聚焦學科核心素養培養的高中生物教學設計——以人教版高中“基因在染色體上”為例

龔雷雨

（無錫市教育科學研究院 江蘇無錫 214001）

《普通高中課程方案》及學科課程標準頒布后，高中各學科基于學科本質凝練了本學科的核心素養。自此，昭示學生發展核心素養的教育時代已經到來。關于優秀課的標準，歷來是仁者見仁、智者見智。但還是有公認的共同要素的，如倡導學生主體、強化知識傳授、重視能力培養、注重講練結合，理得清、講得透、練得精、用得活，等等。

核心素養視域下的高中生物優秀課，理應在生命觀念、科學思維、科學探究及社會責任等生物學科核心素養培養的整體架構、路徑突破、策略選擇等方面下功夫，努力做到內容言之有理、結構嚴謹合理、方法有條有理，實現問題與思維并行、科學與人文并重、預設與生成并進，在堅持課程育人價值導向、體現學科典型學習方式、依從知識發生發展規律、促進學生深度融合學習等方面有新的突破。

下面以人教版高中“基因在染色體上”為例，簡述聚焦學科核心素養培養的教學設計思路與過程。

1 科學的方法

“基因在染色體上”一課教材內容的編排，從薩頓的假說到摩爾根的果蠅雜交實驗，再到摩爾根解釋的驗證等，具有鮮明的邏輯推理路徑。無論是實驗材料的選擇，還是科學研究方法的創新，對學生的學習都有較強的啟發性，教師要學會“用教材教”，圍繞科學家的不懈探索過程，精心設計體驗性探究實踐活動，讓學生循著科學家的足跡，開展演繹推理，主動建構概念，發展科學思維。按照這樣的思路開展本節課的教學，才能凸顯教學方法的科學性。

2 嚴謹的結構

教師要發現并學會從關注教材編寫邏輯到把握教學設計邏輯。本節教材按照科學史的順序進行編排，本身就有嚴謹的邏輯結構：首先介紹薩頓基于基因和染色體行為的相似現象，提出基因位于染色體上的假說；緊接著，教材提及基因和染色體的行為存在平行關系，從理論上支持基因位于染色體上的假說；教材最后的“孟德爾遺傳規律的現代解釋”，則是綜述，對孟德爾遺傳規律進行解釋。

在明晰教材編寫思路的基礎上，教學實施的程序也就會清晰流暢。在課題引入環節，教師要創設問題情境，有目的地引導學生思考基因與染色體的關系，激發學生探究興趣，還可列表比較，讓學生體會科學家類比推理的方法。在新課展開階段，教師可根據教材“思考·討論”（分析減數分裂中基因和染色體的關系）板塊意圖，組織學生畫圖或利用學具模型操作，呈現基因和染色體的行為之間的平行關系，讓學生親身體驗薩頓提出假說的過程，比較分析、歸納總結，領悟內化思維方法，促進學生理解科學推理的邏輯性和嚴謹性，引出摩爾根的果蠅雜交實驗。分析基因位于染色體上的實驗證據時，教師要作閱讀指導，并提出問題串：此實驗現象是否符合分離定律?判斷果蠅的顯隱性性狀的依據是什么？為什么？果蠅雜交實驗結果與豌豆雜交實驗結果分別說明了什么？……這些問題可為幫助學生分析摩爾根的果蠅雜交實驗作知識鋪墊，為學生探究作準備；在“思考·討論”（摩爾根解釋的驗證）板塊教學時，教師可借助組織學生討論、遺傳圖解繪制、實驗設計等任務驅動形式，幫助和促進學生學會分析、推理，培養學生的邏輯推理能力和想像力，認同摩爾根基因在染色體上的結論，培養設計實驗的能力，進一步體會假說-演繹法，認同基因在染色體上呈線性排列，了解生物科技的發展。又通過解釋孟德爾遺傳規律的實質，引導學生畫圖或操作學具模型，在動手、動腦中學以致用，培養歸納、概括的科學思維。在最后的交流總結環節，教師引導總結，促進學生的知識建構，達到師生共同盤點、回味及反思學習的目標。

3 合理的邏輯

核心素養視域下的高中生物好課，理應將培養學生學科核心素養邏輯貫穿課堂教學始終。

教師要圍繞“基因在染色體上”的探索過程，開展生物科學史的教育，精心設計分類比較、畫圖、學具模型操作、實驗設計等實踐活動，幫助學生發現生命世界的規律，使學生學會探究生命奧秘的方法，不斷增強學生的生命觀念。

在教學中，教師要突出科學思維訓練，利用“問題探討”，創設思維情境，引發學生對基因與染色體關系產生聯想。并提出問題：對人類基因組測序，為什么不測定全部染色體？教師從事實出發，為學生搭建思維橋梁，有目的地引導學生關注基因與染色體的關系，以激發學生的求知欲。

教師要注意落實科學探究實踐，利用“思考·討論”，通過列表類比、畫圖或操作模型活動，使學生感悟“基因在染色體上”的假說。為幫助學生感悟薩頓的類比推理過程，教師可以利用表1比較基因與染色體的行為變化，啟發學生進行類比分析，幫助學生領悟科學家的思維過程。

表1 基因與染色體的比較

教師還可利用“思考討論”欄目，設計全體學生參與的實踐活動，在染色體上標注基因（一對基因），讓學生畫圖表示減數分裂配子形成過程，或制作學具模型，讓學生動手、動腦，使學生在實際操作中增強對科學原理的直觀體會。

教師將“問題串”變成“思維串”，培養學生的科學思維品質，可利用“思考·討論”欄目，設計問題引導學生開展實驗驗證，使學生認同摩爾根“基因在染色體上”的實驗結論：①摩爾根為什么對薩頓的假說持懷疑態度？②比較摩爾根果蠅雜交實驗結果與孟德爾豌豆雜交實驗結果，能想到什么？③摩爾根等人在分析控制眼色的基因在性染色體的位置時，可能有哪些假設？

接著，教師利用“思考·討論”欄目設計問題追問，使學生認識到驗證的重要性，引導學生設計實驗方案，習得科學探究方法：①在摩爾根等人的設想得到合理的解釋后，為什么還要設計進一步的實驗驗證？②如何設計實驗對摩爾根的解釋進行驗證？有幾種可能的測交方式？你能畫出遺傳圖解嗎？③摩爾根等人的實驗驗證是如何進行演繹推理的？

這樣的設計注重創設問題情境，為學習知識、訓練技能、習得方法，提供多角度的信息資源。師生共同探討“孟德爾遺傳規律的現代解釋”話題，讓學生體會運用類比推理的方法，在實踐中培養學生的科學想象、歸納總結和邏輯推理等能力。在“思考·討論”環節，教師由質疑開始、問題入手、趣味對話，把師生共同關注的“薩頓的假說”“摩爾根果蠅雜交實驗”等話題不斷推進。

教師要努力提升學生的社會責任。課程之所以重要，緣于它不僅是一個“教養”的過程，即傳授知識、訓練技能和習得方法，而且還是一個“教育”的過程，幫助和促進學生成為具有優良品格、社會責任、擔當意識和家國情懷的現代公民。在展開“薩頓的假說”“摩爾根果蠅雜交實驗”“孟德爾遺傳規律的現代解釋”等內容時，教師既要遵循科學家原本研究思路，又要結合學生認知特點合理創新，注重學生科學素養的養成，促進學生運用科學探究的基本思路和方法，探究生命活動規律并開展交流與討論，激發學生追求真理、崇尚科學、百折不撓的精神品質。

4 簡約的過程

本節課教學可采用列表進行類比分析，借助畫圖或學具模型操作等體驗性活動，引導學生思考，得出相應結論，發展科學思維。教學過程如圖1所示。

圖1 教學過程示意圖

5 教學反思

課堂教學效果良好，概括來講，就是學生參與程度高、學習氛圍好、學業有進步、品格有提升等。通過學習，學生掌握了必要的生物學知識、基本技能，這也是教學顯性目標的達成。效果良好的一個重要的觀察點是，學生在課堂教學活動展開時的情緒和態度是否積極、主動，學習狀態是否處于良好狀態。因為，學習態度直接反映學生對生物學科以及執教教師的認可程度，很大程度上決定著學習效果。當然，教師還要關注學生學習生物學的興趣，興趣是學習動因，學生學習生物學的興趣大小反映了其學習內驅力的大小。此外，生物學的學習方法多種多樣，有觀察、實驗、猜測、驗證、推理、交流、探究、資料搜索、資料篩選等。學生只有習得多樣化的學習方法并能靈活運用，才能更好地把生物學知識與生活實際相結合，才能學以致用、學用結合。有效的課堂還會呈現學生緊緊圍繞學習目標，積極地參與每個環節，且有比較深刻的思維碰撞，情境交融，師生、生生互動，彰顯課堂的生命力。

總之，核心素養視域下的教學設計應該目標定位恰當，符合課標要求，切合學生實際，突出學科核心素養，體現學科典型學習方式，培養學科情感、筑牢學科精神、奠定學科志向；應該依從知識發生發展規律，提升學生參與度、學習緊張度、思維深刻度、探究專注度，促進學生深度學習的發生；應該目標達成度高，特別是學生學得主動、生動、活潑，各有所思、各有所得、各有所進；更應該引導思想、敞亮思維、激活思辨。