促進學科核心素養提升的高三生物復習課

潘勇

[摘 要]北京師范大學王磊教授提出的“從知識到能力到素養發展的進階和教學轉化模型”揭示了學科核心知識經驗與學科能力素養之間的實質性聯系。參照此模型，高三生物復習課中的知識復習，應從知識的意義化、功能化和素養化著手，使生物學知識的復習能有效促進生物學學科核心素養的提升。

[關鍵詞]學科核心素養;高三生物;專題復習

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）05-0083-03

目前，高考命題已經進入了素養導向的時代，高三生物復習也勢必要以生物學學科核心素養的提升為目標。眾所周知，知識是能力和素養的基礎，但知識又不等同于能力和素養。那么，怎樣進行知識復習才能有效提升素養？這是很多教師的困惑。

學科知識的學習與學科能力、學科素養的提升究竟存在什么樣的關系？北京師范大學王磊教授提出了“從知識到能力到素養發展的進階和教學轉化模型”。該模型揭示了從知識意義化（認識角度建立，知識經驗結構化）到知識功能化（認識思路形成，知識經驗程序化）再到知識素養化（認識方式自主化，知識經驗系統化）的進階關系，建立了學科核心知識經驗與學科能力素養之間的實質性聯系，為實現知識教學與能力培養的融合統一奠定了基礎[1]。

依據上述模型，筆者以“生命活動中的信息傳遞”為主題進行了高三生物專題復習。下面筆者以其中的第1課時為例，談談如何通過學科知識的復習實現學科核心素養的提升。

一、教學過程

（一）歸納生命活動中信息傳遞的范圍和形式

1.組織討論：說起生命活動中的信息傳遞，你最先想到的是哪些生命活動？組織學生發言，教師給予適當的引導和補充。

2.概括生命活動中信息傳遞的范圍和形式（如圖1）。

3.引導學生分析乙酰膽堿對心肌細胞、骨骼肌細胞和唾液腺細胞作用效果的差異，說明信號分子并不攜帶某種固定的信息，其作用只是激活相應的受體。靶細胞的響應取決于靶細胞自身，以及靶細胞內具體的信息傳遞通路。

4.帶領學生觀察細胞間信息交流的6種基本方式示意圖，引導學生回憶曾經學過的相關實例，補充更多的具體實例。

（二）例析人體內的信息傳遞過程

1.創設問題情境

流感是由流感病毒引起的。人得了流感后，會出現發熱、咳嗽、身體疼痛等癥狀，無并發癥的患者通常5～10天可自愈，但重癥感染或引起并發癥時則需要住院治療。那么，一個人從感染流感病毒到恢復正常，體內發生了哪些相關的信息傳遞過程呢？請同學們從信息傳遞的視角來分析從感染流感病毒到恢復正常的過程。

2.給各小組分配任務

指定兩小組重點分析“發熱”、兩小組重點分析“咽痛”、兩小組重點分析“恢復”。每個小組都要討論完成以下任務。

（1）用文字和箭頭表示出信息傳遞的大體路徑，不能確定的部分用“……”表示。

（2）針對你確定的信息傳遞路徑中的每個環節，回答問題：信號分子和靶細胞分別是什么？信號分子通過什么方式作用于靶細胞？靶細胞有什么反應？靶細胞內可能發生了哪些分子水平的變化？

3.組織學生討論，教師巡視、解答

鼓勵學生積極討論，教師解答學生提出的部分問題。

4. 組織學生發言，交流想法

請學生代表展示本組討論結果并與教師對話：

（1）對發熱過程中信息傳遞情況的分析（重點是體溫調節過程及該過程中的信息傳遞）。

引導學生針對從垂體到甲狀腺的信息傳遞過程回答前面要求分析的4個問題。

（2）對恢復過程中信息傳遞情況的分析（重點是免疫調節過程及該過程中的信息傳遞）。

引導學生針對免疫過程回答前面要求分析的4個問題。

5.評價與小結

對發言的學生表示肯定，提示學生要學會從信息傳遞的角度分析問題，要能夠有理有據地進行推測。

（三）建構胞內信息傳遞模型

1.帶領學生在頭腦中形成胞內信息傳遞模型的基本框架

（1）帶領學生分析神經細胞興奮的分子基礎

根據神經調節中遞質引起突觸后神經元興奮或抑制，推測受體與信號物質（神經遞質）結合后，會引發離子通道蛋白空間結構的變化。

（2）帶領學生觀察胰島素受體信號通路

帶領學生觀察胰島素受體信號通路示意圖，認識胞內信號傳遞通路的復雜性，并認識到有些效應直接在細胞質出現，比如影響相關酶的活性，有些效應則是通過調控細胞核內基因的轉錄之后再進一步出現。

（3）帶領學生了解更多的信號傳遞途徑

帶領學生再觀察、分析幾個信號轉導的圖示，使學生認識到信號既可以是化學信號，也可以是物理信號，比如光或振動;細胞中信號是逐級轉導的;受體不都在細胞膜表面，也有的在細胞內。

2.結合之前實例的分析，帶領學生寫出胞內信號轉導的基本模型

首先，將第一步概括為“激活受體”;然后梳理出之后可能發生的主要變化，即改變離子通道、調節酶的活性、調控基因表達等[2];最后，梳理可能的效應，如增殖、分化、代謝改變、分泌、凋亡等。

（四）總結信息傳遞在生命活動中的重要意義

揭示出“穩態是通過調節來實現的，而信息傳遞又是調節的基礎”這一基本觀點，幫助學生認識到信息傳遞在細胞、個體、群體、生態系統各個層次生命系統穩態的實現中都具有重要意義，并引導學生認識到信息傳遞在微觀方面的作用是實現其在宏觀方面作用的前提，一切生命活動都有其分子水平的機制。

二、課后評析

本節課主要具有以下特點：

（一）幫助學生建立新的認識角度，完善知識結構，促進知識意義化

本節課幫助學生建立了一個新的認識角度——信息傳遞的角度，并引導學生在這一角度上重新組織以前學過的知識，構建新的知識結構。通過典型的實例，將蛋白質的結構與功能，細胞膜的結構與功能，神經調節，體液調節，免疫調節，細胞的分化、凋亡與癌變，動物細胞培養，生態系統中的信息傳遞等內容中的相關部分組織在一起，進行打通模塊的綜合性復習。這樣的復習，能夠使學生掌握知識之間的橫向聯系，使知識網絡更為豐富和健全，有利于知識的鞏固、提取、遷移和應用。比如，通過本節課的學習，學生會發現，在必修1所學的“細胞膜的功能”之一 ——“信息傳遞”，在必修1的細胞的分化、凋亡與癌變，必修3的動物生命活動的調節，以及選修3的動物細胞培養（接觸抑制）等生命活動或生命現象中，有了各種具體的表現，并且都可以從蛋白質的結構與功能角度得以解釋。學生還會發現，如果從更高的層面分析，DNA的復制、轉錄和翻譯，生態系統穩態的維持，也都可以通過“信息傳遞”這條紐帶與前面所述的內容聯系在一起，這對于學生完善知識結構，實現知識意義化具有非常積極的意義。

（二）幫助學生形成新的認識思路，獲得程序化知識，促進知識功能化

要想讓學生的復習不只限于對知識的回顧，就要創設恰當的問題情境，從中生發出與以前所學知識相關但又不能完全用以前知識回答的問題。本節課設置了“一個人從感染流感病毒到恢復正常，體內發生了哪些相關的信息傳遞過程呢？”這樣一個問題情境，引導學生討論確定信息傳遞的大體路徑（要求用文字和箭頭表示出來，不能確定的部分用“……”表示），并針對本小組確定的信息傳遞路徑中的各個環節，嘗試說明信號分子和靶細胞分別是什么、信號分子通過什么方式作用于靶細胞、靶細胞有什么反應、靶細胞內可能發生了哪些分子水平的變化等內容。這一過程，一方面引發了學生對相關知識的回顧;另一方面也培養了學生的推理能力。在梳理了動物生命活動調節中的信息傳遞情況之后，教師又給學生補充了一些必要的知識，然后引導學生嘗試建立細胞內信息傳遞方式的一般模型，獲得程序化知識。這一模型將為學生獨立解決生命活動調節類問題提供很好的工具;而建立這一模型的過程，則可以培養學生歸納、概括、建模等能力，這對于學生科學思維的發展起到了促進作用。

（三）幫助學生實現認識方式自主化，強化生命觀念，促進知識素養化

在本節課中，除了有具體知識的復習和思維能力的培養之外，還有對生物學學科思想的凸顯及對生命本質的理解。如前所述，本節課通過“信息傳遞”這條紐帶將許多看似無關的生命現象聯系在一起，幫助學生從信息論的視角加以認識，凸顯了信息論思想和生命的統一性思想（其中包含結構與功能統一的思想和各層次生命系統之間統一的思想）。信息論思想有利于學生認識不同層次生命系統的反饋調節機制，從而更好地理解生產生活實踐中相關原理的運用;生命的統一性思想有利于學生舉一反三，由已知推測未知，發展創新思維。學科思想對學科知識具有統攝作用。例如，從高等動物生命活動調節的具體形式來講，神經調節、體液調節和免疫調節之間有所不同，但是它們都是以各種方式的信息傳遞為基礎的。往底層分析的話，就會發現，其中都有信息的發出、傳播和接收三個環節。如果抓住了各種調節方式中信息傳遞的三個環節，就可以抓住調節的主線，對調節過程的理解便可以實現清晰化和條理化。

另外，在本教學設計中，教師反復引導學生從分子水平認識生命現象，使學生認識到任何生命活動都有其物質基礎。比如，生命活動中的信息傳遞離不開蛋白質的功能，即便是人的感覺、意識的形成也不例外。上述認識的形成，有利于學生理解生命的物質性和生命的本質，形成唯物主義的世界觀和科學的生命觀念，體現了生命科學在育人方面獨特的價值。

“從知識到能力到素養發展的進階和教學轉化模型”表明，知識意義化、知識功能化和知識素養化存在著進階與轉化的關系，這就意味著，知識教學與能力培養、素養提升是可以融合統一的。參照上述模型，高三生物復習課中的知識復習，應本著讓學生實現生物學知識的意義化、功能化和素養化來進行，這可使學生對生物學知識的復習有效地轉化為生物學學科核心素養的提升。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 王健.基于學生核心素養的生物學科能力研究[M]. 北京：北京師范大學出版社，2018：4-6.

[2]? 桑建利.細胞生物學[M].北京：科學出版社，2016：282-283.

（責任編輯 黃春香）