廖敏 林穎韜

摘要：結合教學實踐思考，以歷年高考題做載體，通過試題分析高考在科學思維維度的考查方式，解題思路，學生回答常見問題，進而反思教學，改變常規(guī)教學思路的側重點，將教學重心過渡到以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為教學宗旨上來。

關鍵詞：生物學學科核心素養(yǎng)生物學高考深度學習

課堂教學

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

中華人民共和國教育部制定《普通高中生物學課程標準（2017年版）》指出課程的基本理念：核心素養(yǎng)為宗旨，是著眼于學生適應未來社會和個人生活的需要。高中生物核心素養(yǎng)是學生需要的社會發(fā)展的基本生物學素養(yǎng)和個人在一生中遇到的生物學問題的思考，辨?zhèn)危接憜栴}的思維和理性、科學的解決辦法，要從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)，充分體現(xiàn)生物的特點和價值。筆者結合教學實踐思考，舉例說明核心素養(yǎng)——科學思維的考查和培養(yǎng)思路?！翱茖W思維”是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力?？茖W思維是遞進式培養(yǎng)的，主要概括為基于事實和證據(jù)掌握并運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學社會議題。下面從歸納與概括方法、生命現(xiàn)象及規(guī)律的闡釋、解決實際問題的思維習慣和能力三個方面，以高考真題為依托，思考針對科學思維的筆試考查和培養(yǎng)思路。

1歸納與概括的方法

教材以往的知識呈現(xiàn)往往更加明確地解決一個具體的問題，有著具體的步驟，舉例說理缺乏對思路形成性訓練，缺少歸納與概括，而學業(yè)的考查與評價更加注重基本思路、注意事項、過程分析、原因分析、思維拓展等學習生物的基本素養(yǎng)，進而能訓練學生在真實的新的情景中解決實際問題的能力。

【例1】（2016·高考）3.若除酶外所有試劑已預保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是（ ）

A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量

B.加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量

C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產物的量

D.加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產物的量

參考答案：C。

分析：本題考查實驗設計的注意事項，酶設計實驗最重要的注意事項是設定好反應條件后，再讓酶和底物反應，選項C正確。本題還可以有其他答案：底物+緩沖液+酶保（計時）+檢測。教輔和教材給定的實驗步驟都是具體而復雜的，因此應引導學生在復雜問題中發(fā)現(xiàn)共同規(guī)律，學會尋找主要矛盾，形成基本思路，逐步提高其歸納與概括的能力。

人教版教材有關酶的課程內容要求：說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應的蛋白質，酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度等）的影響。教學中，教師應注重對教材內容的深度挖掘，促進學生思考，使其學會舉一反三。在人教版教材中的探究活動“影響酶活性”的敘述中，明確說明酶活性的定義，即酶對化學反應的催化效率稱為酶活性。該定義的敘述較為抽象，易被忽視，因此教師強調學生理解定義時，要引導學生思考測定酶活性的方式，并舉例說明。教師要促進學生把握問題核心，使學生學會知識方法的遷移應用。教材中除了給出備選的材料儀器，更是在設計實驗形成思路時，設置了6個思考問題，教師在教學時應該予以充分利用。這些問題都是正常思考時會產生的問題，能加深學生對實驗過程的理解，使學生很好地掌握設計實驗的注意事項和方法，這也是知識遷移的前提。在所給6個問題的基礎上，教材進一步探究，這更是教師教學中重點關注的方向，如教材建議學生進行定量實驗，用表現(xiàn)同一結果所需時間來表示酶的活性，這也呼應和提示了酶活性的測定方法。教師要引導學生思考如何在定性試驗的基礎上改造成定量試驗。

2生命現(xiàn)象及規(guī)律的闡釋

觀察近幾年高考填空題，不難發(fā)現(xiàn)設問方式發(fā)生了變化，以給出結果然后設問的方式呈現(xiàn)，作出“其原因是”來設問，更能考查學生對生命現(xiàn)象及規(guī)律闡釋時所體現(xiàn)的邏輯思維能力和語言表達能力，而這也是高考考查的重點和難點。例如，2016全國卷I38（2）用氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選四種大腸桿菌，未被轉化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是什么;2017全國卷I38（1）以大腸桿菌作為受體細胞卻得不到蛋白A，其原因是什么;（2）不選用噬菌體作為載體的原因是什么。

“描述事實+分析原因+得出結論”的訓練方式切實有效。

【例2】（2016·全國卷）29.將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用³²P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含³²P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個）并釋放，則其中含有³²P的噬菌體所占比例為2/n，原因是什么？

分析：①描述事實：一個被³²P標記的噬菌體DNA分子，在不含³²P的培養(yǎng)基中復制，結果只有兩個噬菌體的DNA被標記。②分析原因（原理）半保留復制，每個噬菌體只有一個DNA分子。③得出結論：一個被³²P標記的噬菌體DNA分子，在不含³²P的培養(yǎng)基中半保留復制，結果標記的兩條鏈被分配到兩個噬菌體中。④最后，整理答案：一個含有³²P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此得到的n個噬菌體中只有兩個帶有標記。事實上，學生經(jīng)?；卮鸩煌暾?，只回答半保留復制的原理，或者只描述事實和結果。教師應引導學生將兩者有機融合。

對高考設問方式的改變，教師應反饋到課堂教學中，在授課時應該多設問，多問問題的原因，在備課或者集體備課時，重點思考問題的設置，減少無效的課堂提問，減少是非問題的回答。一節(jié)課可設置3或4個能激發(fā)學生邏輯思維和語言組織的大問題，多給學生課堂思考時間或者討論時間。教師要合理地組織生物學語言，避免學生對問題的理解過淺，培養(yǎng)學生深度學習的能力，使學生對知識的理解用規(guī)范的嚴謹?shù)恼Z言以口頭或者紙筆的形式再現(xiàn)。再輔以歷年真題，引導學生深度分析經(jīng)典例題，加以訓練，可讓學生答案的呈現(xiàn)更加規(guī)范，邏輯描述更加清晰，語言表達更加明確。

3解決問題的思維習慣和能力

趙占良認為科學思維是基于事實證據(jù)、運用科學概念、通過科學推理和論證對客觀事物的本質、規(guī)律及相互關系做出判斷和解釋、對客觀事物的發(fā)展變化做出預測的認識方式?？茖W思維可以概括為對事實的判斷和解釋以及對事物變化的預測，后者是對科學思維的高階要求，在新的情境中，通過思維習慣合理的提出解決問題的假設，運用合理的方法，預測事物的變化，通過已知探索未知，真題考查以真實情景為主。

【例3】（2019·全國I）29.干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。以該種植物的ABA缺失突變體（不能合成ABA）植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。①取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度，預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變;②將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行ABA處理，另一組作為對照，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度，預期結果是ABA處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。

分析：審題時要理解出題者本意。針對本題，出題者要驗證：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的;干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的?；诒绢}，這兩個結論單獨證明都簡單，變量分析也實屬容易。但是，學生會簡單地認為證明其一，根據(jù)非此即彼，即可證明另外一個。另外，若出題者強調只用突變體為材料，題目難度會大大下降，因為學生會想當然的用正常植株，并用正常植株進行對照，這樣答對的可能性極小。此外，要注重分組對照，這里的分組既可以如參考答案，也可只有前后對照即：干旱條件下，ABA缺失個體加水后，氣孔開度不變，加入ABA后氣孔開度減小。這樣答案雖然簡單，但也有兩次前后對照，邏輯嚴密。

學生會犯以下錯誤：

①實驗思路寫成實驗步驟，這樣會造成由于實驗步驟要求詳細，書寫篇幅多，而浪費時間;且多寫多錯，更容易暴露錯誤，言多必失。再者，評價者不容易獲取關鍵信息。

②驗證實驗與探究實驗混淆，正是所有教師強調的探究實驗和驗證試驗的區(qū)別?？此坪唵?，學生依然大量犯錯，仍會分情況討論實驗結果，出現(xiàn)“若……，則……”的論述，可能是學生審題問題，也可能是教師強調不夠，或者學生訓練不足。

實驗過程步驟比實驗思路有更高的要求，實驗思路更重要。在平常的教學中，教師已經(jīng)總結出實驗思路常見的“套路”：

①根據(jù)題意，分析自變量、因變量、實驗對象。

②按照用“自變量”處理實驗對象，檢測“因變量”，預期結果，對應結論。

按照“套路”思考和解題不難，只要把要證明的結論合理拆為兩個獨立證明的問題，但就是這樣簡單的拆分，不會靈活變通。所以，教師應強調學生既需要掌握常見的實驗思路和方法，又需學會靈活變通，在面對用常規(guī)方法不好解決的問題時，盡快通過審題形成新思路。教師要合理利用教材實驗資源，引導學生分析教材中每一個實驗或者科學史，提煉出實驗思路，在課堂上引導學生思考回答實驗思路，如思考艾弗里肺炎雙球菌轉化實驗，噬菌體侵染細菌實驗，驗證煙草花葉病毒遺傳物質實驗的設計思路。引導學生發(fā)現(xiàn)思路的共性，也是對科學思維中歸納與概括思維形成的滲透。學生對教材中每一個實驗都思考其實驗思路，既能加深對課內實驗的理解，又增強了提煉實驗思路的能力。課外學習資源中的實驗題側重考查點或有不同，教師在分析完后多問一句實驗思路，既拓展了學生的視野，也提高學生對新情景的靈活變通能力。

生物學學科核心素養(yǎng)是學生在生物學課程學習過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格與關鍵能力。核心素養(yǎng)的四個方面，并不是孤立存在的，而是相輔相成的?？傮w上，生物學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)應貫穿于教材編寫、課堂教學及考試評價中。教師可從高考典例入手分析，從考試評價角度，反思課堂教學的方法方式，有機對接課堂教學與考試評價，逐步改變以往課堂上低效的無法培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的方式，用核心素養(yǎng)觀為指導思想指導每堂課的教學。教師要圍繞核心素養(yǎng)的科學思維，深度挖掘教學內容，合理利用教學素材和手段培養(yǎng)核心素養(yǎng)。但是，核心素養(yǎng)涉及層面多、內容多，教師可注意有計劃地逐步培養(yǎng)，切勿急功近利。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要學生具備深度學習的能力和意愿。深度學習和學科素養(yǎng)的培育密切相關，深度學習的發(fā)生離不開學習個體的學習背景，而學科素養(yǎng)的培育很大程度上需要深度學習來實現(xiàn)。