高中生物學(xué)教材“拓展應(yīng)用”類習(xí)題的核心素養(yǎng)培養(yǎng)作用分析

張馨媛 井樂剛 張慶嶺

人民教育出版社2019年出版的普通高中生物學(xué)教材中，每節(jié)都設(shè)置了1～5道“拓展應(yīng)用”類習(xí)題。這類習(xí)題與社會生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系密切，是對該節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的拓展和應(yīng)用，需要學(xué)生深刻理解所學(xué)概念和原理，充分調(diào)動自己的思維和靈感，綜合運(yùn)用多種探究方法和手段才能解答。學(xué)生在答題過程中，不但鞏固了所學(xué)知識，鍛煉了多種能力，思想意識也會受到很大觸動。因此，這類習(xí)題是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的良好素材，教師應(yīng)充分重視并合理利用。下文分析了該類習(xí)題在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)方面的重要價值，提出了教學(xué)應(yīng)用建議，為一線教師提供參考。

1 形成生命觀念

生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法，包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。很多“拓展應(yīng)用”類習(xí)題有助于學(xué)生形成生命觀念。

（1）結(jié)構(gòu)與功能觀。《必修1·分子與細(xì)胞》第32頁第2 （3）題需要學(xué)生明確：每種蛋白質(zhì)分子都有與其承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變，就可能會影響其功能。本題中，如果腦啡肽的氨基酸順序發(fā)生改變，則不具有鎮(zhèn)痛作用。因此，本題有助于引導(dǎo)學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生命觀念。

（2）進(jìn)化與適應(yīng)觀。《必修1·分子與細(xì)胞》第96頁第2題學(xué)生在前兩問的基礎(chǔ)上能夠進(jìn)一步認(rèn)識到：人體內(nèi)的骨骼肌細(xì)胞仍保留著進(jìn)行無氧呼吸的能力，既可以理解為漫長的生物進(jìn)化史留下的印記，又體現(xiàn)了骨骼肌對劇烈運(yùn)動時供氧不足的適應(yīng)。該題能夠使學(xué)生領(lǐng)悟到環(huán)境對生物的選擇及生物對環(huán)境的適應(yīng)，有助于其形成進(jìn)化與適應(yīng)觀。

（3）穩(wěn)態(tài)與平衡觀。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第6頁“拓展應(yīng)用”中，學(xué)生通過查閱相關(guān)資料可以了解到，劇烈運(yùn)動雖會使肌肉產(chǎn)生大量乳酸等酸性物質(zhì)，但基本不會影響血漿的pH，原因在于血漿中HCO 3-、H 2 CO 3 等的緩沖作用以及機(jī)體的調(diào)節(jié)作用。該題能夠加深學(xué)生對人體依靠自我調(diào)節(jié)機(jī)制維持內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定狀態(tài)的理解，有助于其建立穩(wěn)態(tài)與平衡觀。

（4）物質(zhì)與能量觀。《必修1·分子與細(xì)胞》第89頁第一題需要學(xué)生明確：蛋白質(zhì)等物質(zhì)的合成是吸能反應(yīng)，葡萄糖等物質(zhì)的氧化分解是放能反應(yīng)；許多吸能反應(yīng)與ATP的水解相聯(lián)系，由ATP水解提供能量；許多放能反應(yīng)與ATP的合成相聯(lián)系，釋放的能量儲存在ATP中。該題能夠使學(xué)生認(rèn)識到能量的傳遞和利用需要以物質(zhì)為載體，有助于其樹立物質(zhì)與能量觀。

在日常教學(xué)中，教師應(yīng)充分重視并深入剖析“拓展應(yīng)用”類習(xí)題蘊(yùn)含的生命觀念，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識生物的多樣性、統(tǒng)一性、獨(dú)特性和復(fù)雜性，從而形成正確的生命觀、自然觀和世界觀，并以此指導(dǎo)探究生命活動規(guī)律，解決實(shí)際問題。

2 發(fā)展科學(xué)思維

科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力；主要包括歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等思維方法。“拓展應(yīng)用”類習(xí)題非常有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

（1）歸納思維。《必修1·分子與細(xì)胞》第8頁第一題，需要學(xué)生明確歸納法的概念和分類、不完全歸納法的概念及應(yīng)用注意事項。該題通過讓學(xué)生列舉實(shí)例，能夠加深其對不完全歸納法的理解和認(rèn)識，有助于發(fā)展學(xué)生的歸納思維。

（2）概括思維。《必修1·分子與細(xì)胞》第89頁第二題，要求學(xué)生在與葡萄糖比較的基礎(chǔ)上，概括出ATP作為能源物質(zhì)的特點(diǎn)。該題既鍛煉了學(xué)生的比較能力，也有助于培養(yǎng)其概括思維。

（3）演繹思維。《必修1·遺傳與進(jìn)化》第8頁第2（2）題，需要學(xué)生理解分離定律是生物遺傳中普遍遵循的規(guī)律，馬毛栗色和白色這對相對性狀的遺傳同樣遵循這一定律。學(xué)生在運(yùn)用分離定律解答該題的過程中，發(fā)展了從一般到個別的演繹思維。

（4）推理思維。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第75頁第2題，需要學(xué)生明確：流感是否會大規(guī)模爆發(fā)，既與流感病毒的變異大小有關(guān)，也和易感人群機(jī)體的特異性免疫（包括二次免疫）力高低有關(guān)。該題通過將推理過程補(bǔ)充完整，訓(xùn)練了學(xué)生的推理思維。

（5）模型思維。《必修1·分子與細(xì)胞》第85頁第1題，展示了可以解釋酶專一性的模型。該題需要學(xué)生仔細(xì)觀察模型的特征，準(zhǔn)確理解模型的意義，鍛煉了學(xué)生運(yùn)用模型來解釋生物學(xué)原理或規(guī)律的思維能力。

（6）建模思維。《選擇性必修2·生物與環(huán)境》第6頁第1題，要求學(xué)生運(yùn)用標(biāo)記重捕法估算池塘中的鯽魚數(shù)量。學(xué)生需要先根據(jù)題目中的已知數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型，再用其計算種群密度，此過程發(fā)展了學(xué)生的建模思維。

（7）批判性思維。《必修1·分子與細(xì)胞》第36頁第（1）題，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，對核酸保健品廣告中使用的三段宣傳語進(jìn)行評析，指出其中的邏輯漏洞。

在解答該題的過程中，學(xué)生的批判性思維得到訓(xùn)練。

（8）創(chuàng)造性思維。《選擇性必修3·生物技術(shù)與工程》第8頁第3題，需要學(xué)生明確果醋的制作原理和方法步驟，以及發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)組成和技術(shù)要求。該題通過讓學(xué)生對已有發(fā)酵裝置進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

在日常教學(xué)中，教師應(yīng)充分重視“拓展應(yīng)用”類習(xí)題對學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的重要作用，指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。在講解這類習(xí)題時，可以通過設(shè)計問題串引導(dǎo)學(xué)生深入思考，也可以讓學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行討論交流，互相啟發(fā)，合作解決問題。

3 提升科學(xué)探究能力

科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗設(shè)計、方案實(shí)施以及對結(jié)果的交流與討論的能力；既包括科學(xué)問題的提出和解決能力，也包括工程學(xué)任務(wù)的完成能力。很多“拓展應(yīng)用”類習(xí)題非常有助于提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

（1）探究科學(xué)問題。解答《必修1·分子與細(xì)胞》第80頁第三題第一問，學(xué)生不但需要具備蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)的知識，還要知道儀器選擇、樣品溶解、溶液配制、試劑加入、現(xiàn)象觀察等實(shí)驗步驟，以及試劑用量、加入順序等操作細(xì)節(jié)。第二問涉及生物學(xué)科學(xué)史的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考薩姆納之前的科學(xué)家鑒定酶本質(zhì)時遇到的困難，以及薩姆納取得成功的原因。該題有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗設(shè)計和實(shí)施能力，提高解決科學(xué)問題的能力。

（2）完成工程任務(wù)。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第55頁第二題，要求學(xué)生為胰島素分泌不足的糖尿病患者設(shè)計一個隨身攜帶的“人工胰島”。學(xué)生不僅要考慮胰島素注射時間、劑量和速度的調(diào)控，還要思考材料選擇、生產(chǎn)成本、使用的安全性、攜帶的方便性、外觀的可受性等工程學(xué)問題。該題有助于增強(qiáng)學(xué)生的工程意識，提高其工程設(shè)計能力，激發(fā)其好奇心、求知欲和創(chuàng)新力。

在日常教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生充分重視“拓展應(yīng)用”類習(xí)題對科學(xué)探究能力的培養(yǎng)作用，認(rèn)真完成并深入思考，不斷提升資料查閱、現(xiàn)象觀察、方案設(shè)計、問題解決、表達(dá)交流等科學(xué)探究能力。教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀教材中的科學(xué)史料，從中領(lǐng)悟科學(xué)探究思想，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，掌握科學(xué)探究步驟。選擇性必修模塊中的工程實(shí)踐類習(xí)題較多，教師可以讓學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，互相啟發(fā)交流，共同研究探討。

4 增強(qiáng)社會責(zé)任意識

社會責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識，參與個人與社會事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力；包括關(guān)注、參與討論并理性解釋社會議題，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活問題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，做健康中國的促進(jìn)者和實(shí)踐者。很多“拓展應(yīng)用”類習(xí)題能夠培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

（1）關(guān)注、參與討論并理性解釋社會議題。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第80頁“拓展應(yīng)用”題，要求學(xué)生從免疫調(diào)節(jié)角度，對新冠肺炎疫情中的一些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋，引導(dǎo)學(xué)生以實(shí)際行動參與公共衛(wèi)生治理和突發(fā)重大傳染病防控。該題有助于培養(yǎng)學(xué)生以造福人類的態(tài)度和價值觀，積極運(yùn)用生物學(xué)的知識和方法，關(guān)注社會議題，參與討論并作出理性解釋的社會責(zé)任意識。

（2）嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活問題。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第109頁第二題，要求學(xué)生基于對環(huán)境因素參與植物生命活動調(diào)節(jié)的認(rèn)識，提出讓曇花白天開花的措施。該題有助于培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合本地資源開展科學(xué)實(shí)踐，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活問題的社會責(zé)任意識。

（3）形成生態(tài)意識，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。《選擇性必修2·生物與環(huán)境》第88頁第一題，通過讓學(xué)生列舉兩個做自己力所能及事情以響應(yīng)低碳生活號召的例子，引導(dǎo)學(xué)生綠色出行、節(jié)約水電、避免浪費(fèi)。該題有助于學(xué)生形成生態(tài)意識和節(jié)約理念，參與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐活動。

（4）做健康中國的促進(jìn)者和實(shí)踐者。《選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第40頁第二題，通過讓學(xué)生了解熬夜影響睡眠，影響神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，降低機(jī)體免疫力等的危害，引導(dǎo)學(xué)生主動向他人宣傳關(guān)愛生命的觀念和知識，崇尚健康文明的生活方式，成為健康中國的促進(jìn)者和實(shí)踐者。

在日常教學(xué)中，教師應(yīng)充分利用“拓展應(yīng)用”類習(xí)題素材，善于發(fā)現(xiàn)、深入挖掘、合理利用其中蘊(yùn)含的社會責(zé)任教育元素，結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，聯(lián)系學(xué)生日常行為，引導(dǎo)學(xué)生從小事做起，從身邊做起，把社會責(zé)任內(nèi)化于心、外化于行。

“拓展應(yīng)用”類習(xí)題是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要載體，教師應(yīng)加強(qiáng)重視并充分利用。盡管這類習(xí)題多數(shù)是主觀題，且具有一定的難度和開放性，教師也應(yīng)盡量給學(xué)生布置并認(rèn)真檢查其完成情況。在課上，教師不僅要幫助學(xué)生分析作答錯誤或不完整、不準(zhǔn)確、不全面的原因，更要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真領(lǐng)會，深入思考，仔細(xì)探究，學(xué)以致用。教師可以通過代表發(fā)言、個別提問、作業(yè)展覽等多種方式，把學(xué)生的作答情況分享給全班同學(xué)，并給予適當(dāng)點(diǎn)評，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，潛移默化地提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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［2］趙占良.對生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的理解（三）——科學(xué)探究與實(shí)踐［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2020 （05）：4-7.