核心素養視域下高中生物學教學策略分析

【摘要】核心素養視域下的高中生物學教學，強調培養學生的學科核心素養，提倡利用情境教學等有效方法。“基因指導蛋白質的合成”是人教版必修2教材第4章“基因的表達”第1節的內容，教學重點包括RNA的結構和特點、基因指導蛋白質合成的過程以及遺傳密碼等。以人教版“基因指導蛋白質的合成”教學為例，從情境驅動、問題導向、合作學習、社會實踐方面出發，鉆研核心素養視域下高中生物學教學策略，以供參考。

【關鍵詞】高中生物學；核心素養；“基因指導蛋白質的合成”

作者簡介：張楊（1986—），男，吉林省長春市文理高中。

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（下文簡稱《課程標準》）規定，核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。核心素養的提出，引發了高中生物學教學的重要變革。以不同維度核心素養的培養為目標，既是進一步深化教學改革的要求，也是一線教師努力的方向。通過培養學生的核心素養，教師可以讓他們深入理解和靈活應用生物學知識，提高問題解決能力，成長為具備良好素質及社會責任感的人才。

一、情境驅動，培養學生正確生命觀念

在核心素養視域下，真實生動的情境能激發學生的生物學知識學習興趣和積極性，有利于提升學生的核心素養。為了培養學生正確的生命觀念，教師可以通過情境驅動的方式，在與生物學知識有關的情境中引導學生學習、理解生物學概念和原理。同時，教師可以設計不同的學習活動，讓情境教學促進學生的主動學習，提升學生的自主學習能力［1］。

以人教版“基因指導蛋白質的合成”教學為例，教師可以通過創設以下兩個情境，培養學生的生命觀念，實現核心素養培養目標。

（一）情境一—侏羅紀公園一日游

情境描述：假設你是一名生物基因領域專家，被邀請參加一個特別的“侏羅紀公園一日游”活動。在活動中，你需要利用現代生物基因技術，研究復活侏羅紀時期恐龍的可行性。侏羅紀公園里的各種恐龍

的肌肉、骨骼和其他身體部位都是由特定的蛋白質構成的。

教師可以展示恐龍化石圖，呈現侏羅紀公園的平面圖，播放《侏羅紀世界3》電影片段來吸引學生的注意力。在學生觀看片段的過程中，教師要引導學生將自己代入生物基因領域專家的角色，思考在復活恐龍的過程中，基因如何指導蛋白質的合成，蛋白質如何構成恐龍的身體。教師還可以設計一個簡單的模擬實驗，要求學生使用不同顏色的球（代表不同的氨基酸），模擬將mRNA的序列（用不同長度的繩子來表示）轉化為蛋白質（用球鏈來表示）的過程，即遺傳信息的翻譯過程。

學生需要分組討論基因指導蛋白質合成的具體步驟，并且可以使用恐龍作為例子來說明。這一過程可以激發他們對恐龍身體構成的好奇心［2］。在情境中，教師要逐步引導學生進行總結，并思考基因指導蛋白質合成的過程在生物體中的重要性。同時，對于有關復活恐龍的技術是否應該被應用的話題，學生可以在一個有趣的學習環境中展開討論，進而理解課程知識，培養自身的生命觀念。

（二）情境二—細胞內的“生產線”

情境描述：假設恐龍身體的細胞內基因指導蛋白質合成的過程是一條生產線，DNA是生產圖紙，RNA是生產線上的工人，核糖體是生產設備，蛋白質是最終的產品，請嘗試繪制生產流程圖。

教師可以利用多媒體展示不同類型的恐龍，結合細胞內基因指導蛋白質合成的動畫，幫助學生形成關于生物學知識的直觀印象。同時，教師可以引導學生通過類比的方式，探討“生產線”上各個環節的作用及其相互關系，理解基因表達的過程。

學生結合教師的引導，能使抽象的生物學概念具體化，加深對生物學知識的記憶。學生可以在情境中理解基因通過轉錄和翻譯指導蛋白質的合成，形成結構與功能觀這一生命觀念。

二、問題導向，強化學生科學思維能力

《課程標準》提出關于“解決實際問題的思維習慣和能力”的核心素養培養要求。基于問題的核心素養培養活動，能助力學生的思維發展，提升學生的問題解決能力。問題教學以問題為導向，能調動學生的生物學知識學習興趣，促使學生主動進行思考，探究生物學問題，加深對生物學知識的理解［3］。所以，教師有必要通過問題導向，強化學生的科學思維能力。

在“基因指導蛋白質的合成”一課中，遺傳信息的轉錄是重要的知識。教師可以設計如下問題，引導學生思考基因指導蛋白質合成的細節，使其應用所學生物學知識解決問題：1.你認為轉錄是什么？轉錄在生物體內有哪些作用？2.在轉錄的過程中，DNA的哪條鏈被用作模板？選擇DNA的另一條鏈可行嗎？3.在轉錄的過程中，RNA聚合酶發揮什么作用？如果缺少RNA聚合酶，會發生什么事？4. DNA與mRNA在結構方面有哪些區別？這些區別對mRNA的功能有何影響？5.影響轉錄的速率或效率的因素有哪些？這些因素是怎樣發揮作用的？

之后，教師可以引導學生參考核糖和脫氧核糖的結構模式圖，總結RNA是什么物質，為什么mRNA適于作為DNA的信使。學生通過分析可以發現：雖然組成RNA的五碳糖是核糖而不是脫氧核糖（這也是DNA與RNA的區別），但是RNA的分子與DNA的分子極為相似，RNA的分子也是由核苷酸連接而成的。正因如此，RNA才具備準確傳遞遺傳信息的可能性［4］。教師還可以參考DNA與RNA在化學組成上的區別，讓學生理解遺傳信息的轉錄細節以及核糖與脫氧核糖的區別，再適時提出問題：“DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？”這一問題有利于讓學生在圖示的輔助下，結合自己的理解，回顧和分析遺傳信息的轉錄過程，建構知識體系。

對于遺傳信息的翻譯的知識，教師可以讓學生思考以下問題，進而為學生總結遺傳信息的翻譯過程及其在蛋白質合成中的重要性：1. mRNA上的遺傳密碼該怎樣破解？每個氨基酸對應的密碼子只有一個還是有多個？2.核糖體在翻譯的過程中作用是什么？核糖體的作用是怎樣發揮的？3.翻譯是如何起始和終止的？起始密碼子和終止密碼子在這個過程中發揮什么作用？4.如果在翻譯過程中出現錯誤，細胞是否有識別并修正這些錯誤的機制？

通過設計問題，教師不僅能引導學生深入理解遺傳信息的轉錄和翻譯的過程，還能鍛煉他們的科學思維和問題解決能力，從而提高他們的核心素養。

三、合作學習，提升學生科學探究能力

《課程標準》指出，學生應在探究中，樂于并善于開展團隊合作，勇于創新。合作學習提倡學生之間進行交流，有利于學生通過小組探究等方式，實現對生物學知識的共同建構［5］。運用合作學習方法開展教學，能夠培養學生的團隊合作精神和溝通能力，使學生具備良好的社會適應能力。因此，教師可以設計合作學習方案，鼓勵學生在小組內充分發揮自己的優勢，提升合作學習效果，培養他們的學習能力和科學探究能力。

在“基因指導蛋白質的合成”一課中，中心法則也是重要的知識，因為中心法則揭示了生物體內遺傳信息的傳遞和表達的過程。學生通過學習中心法則，能理解生命的本質和生物的多樣性，這為他們進行科學探究提供了重要的理論依據。教師可以設計主題為“中心法則探秘之旅”的合作學習活動。在這個活動中，學生需要達成的合作學習目標包括：1.能理解中心法則、DNA的復制和遺傳信息的轉錄、翻譯過程；2.能提出問題、做出假設、合作實驗、分析數據，形成一定的科學探究能力；3.能在合作中與小組成員主動交流、溝通，互幫互助。教師具體可以按照以下步驟組織這個活動。

首先，學生要進行分組并領取學習資料、實驗材料，明確本組的探究任務，如“探究DNA復制的準確性”“探究轉錄過程中的堿基配對規則”“探究翻譯過程中的遺傳密碼破解”等。

其次，教師可以簡要介紹中心法則的概念，要求各個小組在規定時間內搜集、整理資料，提出具體的探究問題并做出假設。小組成員要結合假設共同設計模擬實驗，驗證假設。在實驗中，小組成員要觀察、記錄和分析實驗現象，思考改進實驗設計的方法。

再次，實驗結束后，各小組要整理和分析實驗數據，檢驗本組假設的正確性，并就實驗結果進行討論，參考如圖1所示的中心法則圖解（虛線表示少數生物的遺傳信息的流向），總結中心法則涉及的相關過程的特點和規律。每個小組要派一名代表，向師生展示本組的合作學習成果。在小組代表展示的過程中，教師可以鼓勵其他小組進行提問，以促進全班學生的深入互動和交流。

圖1 中心法則圖解

最后，教師要對各小組的合作學習成果進行評價，肯定學生積極的態度和優秀的成果。同時，教師也要指出各個小組應改進的地方，對中心法則的相關知識進行總結，強調其在本章學習中的重要性。

在這樣的合作學習中，學生通過假設、研究、實驗、總結，既可以理解生物學知識的本質，又可以明確中心法則在基因工程、生物制藥等領域的價值。合作學習在高中生物學教學中的應用，可以培養學生良好的科學探究素養。

四、社會實踐，增強學生社會責任意識

核心素養視域下的高中生物學教學，提倡教師設計與生物學課程相關的課外科技活動和社會實踐活動。教師可以結合教學內容組織社會實踐活動，培養學生的使命感，增強學生的社會責任意識，提升學生的社會適應能力［6］。

在“基因指導蛋白質的合成”一課中，教師可以通過如下社會實踐引導學生組建社會實踐小分隊，讓每個小隊分別完成不同的實踐任務，旨在加深學生對基因指導蛋白質合成過程的理解。

社會實踐背景：抗菌藥物能抑制細菌的生長，它們的抗菌機制值得探討。請結合課程內容，設計社會實踐方案，研究不同抗菌藥物可用于治療疾病的原理，再根據自己的心得體會，暢想未來生物制藥領域的創新成果并進行交流。

為了開展社會實踐，第一步，每個小隊需要選擇一種與基因指導蛋白質合成相關的藥物進行研究，如紅霉素、環丙沙星、利福平等。小隊成員需要分工合作，通過圖書館、互聯網等渠道，搜集有關所選藥物的資料，了解所選藥物的研發背景、應用現狀、爭議點等。

第二步，各小隊需要利用課后時間到本地制藥廠進行實踐；采訪相關領域的專家或學者，了解他們關于所選藥物的看法和建議；設計問卷，針對所選藥物的應用，利用微信公眾號、微博等進行調查，收集公眾的意見，了解公眾對所選藥物的認知程度和使用

感受。

第三步，各小隊需要圍繞社會實踐進行交流。每個小隊需要選出一名代表，從基因指導蛋白質合成的角度，匯報本隊的社會實踐成果和提出本隊的藥物研究觀點。在此期間，其他小隊可以發表本隊的觀點。

通過這樣的社會實踐，學生能了解紅霉素、環丙沙星、利福平等抗菌藥物的特性和藥物的抗菌機制（紅霉素能與核糖體結合，抑制肽鏈的延伸；環丙沙星能抑制DNA的復制；利福平能降低RNA聚合酶的活性），深刻理解基因指導蛋白質合成的過程，而且能增強在基因技術應用方面的社會責任意識，實現核心素養的發展［7］。

結語

簡而言之，課程改革的進一步深化，使核心素養成為教育領域的研究熱點。核心素養視域下高中生物學教學的新要求包括重視核心素養的培養、強調情境教學、注重跨學科融合以及關注社會議題等。采取有效的高中生物學教學策略落實這些新要求，有助于提高學生的生物學學科核心素養，為他們今后的深入學習和可持續發展夯實根基。教師在后續開展教學研究與實踐時，要樹立核心素養培養意識，將核心素養落實到具體的教學過程中，有效達成教學目標，推動高中生物學教學改革。

【參考文獻】

［1］程曉春.指向生物學科核心素養的高中生物教學策略探究［J］.考試周刊，2023（28）：105-109.

［2］封婷婷.基于核心素養的高中生物教學對策［J］.天津教育，2023（15）：81-83.

［3］楊成利.基于核心素養培養的高中生物教學實踐研究：以“基因指導蛋白質的合成”一課為例

［J］.新課程研究，2023（11）：32-34.

［4］劉西芹.基于核心素養培育的高中生物教學策略探究［J］.學周刊，2023（6）：94-96.

［5］許大苗.核心素養視域下學生科學思維能力培養策略研究：以高中生物教學實踐為例［J］.高考，2022（30）：76-78.

［6］李永團.基于核心素養的高中生物教學：以人教版“基因指導蛋白質的合成”教學為例［J］.陜西教育（教學版），2022（7/8）：118-119.

［7］葛成虹.基于核心素養的高中生物教學分析［J］.文理導航（中旬），2022（7）：10-12.