高艷輝
進入21世紀,人類社會進入知識經(jīng)濟快速發(fā)展期,科技飛速發(fā)展,自動化成都不斷提高,對創(chuàng)新型人才的需求日益增加。時代和科技變革會顯著的影響人們的生活與工作方式,進而對公民的素養(yǎng)提出新的要求。
核心素養(yǎng)是個體在未來知識經(jīng)濟、信息化時代面對復雜的、不確定性的現(xiàn)實生活情境時,運用所學的知識、觀念、思想、方法,解決真實的問題所表現(xiàn)出來的關鍵能力與必備品格。通過系統(tǒng)的學習而習得的,是關鍵的、共同的素養(yǎng),具有連續(xù)性與階段性。
學科的核心素養(yǎng)是學科育人功能的集中體現(xiàn),是通過某學科的學習而形成的關鍵能力、必備品格和價值觀念。生物學科的核心素養(yǎng)主要包括:生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任。
核心素養(yǎng)是能力,是運用生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任,在分析和解決具體問題的過程中表現(xiàn)的。因此,達成核心素養(yǎng)的情況應采用“運用……,能做……”的表述。本次課標中的常用行為動詞是:分析、解釋、說明、闡明、探究、探討、論證、構建等。
科學探究能幫助學生理解科學概念,參與科學實踐,理解科學本質都有積極促進作用。在課堂教學中開展科學探究,要幫助學生構建生物學觀點和重要概念,促進學習效率的提高與概念理解的轉化。高三生物課堂教學中如何提升學生的科學探究能力,尤其是思維、創(chuàng)新等高階能力,初步進行了如下實踐,以下以海淀區(qū)2018高三理綜測試為例。
例如2018海淀理綜生物一模的29題,通過試題的拆分和設計,沿著實驗探究的一般主線,滲透生物實驗設計的一般原則,通過設計實驗,完善實驗,到能準確的表述實驗現(xiàn)象(結果)和實驗結論,逐步提升學生的科學探究能力,尤其是思辨創(chuàng)新等能力得到極大的提升。
2018年4月11日海淀一模理綜29題:
寨卡病毒在南美流行,該地區(qū)也是登革熱病毒流行區(qū)域。為研究寨卡病毒流行與登革熱病毒的關系,科研人員進行了實驗。
(1) 病毒感染人體后,會引起___________產(chǎn)生特異性抗體,與病毒結合,阻止病毒___________宿主細胞。
基礎知識的處理:采用問答的方式讓學生構建免疫有關的內(nèi)容,同時把病毒相關的知識進行聯(lián)系。
(2)登革熱病毒與寨卡病毒結構相似。為探究登革熱病毒抗體是否可以特異性結合寨卡病毒,科研人員用血清與病毒進行抗原-抗體雜交實驗。
教學處理:先讓學生明確【實驗目的】,基于實驗目的選擇合適的【實驗材料】,然后讓學生進行【實驗設計】,強調生物實驗設計遵循的原則,比如對照原則,單一變量原則、等量原則等,同時對變量的控制進行梳理和明確,比如自變量要唯一;因變量要通過可檢測或可觀察的因變量指標來反應;無關變量要保持相同且適宜條件等。
試題改編:
【實驗目的】探究登革熱病毒抗體是否可以特異性結合寨卡病毒
自變量:登革熱病毒的抗體
因變量:登革熱病毒抗體是否可以特異性結合寨卡病毒
因變量指標:抗原-抗體陽性反應
【實驗材料】
a登革熱康復者血清 b正常人血清
c 登革熱病毒 d寨卡病毒
【實驗設計】
【預期實驗結果】
【出示實驗結果】
【結果分析】
問題1:b組和c組的作用分別是什么對照?在實驗中的作用是什么?
問題2:通過與對照組分別比較,實驗組結果如何?能得出什么實驗結論?
【得出實驗結論】登革熱病毒抗體可以特異性結合寨卡病毒。(回答實驗目的)
科學探究一般思路總結:
1.明確實驗目的:分析自變量和因變量(因變量指標)
2.選擇合適的實驗材料:實驗材料和實驗目的要匹配
3.實驗設計:變量控制—分組(對照組和實驗組)
4.實驗結果預測:可能出現(xiàn)的實驗結果
5.實驗結果分析:對照組和實驗組之間比較;實驗組之間進行單一變量對照。
6.實驗結果:描述實驗現(xiàn)象,注意用詞要準確,把差異程度表示出來(降低顯著,不顯著)
7.實驗結論:回答實驗目的(探究實驗或驗證實驗)
試題改編:
【驗證假設】
登革熱病毒的抗體與寨卡病毒結合后,結合病毒的抗體能夠幫助寨卡病毒進入宿主細胞,即存在抗體依賴性增強(簡稱ADE)
【實驗材料】
a正常人血清、 b登革熱康復者血清、
c登革熱病毒、 d寨卡病毒、
e細胞系U(不發(fā)生ADE時,對寨卡病毒的感染率很低)
f細胞系W(不發(fā)生ADE時,對寨卡病毒的感染率很高)
【設計實驗方案】
【實驗方案的評價與完善的一般思路】
1、 實驗材料的選擇是否正確?
2、 實驗變量的控制?
3、 因變量的檢測是否合理?
4、 是否設置對照組?
對于考察較多的實驗方案的評價和完善內(nèi)容,通過這樣實驗設計的訓練,從易到繁的解題訓練,能不多提升學生解題能力和科學探究能力??梢圆捎眯〗M討論的方式,展示并點評,逐步完善,最后呈現(xiàn)完整的實驗設計思路。最后通過一些解題思路的總結,讓學生以后遇到實驗方案評價和完善的試題時,有思考的切入點,最后通過高考試題,讓學生去感受北京高考試題特點及設問方式。
高階能力的提升需要常抓不懈,從基礎年級開始滲透,到高三階段進行實驗設計專題復習,慢慢提升學生的思辨與創(chuàng)新高階能力,適應新高考說明下高考能力要求。
在生物的課堂上安排適當?shù)目茖W探究,可以讓學生很好的理解科學家的實踐,包括確定變量、設計實驗方案、觀察方案、收集實驗數(shù)據(jù)、觀察現(xiàn)象,參與實地調查等多種過程,讓他們領悟生物學家在研究過程中所持的觀點以及解決問題的思路和方法,從而提高學生的科學思維和創(chuàng)新精神。在探究中有助于幫助學生理解科學本質,通過探究活動,讓學生主動參與生物學課程的學習中,發(fā)展學生的生物學核心素養(yǎng)。