平原

摘要結(jié)合“遺傳與變異”章節(jié)的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)了基于核心素養(yǎng)培育的主要概念教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞 高中生物學(xué) 核心素養(yǎng) 概念教學(xué) 遺傳與變異

中圖分類(lèi)號(hào)G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是生物學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)生物學(xué)而逐步形成的正確能力、品格和價(jià)值觀?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出，生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。生命觀念是核心素養(yǎng)最基本的部分，以生物學(xué)概念為基礎(chǔ)，理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件、現(xiàn)象的基本思想方法，形成科學(xué)的自然觀和時(shí)間觀，并以此指導(dǎo)探究生命活動(dòng)規(guī)律和解決實(shí)際問(wèn)題。其中，生物學(xué)概念包括了對(duì)生物學(xué)原理、理論等的基本理解和解釋?zhuān)切纬缮^念的基礎(chǔ)。而生物學(xué)概念的教學(xué)要求教師學(xué)習(xí)概念教學(xué)理論，掌握概念教學(xué)的基本策略，設(shè)計(jì)有意義的教學(xué)活動(dòng)以幫助學(xué)生建構(gòu)概念，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)與框架。

“遺傳與變異”是滬科版高中生物學(xué)教材第三冊(cè)第八章，是在學(xué)習(xí)了遺傳的分子基礎(chǔ)和細(xì)胞后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)遺傳規(guī)律和變異的相關(guān)知識(shí)。教材從孟德?tīng)栠z傳定律、伴性遺傳、變異和人類(lèi)遺傳病等四個(gè)方面闡述了遺傳與變異的最基本的規(guī)律。本章中相關(guān)生物學(xué)概念繁多，部分概念較為微觀和抽象，且與遺傳信息的表達(dá)、減數(shù)分裂和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論等聯(lián)系緊密，是高中生物學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以“遺傳與變異”章節(jié)中相關(guān)概念的教學(xué)為例，總結(jié)主要教學(xué)策略，從遺傳與進(jìn)化的角度認(rèn)識(shí)生命，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、進(jìn)化與環(huán)境相適應(yīng)的觀念，培育學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1關(guān)注知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，呈現(xiàn)概念產(chǎn)生過(guò)程

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，教學(xué)不能無(wú)視學(xué)習(xí)者的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單強(qiáng)硬地從外部對(duì)學(xué)習(xí)者灌輸知識(shí)，而應(yīng)當(dāng)把學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中生長(zhǎng)新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。人腦對(duì)直觀信號(hào)的接受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于抽象信號(hào)，而生物學(xué)作為一門(mén)自然科學(xué)，概念產(chǎn)生常常依附于直觀的自然現(xiàn)象和日常生活。在生物學(xué)概念教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生是否已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備，以生物學(xué)現(xiàn)象作為生長(zhǎng)點(diǎn)，揭示概念產(chǎn)生的直觀過(guò)程，進(jìn)而建立與抽象概念的聯(lián)系。

例如，在遺傳規(guī)律的概念教學(xué)中，依據(jù)教材“豌豆是一種嚴(yán)格自花傳粉的植物，能避免外來(lái)花粉的干擾而保持純種，而試驗(yàn)時(shí)又容易用人工的方法（異花授粉）進(jìn)行雜交”，引出“自花傳粉和異花傳粉”“自交和雜交”兩對(duì)概念，以及孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。實(shí)際上，由于城市學(xué)生平時(shí)接觸自然的機(jī)會(huì)較少，大部分學(xué)生沒(méi)有看到過(guò)自然狀態(tài)下生長(zhǎng)的豌豆，所以缺乏相關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，也不易理解教材中所述的“自花傳粉”和“避免外來(lái)花粉干擾”。教師可先展示碗豆花圖片或者碗豆實(shí)物，要求學(xué)生觀察碗豆蝶形花冠的整體形態(tài)。接著，教師介紹蝶形花冠的結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生觀察到：碗豆花同時(shí)存在雄蕊和雌蕊，是自花傳粉的基礎(chǔ);雄蕊和雌蕊被蝶形花冠的龍骨瓣包被，在未受到外力壓迫的情況下，雌蕊難以裸露在外接受外來(lái)花粉，所以可以避免外來(lái)花粉的干擾。由此，教師直觀地呈現(xiàn)生物學(xué)概念的產(chǎn)生過(guò)程，使學(xué)生建立抽象概念與具體的生物學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上再開(kāi)展相關(guān)概念教學(xué)，既避免了直接灌輸生物學(xué)概念，又可以讓學(xué)生體驗(yàn)生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

2關(guān)注教學(xué)范例，揭示概念本質(zhì)

運(yùn)用教學(xué)范例是生物學(xué)概念教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用非常廣泛的教學(xué)策略。選用的范例需能體現(xiàn)基本生物學(xué)概念，以學(xué)生的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，具有典型性。通過(guò)精選的范例使教學(xué)在遵從學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的前提下達(dá)成概念教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)與學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。通過(guò)范例形象直觀地呈現(xiàn)基本特征，從范例出發(fā)對(duì)相似的事物進(jìn)行歸類(lèi)和解釋?zhuān)龑?dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)相似事物的共同特征，最終揭示出隱藏的概念本質(zhì)，有效地降低抽象復(fù)雜概念的學(xué)習(xí)難度。

染色體組的概念是染色體畸變教學(xué)中的難點(diǎn)，是減數(shù)分裂學(xué)習(xí)的深化，也是后續(xù)學(xué)習(xí)二倍體、多倍體、單倍體概念的基礎(chǔ)。教材中提到“生物的配子只含有一個(gè)染色體組（即只含有一組染色體）”，但沒(méi)有給出具體的定義，因此需要教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治龊徒忉?。果蠅的染色體數(shù)較少，構(gòu)成較簡(jiǎn)單，具有一定代表性。學(xué)生在“伴性遺傳”一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了果蠅的染色體組成，具備了認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)染色體組概念的良好范例。教師可先出示果蠅體細(xì)胞染色體組成模式圖，要求學(xué)生分析并畫(huà)出生殖細(xì)胞染色體組成，直觀感受染色體組;結(jié)合多媒體展示果蠅的兩個(gè)染色體組，引導(dǎo)學(xué)生觀察每個(gè)染色體組;出示人體細(xì)胞染色體組成，要求學(xué)生指出人的染色體組，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)一個(gè)染色體組的共同特征，歸納出“染色體組是一組完整非同源染色體，它們?cè)谛螒B(tài)和功能上各不相同，具有全套遺傳物質(zhì)的本質(zhì)”。

3關(guān)注情境創(chuàng)設(shè)，激活概念學(xué)習(xí)思維

杜威指出，“學(xué)生在思維之前必需有一個(gè)情境，有一個(gè)大的范圍廣泛的情境，在這個(gè)情境中，思維能夠充分地從一點(diǎn)到另一點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)的活動(dòng)”。情境能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，對(duì)學(xué)生建立生命觀念和發(fā)展理性思維具有重要價(jià)值。從認(rèn)知規(guī)律角度，學(xué)生對(duì)概念的學(xué)習(xí)是從感性到理性，最終形成深刻認(rèn)知的過(guò)程。所以，教師可利用感性的資料吸引學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激活學(xué)生學(xué)習(xí)思維，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，形成新的概念。實(shí)踐中，由教師提供文本資料、問(wèn)題設(shè)疑、實(shí)驗(yàn)演示等要來(lái)源于學(xué)生生活的情境，通過(guò)組織討論、設(shè)置問(wèn)題串、科學(xué)探究等方式，逐步揭示情境的內(nèi)涵。在此過(guò)程中，學(xué)生的思維會(huì)逐漸被激活，逐步構(gòu)建對(duì)概念的科學(xué)認(rèn)識(shí)。

以基因突變的概念教學(xué)為例，教學(xué)內(nèi)容包括基因突變的實(shí)質(zhì)、特征和意義。依據(jù)情境創(chuàng)設(shè)策略，教師以鐮刀型貧血作為情境主干，設(shè)置問(wèn)題串和學(xué)生討論組織教學(xué)。首先，提供鐮刀型貧血文字資料和出示正常紅細(xì)胞和患者紅細(xì)胞形態(tài)圖，結(jié)合圖片和文字資料設(shè)問(wèn)：正常紅細(xì)胞和患者紅細(xì)胞形態(tài)有何差異？這種性狀差異是由哪一種物質(zhì)發(fā)生變化造成的？人體內(nèi)蛋白質(zhì)的表達(dá)受什么控制？教師引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題，聯(lián)系遺傳信息的表達(dá)過(guò)程，逐步揭示鐮刀型貧血的病因。接著，教師出示健康人和患者血紅蛋白表達(dá)模式圖，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)基因突變的原因、實(shí)質(zhì)和隨機(jī)性特點(diǎn);出示非洲鐮刀型貧血基因和瘧疾分布圖，組織學(xué)生討論“鐮刀型貧血基因與瘧疾分布的關(guān)系和原因”，引導(dǎo)學(xué)生得出基因有利或有害要通過(guò)環(huán)境檢驗(yàn)。在分析情境的過(guò)程中，學(xué)生完成基因突變相關(guān)概念的學(xué)習(xí)，同時(shí)鍛煉科學(xué)思維，并初步建立進(jìn)化與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

4關(guān)注內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建概念知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

結(jié)構(gòu)性、網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)更有利于理解和記憶。學(xué)生在學(xué)習(xí)中，為了使日益增多的知識(shí)保持在記憶中，便于根據(jù)需要迅速提取、應(yīng)用，必須建立知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，并把新知識(shí)不斷地同化到原有的知識(shí)體系里，形成一個(gè)整體網(wǎng)絡(luò)。教師在概念教學(xué)時(shí)要抓住教材中的主線和知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，抓住生物學(xué)概念之間隱含的內(nèi)在聯(lián)系，使學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，明確相關(guān)概念之間嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系。

例如，在基因分離定律教學(xué)中有大量生物學(xué)概念出現(xiàn)，如基因型和表現(xiàn)型、純合體和雜合體、顯性基因和隱性基因等，學(xué)生難以通過(guò)單純的記憶完全掌握。這些概念大多成對(duì)出現(xiàn)，并且以基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成決定生物性狀為核心相互聯(lián)系。教師注重引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和歸納概念的內(nèi)在聯(lián)系，逐步建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)（圖1），同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性和嚴(yán)密性。

5關(guān)注并列學(xué)習(xí)，比較概念關(guān)鍵特征

概念同化理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者利用在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已經(jīng)形成的概念對(duì)新概念的學(xué)習(xí)進(jìn)行同化，從而學(xué)習(xí)活的新概念。概念同化理論提出了三種概念同化形式：上位學(xué)習(xí)、下位學(xué)習(xí)和并列學(xué)習(xí)。其中，并列學(xué)習(xí)指沒(méi)有上下位關(guān)系，但存在一定聯(lián)系的概念的學(xué)習(xí)，如DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，無(wú)性生殖和有性生殖等。這類(lèi)概念往往名稱(chēng)相似，本身雖含義不同卻又存在聯(lián)系或前后關(guān)系，關(guān)鍵特征和非關(guān)鍵特征也在概念中同時(shí)存在。概念的關(guān)鍵特征及差異呈現(xiàn)得越明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)難度越低。學(xué)生如果僅僅進(jìn)行文字知識(shí)的被動(dòng)同化，易受到概念中的非關(guān)鍵特征干擾而發(fā)生概念混淆。對(duì)于適合并列學(xué)習(xí)的概念，除展示概念之間的聯(lián)系外，教師還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^和概括，突出概念關(guān)鍵特征的差異。以列表的形式進(jìn)行并列學(xué)習(xí)，以列表項(xiàng)比較概念關(guān)鍵特征，具有較好的效果。

以變異的類(lèi)型教學(xué)為例，教師在按照教材安排完成基因突變、基因重組和染色體畸變教學(xué)后，可以呈現(xiàn)變異類(lèi)型的比較表（表1），引導(dǎo)學(xué)生在填寫(xiě)表格的過(guò)程中同化知識(shí)，感悟不同變異類(lèi)型之間的關(guān)鍵差異，并學(xué)習(xí)通過(guò)關(guān)鍵差異在實(shí)例中進(jìn)行辨別的方法。