龔西旭 張技

摘要 以“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)的課堂教學內(nèi)容為例，在教學的各個環(huán)節(jié)，靈活運用多種教學手段，巧妙結(jié)合生物學科知識特點，充分激發(fā)學生合作探究的興趣，積極嘗試在高中生物學課堂教學中提升學生生物學學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞 生物學學科核心素養(yǎng)課堂教學基因染色體

中圖分類號 G633.91? ???? 文獻標志碼 B

“核心素養(yǎng)”指學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐。學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐漸形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。生物學學科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任，理解為“對生命的理解和尊重、對自然的珍愛與敬畏、對科技的認知與實踐和對社會的責任與擔當”4個內(nèi)容，以培養(yǎng)學生全面發(fā)展為宗旨，能認識生物科學的價值，具有創(chuàng)新思維品質(zhì)，具有求實、創(chuàng)新、勇于質(zhì)疑和實踐的科學精神和科學態(tài)度。

教師以“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”的課堂教學實踐為例，利用孟德爾遺傳規(guī)律和減數(shù)分裂的有關知識，引導學生推理基因在染色體。學生通過雜交實驗分析圖解的推理，培養(yǎng)科學思維;通過分析和表達，培養(yǎng)分析問題的能力和語言表達能力。根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的教學目標，下面從滲透生物學學科核心素養(yǎng)的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個維度進行了積極的探索和實踐。

1從細胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性，建立進化與適應觀

“遺傳與進化”模塊選取的減數(shù)分裂和受精作用、DNA分子結(jié)構(gòu)及其遺傳基本功能、遺傳和變異的基本原理及應用等知識，主要是從細胞和分子水平闡述生命的延續(xù)性。生物通過減數(shù)分裂，產(chǎn)生生殖細胞，進行生殖;生物在生長、發(fā)育和遺傳實現(xiàn)生命的延續(xù)和種族的繁衍;通過進化形成物種多樣性和適應性。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”教學過程中，首先分析果蠅染色體組成，重點分析其中決定性別的性染色體。

根據(jù)薩頓的假說，教師設計學生活動：寫出一對等位基因（A和a）位于常染色體和X染色體上的基因型;寫出果蠅配子中染色體的組成。該活動的設置有助于學生理解生物在形成配子過程中形成多種多樣的配子，受驚時精子與卵細胞的隨機結(jié)合，產(chǎn)生多種多樣的后代。適應環(huán)境的個體生存，不適應環(huán)境的被淘汰。

通過以上教學在課堂中滲透生命觀念，不能僅僅立足于理解生物學知識，更重要的是促使學生形成一種思維習慣，并能在今后生物學的學習與研究中加以應用，使學生能較好地理解生物進化與適應觀的生命觀念。

2提出解釋問題的假說，利用雜交實驗分析圖解，培養(yǎng)學生科學探究精神

科學探究常采用的方法就是假說—演繹法。其中，解釋問題的假說是指在觀察和分析基礎上提出問題以后，根據(jù)自身的認知特點和已有知識來嘗試解決問題，通過推理和想象提出解釋問題的假設。假設是以已有的事實材料和科學原理為依據(jù)，對未知事物或規(guī)律的猜測性解釋。它具有兩個特征：以事實和科學知識為依據(jù);具有猜想的性質(zhì)。提出假設的過程就是對事實材料和想象的材料進行加工處理的過程。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)內(nèi)容中，提出了“控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因”一種假說。其實，摩爾根等在研究過程中提出了多種假說，教師在教學中，引導學生回顧果蠅染色體組成：如果按照薩頓的理論，基因在染色體上，那么控制白眼的基因是在常染色體上、X染色體上還是在XY染色體上？小組討論，在學案上寫出可能的假設。

假設1：控制白眼基因在常染色體上。

假設2：控制白眼的基因在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因。

假設3：控制白眼的基因在X、Y染色體上。

假設4：控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。

在此基礎上，教師引導學生分析，并寫出果蠅雜交實驗分析圖解。學生對果蠅雜交實驗的假設進行邏輯推理分析，排除了兩個無效假說，找出可以能解釋問題的兩個假設（圖1）。通過遺傳圖解的分析，學生在學習過程中逐步形成了歸納與概括、推理、創(chuàng)造性思維的能力。

3演繹推理、設計實驗，培養(yǎng)學生科學思維

演繹是假說—演繹法的核心，實驗是重點。演繹是對現(xiàn)象的分析推理，是學生進行理性思考后對事物的一個初步認識。實驗在自然學科的學習中具有極強的說服力，所有的“假說—演繹”都要靠實驗進行驗證，才能得出正確的理論和規(guī)律。在教學過程中，教師不能進行知識單方面的灌輸、講授，而要留給學生一定的思考空間，讓學生自主地發(fā)揮其潛能，去自主分析設計實驗，從而使學生體會到探索的樂趣，促使學生更積極地進行實驗和規(guī)律驗證操作對結(jié)論進行分析，從事實上驗證假說，真正感受實驗結(jié)果與預期結(jié)果一致性的成功喜悅。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)內(nèi)容中，提到了摩爾根通過測交等方法，進一步驗證了“控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因”。但從前面的假設分析可知，假設3和假設4都能解釋實驗現(xiàn)象。教材中省略了具體測交過程，教學前，教師去查閱摩爾根完整的經(jīng)典實驗，發(fā)現(xiàn)中間其實省略一些實驗過程。因此，筆者讓學生分組討論，寫出假設3和假設4的測交演繹推理。測交方案：F1紅眼（雌果蠅）×白眼（雄果蠅）。師生共同歸納：如果假設3和假設4是對的，則測交結(jié)果圖2所示。

摩爾根實際做的測交結(jié)果統(tǒng)計如下：紅眼雌126、白眼雌132、紅眼雄120、白眼雄115。上述測交實驗雖然根本不能證明基因在染色體上的位置，但獲得了白眼雌果蠅。

分組探究（學生活動）：以白眼（雌）和野生型純合紅眼（雄）為材料，設計實驗方案，探究假設3和假設4的正確性，寫出實驗方案和預測的結(jié)果及結(jié)論。通過實驗設計、分析比較，學生從中找到了兩種假設的區(qū)別，從而證明了“控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因”。

通過這種探究式學習，教學設計環(huán)節(jié)由簡單到復雜，層層遞進，不僅讓學生應用了假說—演繹的方法，還培養(yǎng)了學生獨立完成深入的探究實驗的能力。學生在探究過程中，逐步增強對真理的好奇心和求知欲，掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐的能力;同時在探究中，培養(yǎng)學生樂于并善于開展團隊合作，用于創(chuàng)新的精神。

4由質(zhì)疑轉(zhuǎn)化為堅定支持者的科學史實，培養(yǎng)學生的社會責任

學科核心素養(yǎng)的提出較之前最大的跨越是實現(xiàn)了學科教學思想向公民教育思想的轉(zhuǎn)變，著力培養(yǎng)學生基于生物學的認識。教師結(jié)合教學開展科學實踐，引導學生作出理性解釋和判斷，培養(yǎng)學生解決生產(chǎn)生活問題的擔當和能力，激發(fā)學生的家國情懷、責任擔當以及社會關愛等。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)內(nèi)容中，教師首先讓學生了認識孟德爾、薩頓、摩爾根三位偉大的科學家，明確摩爾根對前人科學家的態(tài)度，他曾表示不相信孟德爾的遺傳理論，對薩頓的假說更持懷疑的態(tài)度。然后，引導學生運用假說—演繹法，重溫摩爾根的經(jīng)典實驗過程，最后得出基因在染色體上的結(jié)論。從此，摩爾根成為孟德爾理論的堅定支持者。

通過學習摩爾根最初由質(zhì)疑孟德爾的遺傳規(guī)律轉(zhuǎn)化為堅定支持者的科學史實，認同科學研究需要敢于質(zhì)疑，追求實證的科學態(tài)度。這種教學過程培養(yǎng)了學生積極運用生物學的知識和方法，開展批判性思維，參與討論并作出理性解釋，培養(yǎng)了學生的社會責任。

總之，新課程改革的背景下，生物學科教學應立足于教材，重點落實滲透生物學科核心素養(yǎng)，提升學生的能力、激發(fā)情感成為課堂教學的主旋律，生物課堂在向?qū)W生傳授知識的同時，更應該以生物知識為載體，采用合適的教學方法培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。把以培養(yǎng)生物學科核心素養(yǎng)為目標的高中生物教學理念落到實處，讓生物學學科核心素養(yǎng)真正成為學生終身受益的成果，成為公民基本素養(yǎng)的重要組成。

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