張恒澤

(江蘇省鹽城市亭湖高級中學(xué) 鹽城 224005)

隨著江蘇新高考方案的實施，啟動的新一輪課改提出了課堂教學(xué)要以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向。生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等構(gòu)成了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，《普通高中生物學(xué)課程標準(2017年版)》中指出：“讓學(xué)生身臨其境參與實驗和其他實踐活動，幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)的知識，促進學(xué)生在實驗操作、觀察、科學(xué)思維、表達等方面的能力”，并強調(diào)“參與生物科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會問題的討論和決策，培養(yǎng)學(xué)生對自然和社會的責(zé)任感，提高科學(xué)素養(yǎng)”[1]。教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)是情境教學(xué)的核心，有價值的教學(xué)情境是與學(xué)生的思維發(fā)展相適應(yīng)的，能夠挖掘和聯(lián)系學(xué)生的生活，在具體的情境中滲透核心素養(yǎng)促使學(xué)生的思維品質(zhì)和認知能力得以提升，改變了以往對知識的“授受”模式，注重在具體的情境中通過實踐與思考主動獲取知識后所能折射出的精神氣質(zhì)，最終使學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)的形成獲得質(zhì)的飛躍。筆者以人教版高中生物學(xué)教材中“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”一節(jié)為例，結(jié)合自身教學(xué)實踐，探討在具體情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)中如何去培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

1 借“核心概念”的陌生情境培養(yǎng)生命觀念

核心概念是具有遷移價值和持久價值的關(guān)鍵性概念、原理或方法。生命觀念的形成就應(yīng)該讓學(xué)生對生物學(xué)概念有較好的理解，以生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向?qū)诵母拍畹慕虒W(xué)不能僅停留在事實的呈現(xiàn)，應(yīng)該讓學(xué)生在自主探究中自我構(gòu)建和理解核心概念的內(nèi)涵。

“活化能”是酶催化中的核心概念，概念非常抽象，如果只憑教師空洞的講解，學(xué)生確實難以理解，不能掌握其本質(zhì)的含義，在酶催化具有高效性的實驗中，筆者讓學(xué)生思考比較H2O2在加熱、催化劑條件下的分解，你認為應(yīng)該要做幾組實驗？出現(xiàn)兩組及以上組別的實驗，你認為試管如何區(qū)分？學(xué)生分組討論后每個小組取出三支干凈并且相同規(guī)格的試管，三支試管均放入2 mL的H2O2溶液，分別編號為1、 2、 3，1號試管先不做任何處理，2號試管加入2滴FeCl3溶液，3號試管加入2滴新鮮的肝臟研磨液，1號試管在常溫條件下釋放的氣泡不明顯，2號試管釋放氣泡數(shù)量較多，3號試管釋放大量的氣泡，教師提問： 為什么2號和3號試管釋放的氣泡比一號試管多？(因為加了催化劑。)教師追問： 為什么3號試管釋放的氣泡更多更明顯？(因為加入了新鮮的肝臟研磨液，研磨液中含有H2O2酶，說明有機催化劑酶的催化效果比無機催化劑效果顯著。)教師繼續(xù)追問： 原因是什么？酶催化的本質(zhì)是什么？學(xué)生討論熱烈，這時教師啟發(fā)學(xué)生把1號試管加熱試試，不同小組的學(xué)生都發(fā)現(xiàn)在加熱條件下1號試管也能釋放出氣泡，并且加熱的一定范圍內(nèi)溫度越高，釋放氣泡的速率相對越快，此時教師順勢提出疑問： 為什么2號和3號試管均沒有加熱反而釋放更多的氧氣呢？這時引入“活化能”的概念時機比較恰當，剛剛不同的小組給1號試管加熱使得H2O2從常態(tài)變成容易分解的活躍的狀態(tài)所需的能量就叫“活化能”，學(xué)生開始議論起來，那用了催化劑實質(zhì)上就是降低了反應(yīng)的活化能，并且酶降低活化能的效果更顯著，進而對“活細胞中每時每刻進行的許多化學(xué)反應(yīng)都需要有酶催化”有了深層次理解。通過學(xué)生動手、教師引導(dǎo)讓學(xué)生對“活化能”概念的理解更有層次感，對酶催化的本質(zhì)也有了進一步的了解，能夠形成科學(xué)的物質(zhì)和能量觀，同時也讓學(xué)生感受用生命觀念去分析生物的統(tǒng)一性和多樣性，并能夠應(yīng)用解決實際問題，理性認知生命活動的規(guī)律。

2 借實際“實驗操作”情境培養(yǎng)科學(xué)思維

科學(xué)思維是基于嚴密推理和事實以期達到相應(yīng)結(jié)論的方法，是一種高質(zhì)量的思維方式，需要思維者運用理智標準、邏輯去權(quán)衡事實，提升思維品質(zhì)[2]。核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課堂教學(xué)要求學(xué)生能夠基于生物學(xué)事實和證據(jù)運用創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，在實驗過程中逐步發(fā)展科學(xué)思維。

在探討酶催化具有專一性的過程中，選用的底物是淀粉溶液和蔗糖溶液，分別分裝于兩支試管中編號為1和2，各2 mL，再分別加入1 mL淀粉酶溶液到1和2兩支試管中，充分反應(yīng)一段時間后，教師提出用什么方法來鑒定淀粉溶液和蔗糖溶液是不是被水解了？理由是什么？這樣的問題創(chuàng)設(shè)能夠引發(fā)學(xué)生的思考，教師給予學(xué)生大膽發(fā)表個人見解的機會，有學(xué)生回答： 可以用斐林試劑，如果淀粉酶把淀粉水解了就有還原性糖生成，1號加入斐林試劑水浴加熱就該有磚紅色出現(xiàn)，2號試管則沒有明顯的顏色變化，實驗結(jié)果的確如此。也有學(xué)生回答： 用碘液，因為碘液和淀粉反應(yīng)呈現(xiàn)藍色，如果淀粉被完全反應(yīng)了，1號試管則不變藍，2號試管也不變藍，實驗的結(jié)果和預(yù)想的一致，這時教師啟迪學(xué)生的思維，2號試管也不變藍能說明淀粉酶把蔗糖溶液催化了還是沒有把蔗糖溶液水解？學(xué)生在思考討論中求真，推選代表回答： 加入碘液根本無法知道究竟淀粉酶有沒有把蔗糖催化水解，所以本實驗結(jié)果不適宜用碘液檢測。實驗是最真實的情境，觀察會引發(fā)學(xué)生自發(fā)的思考，激發(fā)學(xué)生的思維，提出質(zhì)疑，這時就有學(xué)生提出能不能用不同的底物，用相同的酶來做實驗？筆者這時直接把問題拋給學(xué)生，提醒學(xué)生可以自己動手操作，讓學(xué)生在實驗過程中有獲得感，通過對知識的遷移做深入的思考和體會，培養(yǎng)科學(xué)思維方法和思維習(xí)慣，注重解決實際問題的能力，具有更積極的意義。

3 借教材“資料分析”情境培養(yǎng)科學(xué)探究能力

組織以探究為特點的主動學(xué)習(xí)是落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，引導(dǎo)學(xué)生閱讀和分析教材中的“資料分析”可以把學(xué)生帶回當時科學(xué)家研究的“真實情境”，對科學(xué)家在實踐過程中的探究精神和探究技能進行領(lǐng)悟和挖掘；學(xué)習(xí)科學(xué)家在實驗過程中遇到新問題時所持有的觀點、應(yīng)變能力和解決問題的對策。

教材中通過文字和插圖描述了酶本質(zhì)探索的歷程，展示了科學(xué)家從日常生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)的新問題，通過探究實驗以期去解釋和解決生活中的現(xiàn)象，同時教材還給學(xué)生呈現(xiàn)了5個討論題，為了能夠使學(xué)生更加有目的、有針對性地閱讀和分析討論教材提供的資料，筆者對討論題進行了完善和補充，適當?shù)卣{(diào)整了討論的順序如下： ①在19世紀歐洲的釀酒業(yè)中，酒常常莫名其妙地變酸引起了科學(xué)家對什么問題進行探究?②巴斯德和李比希的觀點各是什么?各有什么積極意義?有局限性嗎？③從巴斯德和李比希的研究的結(jié)論看，出發(fā)點分別主要是什么?巴斯德和李比希對酶的本質(zhì)出現(xiàn)爭論的根源是什么?哪位科學(xué)家平息這場爭論？這對以后研究酶的本質(zhì)起作用嗎?④畢希納的實驗研究過程和得出的結(jié)論?你同意畢希納的研究成果與前人無關(guān)的觀點嗎?⑤科學(xué)家為什么不能證明酶是蛋白質(zhì)?如何證明薩姆納提取出來的脲酶的化學(xué)本質(zhì)是什么？會是蛋白質(zhì)嗎？為證明脲酶是蛋白質(zhì)，薩姆納用九年時間，因此獲得諾貝爾獎，你認為薩姆納成功的原因是什么？⑥在較長一段時間內(nèi)，科學(xué)家都認為酶是蛋白質(zhì)，請問科學(xué)家能夠得出這樣結(jié)論的依據(jù)是什么？⑦在什么時候哪兩位科學(xué)家否定了酶是蛋白質(zhì)的這個結(jié)論？⑧對酶的本質(zhì)的探索對你有何啟示？⑨請你嘗試給酶下一個相對完整的定義？學(xué)生在通過閱讀思考去探尋上述所提問題答案的過程中，體驗從生活現(xiàn)象中提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計并實施實驗、分析現(xiàn)象和得出結(jié)論的科學(xué)探究一般思路，在具體的情境中體會科學(xué)研究過程的艱辛和不易，一個科學(xué)發(fā)現(xiàn)結(jié)果的證明需要一代甚至幾代人的堅持不懈的努力。學(xué)生在閱讀和分析中對科學(xué)家探究的艱辛歷程印象深刻，提升了科學(xué)探究的能力。

4 借“媒體廣告”情境培養(yǎng)社會責(zé)任

現(xiàn)在很多“廣告”內(nèi)容直指人們?nèi)粘Ｉ罱】抵械囊恍﹩栴}，教師平時注意在教學(xué)中運用生物學(xué)的知識去認識、理解、分析或解決一些常見的與生活和健康有關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心身邊的與生物學(xué)相關(guān)的事情，嘗試解決生產(chǎn)、生活的問題，能夠?qū)σ恍┏Ｒ姷膯栴}進一步作出理性的解釋和判斷。通過選擇貼切的生活實例能夠引發(fā)學(xué)生的共鳴，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

筆者課堂上給學(xué)生播放了一段截取的視頻廣告詞“肚子脹、消化不良請用xx牌多酶片”，然后把瓶裝的多酶片呈現(xiàn)給學(xué)生，順勢提出問題： 你認為多酶片中主要含有哪些酶成分？學(xué)生在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上通過小組合作討論，借助人教版教材83頁上“科學(xué)·技術(shù)·社會”的課后閱讀材料，聯(lián)系生產(chǎn)生活中常見的問題，把學(xué)生已有的生物學(xué)知識與這些問題聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生進一步思考和討論分析： ①你認為肚子脹影響消化的內(nèi)因和外因分別是什么？②為什么會有消化不良？③與平時的飲食習(xí)慣有沒有關(guān)系？④與食物的干凈程度有沒有關(guān)系？⑤與氣候變化和穿衣習(xí)慣有沒有關(guān)系？⑥正常情況下我們應(yīng)該如何預(yù)防消化不良？⑦多食油炸食品對健康會有影響嗎？通過這些問題的討論和分析，讓學(xué)生感受到要善待自己，關(guān)愛健康，平時注意遠離生冷食品，注意健康飲食的良好生活習(xí)慣。課后閱讀材料中，與生活和健康有關(guān)的內(nèi)容還有“留在牙縫里的實物殘渣是細菌的美食，也是導(dǎo)致齲齒的禍根，含酶的牙膏可以分解細菌，使我們牙齒亮潔，口氣清新，關(guān)愛健康從保護牙齒開始”?！叭芫妇哂锌咕鬃饔?，能夠溶解細菌的細胞壁”“加酶洗衣粉比普通洗衣粉去污能力強，能把衣物清洗得更加干凈鮮亮，并且能夠保護環(huán)境”，增強學(xué)生的環(huán)保意識、健康意識，在教學(xué)中教師鼓勵學(xué)生多關(guān)注社會熱點，養(yǎng)成理性的分析和判斷，具備應(yīng)有的社會責(zé)任與擔(dān)當。

核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的情境創(chuàng)設(shè)教學(xué)是關(guān)注社會發(fā)展和個人發(fā)展的關(guān)鍵能力及必備品格，旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。教師要把核心素養(yǎng)教育理念貫穿于平時的教學(xué)實踐中，把核心素養(yǎng)與學(xué)科邏輯相融合，多創(chuàng)設(shè)新的探究性教學(xué)情景，努力使對核心素養(yǎng)評價外顯化，使學(xué)生在面對個人事務(wù)和社會議題時作出合理的科學(xué)決策，彰顯出自身肩負的責(zé)任。