問題。教學中要以學生為主體，通過自主合作探究的模式、優化課堂（三個轉變等）的模式來對學生的觀察能力、獲取信息能力、提出問題的能力、制訂并實施方案的能力、獲取證據或數據的能力、表達和交流能力等的培養，讓學生的思維能力得到大大的提升，落實立德樹人的教學根本任務。