梁偉

摘 要 以“基因工程”實(shí)際教學(xué)為例，探究在生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的背景下，如何結(jié)合原三維目標(biāo)制定教學(xué)目標(biāo)及圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)。

關(guān)鍵詞 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng) 教學(xué)目標(biāo) 教學(xué)設(shè)計(jì)

結(jié)合《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》及教學(xué)大綱，要落實(shí)學(xué)生達(dá)成科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)，教師需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定每課時(shí)的教學(xué)目標(biāo)，圍繞教學(xué)目標(biāo)及學(xué)情合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué)過程，所以教學(xué)目標(biāo)的制定對(duì)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)起著重要的指導(dǎo)作用。過去，教師制定教學(xué)目標(biāo)主要以“三維目標(biāo)”為指導(dǎo)，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，教育目標(biāo)變?yōu)榕囵B(yǎng)具有核心素養(yǎng)的公民。那么，如何根據(jù)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)來制定教學(xué)目標(biāo)并設(shè)計(jì)課堂教學(xué)呢？筆者嘗試通過理論分析，結(jié)合教學(xué)案例，對(duì)此進(jìn)行探究。

1 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵——教學(xué)目標(biāo)制定的理論基礎(chǔ)

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、社會(huì)責(zé)任4個(gè)維度。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)所表現(xiàn)出的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，這些能力是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的。其中，生命觀念是基礎(chǔ)，是整合生物學(xué)核心概念的橋梁，它包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀。科學(xué)思維和科學(xué)探究是培育生命觀念的手段與方法?？茖W(xué)探究的基本程序是現(xiàn)象觀察一提出問題一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一方案實(shí)施一交流討論。在此過程中會(huì)用到科學(xué)思維中的歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法。所以科學(xué)探究與科學(xué)思維是相互滲透，相互促進(jìn)的：科學(xué)思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是科學(xué)思維的實(shí)證和發(fā)展。

2 基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)制定教學(xué)目標(biāo)

通過研究，分析生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間的聯(lián)系，教師可以在原三維目標(biāo)的基礎(chǔ)上深度研究教材，結(jié)合學(xué)情，突出學(xué)生主體地位及科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的目標(biāo)來制定教學(xué)目標(biāo)。以蘇教版生物學(xué)教科書《選修3.現(xiàn)代生物科技專題》的“基因工程概述”一課為例，分析教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)教學(xué)策略。

2.1 教材及學(xué)情分析

“基因工程概述”是蘇教版《選修3.現(xiàn)代生物科技專題》第一章“基因工程”中的第一節(jié)內(nèi)容。該部分教科書主要涉及基因工程的工具和基因工程的實(shí)施過程等知識(shí)點(diǎn)，以《必修2.遺傳與進(jìn)化》中“DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制”“基因控制蛋白質(zhì)合成”等知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)?；蚬こ淌歉咧猩锝虒W(xué)中比較難的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)點(diǎn)的理解也比較抽象，給教學(xué)帶來一定的難度。

高二的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制、基因控制蛋白質(zhì)合成等相關(guān)知識(shí)，對(duì)基因的結(jié)構(gòu)與功能有了一定的認(rèn)識(shí)。學(xué)生對(duì)于基因工程這個(gè)先進(jìn)的生物技術(shù)具有很大的興趣，同時(shí)他們對(duì)有關(guān)轉(zhuǎn)基因問題存在疑惑，使他們對(duì)這部分知識(shí)具有較強(qiáng)的求知欲。

2.2 基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)制定教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能觀的基本規(guī)律，通過分析抗蟲棉等轉(zhuǎn)基因植物的培育成功過程，闡述基因工程能夠?qū)崿F(xiàn)不同生物之間基因“剪切”和“拼接”及外源基因能夠在受體細(xì)胞中表達(dá)的原因。

結(jié)合教材中基因工程的工具、基因工程的實(shí)施過程，運(yùn)用遺傳學(xué)相關(guān)知識(shí)，探究限制酶、DNA連接酶的作用及特點(diǎn)、載體的選擇條件、基因工程的具體操作過程及能否成功的核心技術(shù)等相關(guān)問題，并能用所學(xué)知識(shí)闡述抗蟲棉等轉(zhuǎn)基因生物的培育過程。

基于基因工程的發(fā)展過程，搜集資料，舉例說出基因工程的應(yīng)用及在人類生產(chǎn)生活中的意義，并能用科學(xué)的價(jià)值觀對(duì)社會(huì)發(fā)生“轉(zhuǎn)基因”產(chǎn)品的恐慌現(xiàn)象提出自己的觀點(diǎn)。探討轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題，形成正確的科學(xué)價(jià)值觀。

3 圍繞生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)

本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)主要是立足于科學(xué)實(shí)例的分析，挖掘?qū)W科核心素養(yǎng)教育素材。教師主要以問題為導(dǎo)向，創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)，步步引導(dǎo)學(xué)生思考分析，最后達(dá)成所制定的教學(xué)目標(biāo)。

3.1 案例1：基因工程的工具

教師結(jié)合基因工程的概念，使用自制教具（圖1），模擬將生物甲的一個(gè)基因與乙的DNA進(jìn)行重組的過程。

教師創(chuàng)設(shè)問題串：①基因是DNA的片段，甲、乙兩生物的DNA如何能進(jìn)行重新組合呢？使用什么工具將基因進(jìn)行“剪切”和“拼接”？②限制酶能隨意“切割”基因嗎？為什么？它是如何實(shí)現(xiàn)將所需要的基因“切割”下來的？這體現(xiàn)它具有什么特點(diǎn)？③重組DNA分子要借助什么工具才能成功導(dǎo)入受體細(xì)胞？④根據(jù)模擬重組DNA的過程分析：所需要的載體應(yīng)該具備哪些條件？

案例設(shè)計(jì)分析：在設(shè)計(jì)該部分的教學(xué)時(shí).教師采用紙條模擬DNA分子的“剪切”與“拼接”，形象直觀地表現(xiàn)出重組DNA的過程。該過程會(huì)引發(fā)學(xué)生思考：如何將“基因”進(jìn)行“剪切”？用什么工具？限制酶切割基因?yàn)槭裁淳哂刑禺愋?？“拼接”DNA分子時(shí)會(huì)用到什么工具？學(xué)生在模擬過程中也能極大地激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，在探討過程中不斷發(fā)生思維碰撞，并擦出火花，為下一步的科學(xué)探究起到很好的推進(jìn)作用。

學(xué)生在模擬DNA重組時(shí)，除了對(duì)教材中的知識(shí)有了客觀形象的認(rèn)識(shí)以外，還產(chǎn)生了新的疑惑：用同一種限制酶切割目的基因與載體后，產(chǎn)生的黏性末端都是相同的，在拼接時(shí)目的基因與目的基因可不可以連接在一起呢？目的基因與載體連接時(shí)可以正著拼接，也可以反著拼接，哪一種拼接才能正常表達(dá)呢？針對(duì)這些疑惑，各學(xué)習(xí)小組進(jìn)行激烈的討論，學(xué)生的科學(xué)思維得到了發(fā)散提升，科學(xué)探究的欲望也得到了激發(fā)。

3.2 案例2：基因工程的實(shí)施過程

在上一節(jié)基因工程所需工具的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察分析教材“積極思維”中“抗軟化番茄是如何培育出來的”的資料，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生分析基因工程的實(shí)施過程。教師可以提出以下問題：①抗軟化番茄與普通番茄相比，有什么優(yōu)點(diǎn)？所要的目的基因是什么？所以基因工程實(shí)施過程的第一步應(yīng)該是什么？獲取目的基因一般有哪些方法？②目的基因能直接導(dǎo)入普通番茄的受體細(xì)胞中嗎？如果不能，將如何解決？③重組DNA分子如何順利地導(dǎo)入受體細(xì)胞？常用的方法有哪些？④人們?nèi)绾螜z測目的基因已成功導(dǎo)入受體細(xì)胞？

案例設(shè)計(jì)分析：教師結(jié)合具體實(shí)例，引發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生在觀察分析過程中基本能初步提出基因工程的實(shí)施過程。教師結(jié)合教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生的認(rèn)知水平，對(duì)問題進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)充和闡釋，及時(shí)消除學(xué)生的認(rèn)知沖突，使學(xué)生能在課堂教學(xué)過程中主動(dòng)思考和探究，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

在學(xué)習(xí)過基因工程的相關(guān)知識(shí)之后，教師可以讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)系生活，搜集有關(guān)基因工程應(yīng)用的現(xiàn)狀及在日常生活中有轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、轉(zhuǎn)基因食品等實(shí)例。并引導(dǎo)學(xué)生能結(jié)合所學(xué)知識(shí)提出自己的觀點(diǎn)：基因工程給人們的生活帶來了哪些影響？你如何看待社會(huì)所發(fā)生的“轉(zhuǎn)基因”恐慌現(xiàn)象？在分析和探討的過程中學(xué)生能初步形成正確看待“轉(zhuǎn)基因”的態(tài)度和科學(xué)的價(jià)值觀。

筆者緊緊圍繞著教學(xué)目標(biāo)來設(shè)計(jì)教學(xué)，教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)過程中起著重要的指導(dǎo)作用，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提供了依據(jù)和保證。

4 啟示與反思

結(jié)合以上案例，筆者對(duì)在生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的背景下如何結(jié)合原三維目標(biāo)制定教學(xué)目標(biāo)及圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，最后達(dá)成目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的教學(xué)策略提出了自己的見解。在科學(xué)素養(yǎng)的背景下，教師在教學(xué)中將面臨新的挑戰(zhàn)：如何為社會(huì)培養(yǎng)具有一定科學(xué)素養(yǎng)的人？在這種新形勢下，就需要教師在教學(xué)的同時(shí)能深入研究生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，構(gòu)建其明確具體的內(nèi)容體系，為教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)提供更科學(xué)的依據(jù);重視研究課程育人的教學(xué)策略，為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展做出更大的努力。

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