基于生物学核心素养的选修教学实践

余英

摘 要：高中生物选修教材是专题模式学习，每个专题所侧重的核心素养不同。阐述了生物学学科核心素养的概念和要素，并对选修一和选修三的专题进行要素区别，对指导教学更有针对性，并对教学实践提出相应的建议和思考。

关键词：核心素养；选修教学；教学实践

《普通高中生物课程标准（实验）（2013年版）》指出：“选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的，有助于拓宽学生的生物科技视野，增进学生对生物科技与社会关系的理解，提高学生的实践和探究能力。”但由于受教师專业化水平、学校硬件以及高考指挥棒（选考选修1或选修3）的影响，选修教材的课堂教学往往沦为“鸡肋”，教师难教、学生难学；教师不愿教，学生不愿学，失去了选修教材开设的意义。但选修模块对于提高现行高考模式下理科高中学生的生物学核心素养具有不可或缺的作用。在核心素养的视野下进行选修教学是广大高中生物教师进行课堂教学改革的需要。

一、生物学核心素养的认识和内容简介

生物学核心素养是指学生在接受生物学教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的重要概念、必备品格和关键能力。生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个要素，各要素内容简介如表1所示：

二、选修教材专题教学中涉及的核心素养要素区别（表2）

（说明：A：非常重要 B：重要 C：一般 D：很少）

三、根据素养要素的侧重开展教学实践，让教学更加有效

选修1教材常以讨论题、结果分析评价题、旁栏思考题及旁栏信息等形式展现知识原理和操作要点。因此教师教学中不需强调选修1教材中知识内容的结构性和条理性。

例1.主题《传统发酵技术的应用》，教师可以在课前引导学生根据教师提供的项目：葡萄酒、米酒、果醋、泡菜、酸奶、腐乳、自选发酵食品等，选择自己有兴趣开展发酵的实验，并要求学生在做项目过程中学会用生物学科的理论知识来理解发酵的原理，启发学生对发酵过程操作要点的思考，培养学生的科学思维；同时结合葡萄酒在中国和世界的发展历史、腐乳中所蕴含的文化价值培养学生的社会责任感。

例2.选修3专题《基因工程》和《胚胎工程》涉及很多社会议题，教师可以合理组合和结合教材内容在课堂上引导学生多讨论一些与生物学有关的社会热点，让学生在真实的实践活动中尝试解决生物学问题，增强学生的社会责任感。例如，组织学生讨论“世界首个体细胞克隆猴“中中”的诞生与生命个体发育的关系，探讨细胞克隆技术为人类面临的重大脑疾病的价值。

四、整体备课，优化教学过程，渗透核心素养

1.考点和重点结合，选准教学目标，理解概念中的生命观念

教学目标是教学设计的核心，教学目标是否合理、精确是课堂教学成败的关键。教师根据新课程标准、教材和考试说明，确定符合学生的教学目标，合理确定教学重点，有助于从生命观念的角度掌握概念。根据蛋白质的物化理性质：形状、大小、电荷性质和多少、溶解度等特征提取和分离各种蛋白质，根据考试说明的要求，因此血红蛋白的提取与分离和PCR技术的基本操作和应用可结合录像侧重原理讲解，不建议开展实验和细讲每一步骤。但对于前者学生必须掌握凝胶色谱法分离蛋白质以及凝胶电泳纯化蛋白质的原理；后者则要求学生掌握PCR技术的原理和应用。

2.建构模型，逐步培训学生科学思维

选修教材概念多、概念新、概念抽象，往往把学生搞得糊里糊涂的。例如，选修三1.1 DNA重组技术的基本工具——限制性核酸内切酶的学习，很多老师都有留意并在教学中适当复习必修二中有关DNA酶，但学生依然是“云里雾里”心头一片茫然，这是因为教师忽略了教材，忽略了教授学生学习的方法，忽略了知识理解和掌握是需要过程的。关于核酸内切酶的学习，笔者引导学生做了以下的探讨。

（1）学生活动，探究概念

请画出下列物质的结构简示图：①磷酸；②含氮碱基；③一个腺嘌呤脱氧核苷酸；④碱基对为鸟嘌呤和胞嘧啶的一对脱氧核苷酸；⑤包含碱基鸟嘌呤和胞嘧啶的单脱氧核苷酸链；⑥含四种碱基的DNA分子片段（4个核苷酸即可）。

请在下列三种图中画出磷酸二酯键：（圈的就是）

（2）温故知新，剖析概念，理解概念

①DNA的基本结构单位是____种___________

②DNA分子中的__________________和________交替连接，排列在________侧，构成DNA分子的基本骨架。

③DNA分子的两条链通过________连接；按________平行方式盘旋成________结构。

④配对的碱基，A与T之间形成________氢键，G与C之间形成________个氢键。C—G比例越大，DNA结构越________。

（3）细品课本，找出关键词，深化概念

关于谁是磷酸二酯键以及核酸内切酶的作用部位，不仅学生糊涂，老师也一知半解。由第一个活动学生了解了磷酸二酯键的概念和具体位置，教师引导学生细品课本，可知有关核酸内切酶容易混淆的知识：①它是一类酶；②“主要”来源于原核生物，真核生物中也有；③能够识别“双链DNA分子”“某种特定核苷酸序列”使每一条链中特定部位的“两个核苷酸之间”的磷酸二酯键断裂。

（4）具体情境变式，激活思维，掌握概念

教师在上述内容结束后，让学生根据下图思考以下两个问题：

①作用于a（磷酸二酯键）的酶有？

②作用于b（氢键）的酶是解旋酶、

（5）列表比较，抓住本质，同化概念

（6）举例变式，训练中运用概念

课堂上给出下图图中左边的DNA片段，提问学生：“哪一种限制酶能识别这样的序列，如何切割，请画出切割后的片段？”在此基础上再将下图中的DNA片段进行变式训练，通过这样的变式和训练，学生才能真正理解限制性核酸内切酶的作用特点。

（7）模型建构，拓展思考，通过思维能力提高运用概念

例如，在“DNA重组的基本工具”一节学习中，限制酶、DNA连接酶和载体这3种工具非常抽象，是本节教学的难点，笔者在课堂上采用学生活动，重组DNA分子的模拟操作，建构基因表达载体模型。

学生活动：重组DNA分子的模拟操作

目的要求：模拟重组DNA分子的操作过程，说出其基本原理

材料用具：两种颜色的硬纸、透明胶布等

任务：完成一个重组的DNA分子

想一想：剪刀代表什么？透明胶代表什么？除了重组DNA分子外，你还会得到其他的结果吗？剪刀代表？胶带代表？假设剪刀代表EcoRI限制酶，将如何切割？红色纸条相当于什么？模拟操作的绿色纸条相当于什么？

绿色纸片 运载体

……ATAGCATGCTATCCATGAATTCGGCATAC……

……TATCGTACGATAGGTACTTAAGCCGTATG……

红色纸片 目的基因

……TCCTAGAATTCTCGGTATGAATTCCATAC……

……AGGATCTTAAGAGCCATACTTAAGGTATG……

模型建构结束后，各小组讨论以下问题：

①如何获得相同的粘性末端？

②加入DNA连接酶，如果将多个EcoRI限制酶切后的载体和目的基因混合后，其连接产物可能有几种？

③加入DNA连接酶，如果将多个EcoRI、BamH I酶切后的载体与目的基因混合后，其连接的产物可能有哪些？

上述的問题思考，让目的基因和载体连接时“自身环化”难点以及质粒的概念就可以通过模型建构活动理解和运用概念。

3.教学流程要“精致”，注意渗透科学思维与科学方法

选修教材内容与高中必修教材内容有联系，但章节间知识相对独立，缺乏系统性，学生学起来感觉有一定难度。尤其是生物工程的内容交叉点多，不易区分。学生通过阅读初步了解课本内容，思考问题抓住本质，活动训练掌握核心内容，提问和练习反馈运用知识。

（1）培养对实验现象和结果进行解释和分析的能力

例如，选修一课题2，土壤中分解尿素的细菌的分离与计数和课题3分解纤维素的微生物的分离，可采取：①课堂讲解理论；②无菌操作可通过播放录像进行强化，对于步骤过程不需掌握，但每一个步骤的原理要清晰，如“一般选择菌落数在30～300的平板进行计数”的分析就非常重要。教师可以让学生讨论：只得到1个菌落数在30～300的平板可以吗？得到3个或3个以上菌落数

在30～300的平板，是不是就正确呢？

（2）以选修内容为探究实验设计的材料，丰富课堂教学资源

在学习必修1影响酶的活性的知识时，可以以选修1的“探究温度和pH对果胶酶的影响”作为学生实验进行开展，将选修内容前置，既可以解决课时不足，又可以作为知识学习的背景资料，有利于培养学生的科学思维和方法。

新一轮的课程改革即将到来，高中生物选修教材的教学是培养生物学科核心素养的很好资源，希望广大教师转变观念，改变课堂教学模式，多思考，使学科“核心素养”的培养真正取得实效。

参考文献：

[1]吴成军.基于生物学核心素养的高考命题研究[J].中国考试，2017（10）：25-31.

[2]刘恩山.刘晟.核心素养作引领，重视实践少而精[J].生物学通报，2017（8）：8-11.

？誗编辑 段丽君