潘明鳳

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂版）》更加提倡情境教學來培育學生的核心素養(yǎng)，要求教師通過創(chuàng)設與生產(chǎn)、生活、科研密切相關的真實情境，讓學生在情境分析中，開展探究活動，培養(yǎng)科學思維，領悟生命觀念，激發(fā)社會責任，充分落實核心素養(yǎng)。所謂“一境到底”，即同一情境設計為故事主線的形式，采用一系列連續(xù)且動態(tài)的情節(jié)型情境貫穿整個教學過程，問題環(huán)環(huán)相扣，依次展開;教學自然流暢，循序漸進;學生興趣盎然，積極性高;課堂教學高效，重點突出。該策略可充分體現(xiàn)高中生物學課程標準的基本理念，實現(xiàn)生物教學的育人價值。

下面以“基因突變”一節(jié)為例，以患者就診、醫(yī)患溝通過程作為情節(jié)發(fā)展主線，呈現(xiàn)“一境到底”教學策略“起—承—轉(zhuǎn)—合”的創(chuàng)設方法。其中以患者視角設置動態(tài)情境，以醫(yī)生視角設置學生探究性活動，以達成對核心素養(yǎng)的落實。設計流程如圖1所示。

1起——創(chuàng)設情境，激活課堂

基因突變是圍繞基因結(jié)構的不穩(wěn)定性闡述生物的變異，是學生認識生命由“不變”到“變”的轉(zhuǎn)折點。生活中，生命現(xiàn)象隨處可見。在基于生命觀念的課堂教學中，教師要能努力挖掘?qū)W生身邊的生命現(xiàn)象，從“生命”創(chuàng)設情境導入課堂。

教師展示本班兩名學生與父母的合照，并通過親子間性狀的相似性和差異性引出遺傳和變異現(xiàn)象。然后進一步追問：A同學的父母都是雙眼皮，而A同學是單眼皮，他的單眼皮有可能傳給后代嗎？B同學的一家三口皮膚都很白，但由于拍照時是夏天B同學被曬得很黑，他的黑皮膚可能遺傳給后代嗎？學生討論、分析，總結(jié)出變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異，進而導入章標和節(jié)標。案例中的照片選自母親節(jié)活動素材——全家合影，展示同學的家庭合照，點燃了學生的學習熱情，激發(fā)了學生的好奇心和求知欲，體驗學習的樂趣。

2承——情境銜接，問題驅(qū)動

教師創(chuàng)設銜接的情境：一天，診所來了一位病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血患者。檢查病人的血液時，發(fā)現(xiàn)，他的紅細胞在顯微鏡下不是正常的圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，即患上了鐮刀型細胞貧血癥。

2.1分析鐮刀形細胞貧血癥形成的原因

教師出示病人的血檢報告單（圖2），引導學生利用中心法則內(nèi)容，以醫(yī)生的身份對該病的病因進行分析。由現(xiàn)象到本質(zhì)，按照個體、細胞、分子水平推測病因，引導學生認識基因突變的實質(zhì)。

根據(jù)圖2第一份報告中紅細胞形態(tài)結(jié)構異常，教師引導學生想到去檢查血紅蛋白結(jié)構;根據(jù)第二份報告中血紅蛋白結(jié)構檢查結(jié)果，引導學生發(fā)現(xiàn)引起該病的直接原因是血紅蛋白結(jié)構中某一氨基酸發(fā)生了改變，再引導學生想到去測序血紅蛋白基因結(jié)構。根據(jù)第三份報告的檢查結(jié)果，學生認識到該病的根本原因是基因的一對堿基發(fā)生了替換。

2.2構建基因突變的概念

教師課前準備好裝有不同的血紅蛋白基因突變片段的信封分發(fā)至各小組。結(jié)合信封內(nèi)突變片段，設計一系列問題，引導學生展開思維，歸納、推理，得出結(jié)論：1堿基的對改變方式除了“替換”，還可以發(fā)生哪些改變？2突變后的基因是不是原來的基因？3新基因和原來的基因是否控制同一性狀？4DNA堿基序列的改變一定是基因突變嗎？

問題1的解答要求學生對比突變片段之間堿基對的差別。學生根據(jù)已有的經(jīng)驗，很容易想到堿基對改變方式還可以是增添或者缺失。問題2、3的目的是使學生理清基因突變的結(jié)果。學生進一步推理：突變后的基因中堿基對的排列順序發(fā)生改變，即基因結(jié)構發(fā)生改變，不再是原來基因。新基因與原基因控制的是紅細胞形狀的不同表現(xiàn)類型，互為等位基因。問題4幫助學生重點辨析DNA與基因間的關系。通過系列問題的歸納，學生自主建構基因突變的概念，闡明基因突變的結(jié)果，感悟基因突變的意義之一產(chǎn)生新性狀，是變異的根本來源，從而培養(yǎng)學生的結(jié)構與功能觀這一生命觀念。

2.3理解基因突變對生物性狀的影響及意義

學生以醫(yī)生的身份嘗試對患者的病請咨詢進行解答，獲得如臨其境的真實感，促進經(jīng)驗與知識的自主轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)科學思維。教師依次展示病人的咨詢問題：1我的突變基因會傳給孩子嗎？2若突變基因傳給孩子，孩子會患病嗎？3若沒有傳給孩子，孩子一定不患病嗎？4孩子的基因發(fā)生突變，就一定患病嗎？

學生分析問題，得出：1突變?nèi)舭l(fā)生于生殖細胞有可能傳給孩子，若發(fā)生于體細胞則不會傳給孩子，即不同位置的基因突變可能給子代帶來不同的影響。2若該突變基因為隱性基因，孩子是否患病還取決于來自母親的基因。3孩子自身細胞的基因也可能突變。問題4引導學生分組合作探究，利用信封內(nèi)的突變血紅蛋白基因片段，分析不同類型的堿基變化對性狀的影響，見表1。物理建模可以訓練學生的創(chuàng)造性思維，引導學生從蛋白質(zhì)對性狀的影響、基因的顯隱性關系對性狀的影響進行討論。學生分組交流結(jié)果，領會基因突變概念的內(nèi)涵與外延，形成結(jié)構與功能觀。

教師可引導學生進一步分析基因突變對生物體生存的影響：基因突變對生物體的影響是不確定的，可能有害，可能有利或者中性。這樣可使學生了解到生命的內(nèi)涵。教師引導學生逐步建立基因突變—新基因—基因型多樣性—性狀多樣性—自然選擇的邏輯關系，在深度學習中理解基因突變的意義。

3轉(zhuǎn)——遷移拓展，創(chuàng)新思維

學生繼續(xù)以醫(yī)生的身份對患者的疑問進行深入剖析：1如何避免發(fā)生基因突變？2基因突變有何特點？3我的病還能治嗎？問題激發(fā)了學生的學習興趣，引發(fā)學生的高階思維，促進深度學習，培養(yǎng)科學思維能力。

3.1基因突變的原因、特點和意義

針對問題1，教師展示收集的生活素材，引導學生分析影響基因突變的外界因素（物理、化學和生物因素）。教師提出問題：基因突變只能由外因誘發(fā)出現(xiàn)嗎？若學生思維陷入僵局，則需教師及時搭建思維支架，利用問題驅(qū)動：什么時候基因結(jié)構會變得不穩(wěn)定而容易發(fā)生堿基改變？教師進一步引導學生分析基因突變的類型（自發(fā)突變和誘發(fā)突變）以及易發(fā)生的時間——分裂的間期。

針對問題2，教師展示素材，學生歸納、推理得出基因突變具有普遍性、隨機性、不定向性、低頻性等特點。

3.2突變基因的定點“修改”

問題3是全社會密切關注的熱點問題，具有一定的挑戰(zhàn)性。教師可引導學生利用基因工程和干細胞的相關知識去尋找治療方案。學生討論后提出可行方法，教師及時給以評價。最后，教師引導學生遷移拓展：2015年，三位科學家發(fā)現(xiàn)DNA修復方法獲諾貝爾化學獎，讓學生了解基因組編輯技術。同時，呈現(xiàn)我國在這一領域的可喜成績：12013年，美國華裔生物學家張鋒首次利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對哺乳動物細胞進行了基因組編輯，引起世界轟動。22014年，首次對猴進行了基因組編輯并獲得成功。32016年，首次將基因組編輯用于治療癌癥。教師利用這些事件拉近學生與科學研究的距離，提高了學生的社會責任感，使學生認可生命科學研究的重要意義。

4合——梳理主線，建構網(wǎng)絡

教師引導學生綜合運用歸納、推理、批判性思維等方法，整合醫(yī)患交流問題主線，快速構建有關“基因突變”的完整知識體系。學生展示所畫概念圖和思維導圖，分享所學知識成果。

本案例以核心素養(yǎng)目標的4個維度為中樞，以教學環(huán)節(jié)的連接為基本骨架，努力挖掘生活中的生命現(xiàn)象，實現(xiàn)了從“生命”導入課堂→用“生命”豐富課堂→讓“生命”重煥課堂。同時，教師還要能夠?qū)W生進行潛移默化的引導，引導學生理解生命的“內(nèi)涵”，要讓他們能夠?qū)⑺鶎W的知識與“生命”相聯(lián)系，真正實現(xiàn)“生物—生活—社會”的跨越。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂版）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]基于核心素養(yǎng)和學業(yè)質(zhì)量標準的教學目標設計——以“基因突變”為例[J].中學生物教學，2019，（7）：28-30.

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