学科核心素养培养背景下师范生分子生物学教学探究

赵俊杰 胡海燕 陈向东

摘要：生物学核心素养是生物科学师范生必需具备的基本素养，通过专业课渗透核心素养是培养师范生核心素养的一个重要途径。分子生物学是生物科学专业的一门专业核心课程，以“染色体和DNA”课堂教学为例，探讨了生物科学核心素养渗透于师范生专业课程分子生物学教学的具体实施方法，潜移默化中培养师范生的理性思维和生命观念，增强科学探究精神和社会责任感。

关键词：核心素养;分子生物学;教学

2016年，《中國学生发展核心素养》明确了新时代下我国基础人才的培养目标。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》以发展学生的生物学学科核心素养为宗旨，师范生作为未来的教育者，肩负着传播知识、传播思想、传播真理的重任[1]。要培养师范生成为“全面发展”的人才，就不能只注重于其专业知识的学习，要以“核心素养”的落实为标准，注意培养师范生的理性思维、科学探究、生命观念、社会责任各方面的素养。专业课的学习贯穿了师范生大学四年的学习生活，因此，在专业课学习中渗透核心素养是培养高素质师范生的一个重要途径。

一、分子生物学的课程性质

分子生物学是培养造就具有生命科学专业知识的高素质教师所需的一门专业课程，河南科技学院生物科学专业在大学三年级上学期开设，学时为64学时，与先修的生物化学、遗传学等有密切的关系，是后继的基因工程、细胞工程和蛋白质工程等课程的重要理论基础。通过本课程的学习，学生要掌握分子生物学的基本理论知识，学会分子生物学基本实验技术，具备分子生物学实验技能和基本科学素养，能够从分子水平上去分析、理解生命现象与过程，培养思考与探索生命奥秘的兴趣和能力，同时具有一定的创新意识和科研素质。

二、教学实践探讨

师范生是未来的教育者，除需要掌握基本的专业知识，还应该为人师表，具有教书育人的职业素养，具有科学探究精神和创新意识，具有崇高的使命感和高度的社会责任感。利用专业课渗透生物核心素养是师范生核心素养培养的重要途径。根据以上指导思想，以分子生物学中《染色体和DNA》一节为例，介绍在专业课程中如何融入核心素养。

（一）教学内容分析

本案例教学内容位于教材的第二章第一节，包含两部分教学内容：一是染色体的组成和结构，二是DNA的各级结构。其中核小体的结构及组蛋白的特性、染色体的四级包装模型及DNA二级结构的类型是本次课的教学重点，DNA的高级结构是本次课学习的难点。本部分将为后续学习DNA的复制和理解真核基因表达调控特点打下坚实的基础。

（二）教学目标分析

知识目标：让学生能够掌握本章教学内容，特别是重难点知识。能力目标：要在授课过程锻炼学生的理性思维，理论联系实际的能力。情感态度价值观目标：引导学生牢固树立科学的观念、教书育人的职业信念，培养社会责任感，增强爱国主义情怀。

（三）学情分析

分子生物学课程开设在大学三年级上学期，学生已经学习了生物化学、遗传学等课程，对DNA和染色体有一定的认识，为本节课的学习打下了良好的知识基础。但是对于DNA和蛋白质如何构成染色体、DNA各级结构特点的认识还不清晰、不够系统。三年级的学生已经适应大学的学习节奏，已经基本掌握专业课程的学习方法，但学习热情和积极性降低，课堂参与度也有所下降。

（四）教学方法

1、情景导入法。在上课前先播放一则贴近生活的视频，即通过DNA分型进行亲子鉴定，迅速抓住学生的注意力，调动学生的学习热情，活跃课堂气氛，引发思考，从而顺利导入新课。

2、案例教学法。结合2019年我国的新冠疫情，以武汉进行全民核酸检测的案例，结合本节课知识点简要介绍核酸检测的原理。

3、翻转课堂教学法。翻转课堂教学模式是指重新调整课堂内外的时间，将学习的主动权从教师转移至学生[2]。教师首先给学生布置自学任务，本次自学任务为染色体的四级包装结构模型。学生收到任务后按照课前分配的学习小组进行资料收集，按照教师要求制作PPT。课堂上，教师会随机抽取一组同学根据其制作的PPT为全班同学讲解染色体包装的四级结构模型，其他同学在听讲后对其讲解中的相关问题或者不清楚的地方进行提问，由讲解小组的同学来回答，小组成员解释不清楚的问题由任课教师详细解答。

（五）教学过程

第一个环节是创设情境，导入新课。通过一个DNA分型进行亲子鉴定的视频，提出问题：亲子鉴定中鉴定的是细胞中的哪种分子？这种分子在细胞中是如何构成的？通过问题引发学生思考，激起学生探求新知的欲望，从而顺利导入新课。

第二个环节是学习新知。第一部分内容“染色体的组成和结构”采用的是翻转课堂的教学方法，课下布置任务，让学生分小组收集资料、整理并制作成PPT，上课时随机抽取一个小组来进行讲解。一个小组在讲解的时候，其他小组成员认真听，待其讲完后可针对其讲解过程中不明白的问题进行提问，让负责讲解的小组成员回答，对有疑问的知识点交流讨论，通过这种方式，学生能够更加深刻地理解并掌握本次课的教学重点内容：核小体的结构及组蛋白的特性、染色体的四级包装模型。接着提出问题，为什么生物大多以DNA而不是RNA作为遗传物质呢？DNA的结构有何特点呢？这样就进入课程第二部分内容的学习。首先给学生讲述诺贝尔奖获得者沃森和克里克发现DNA双螺旋结构模型的历程，通过科学家的故事培养学生科学探究精神。接着通过图片展示沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型，并告诉学生这种模型是细胞中DNA存在的一般形式，除了这种B型DNA之外，细胞中还有其他变异类型的DNA，并通过表格对比各种类型DNA结构的异同点，学会用归纳、概括等理性思维方法探讨生命现象及规律。接着告诉学生细胞中的双螺旋DNA还会进一步扭曲盘绕形成更为复杂的特定空间结构，也就是DNA的高级结构。然后通过播放正负超螺旋转变的视频，让学生能够直观地看到DNA的二级结构是如何转变成高级结构的，进而突破DNA的高级结构这一教学难点。60D92588-5DDC-47C8-BCB2-01E7A851AECD

第三个环节是互动交流，情感升华。在这个环节，结合2019年底武汉全员核酸检测的案例，让学生分组讨论，为什么要进行全员核酸检测？大学生能为战胜疫情做什么贡献？如果你身边发现了新冠肺炎病人你会怎么做？通过讨论，学生能够更加深刻地感受到分子生物学技術在这次抗疫战争中起到的巨大作用，认识到全员核酸检测对于阻断疫情蔓延起到的巨大作用，大学生自身也要积极进行疫苗接种，为抗疫贡献一份自己的力量，增强社会责任感。同时，引导学生生活中要注意个人防护，同时不要歧视新冠肺炎患者，给他们以理解和关怀，将生命观念引入课堂教学。

（六）教学中核心素养的体现

1、通过归纳概括，培养理性思维。理性思维作为科学创造的核心要素，最重要的目的之一就是帮助学生解决从已知的知识基础走向未知的高阶知识过程中的矛盾[3]。教师要注意利用思路教学激发学生的生物学理性思维。以不同类型DNA结构特点这一知识点的学习为例，让学生先通过图片观察3种不同构型的DNA在外观上的不同，小组讨论后找代表来回答。通过观察图片，学生虽然能够发现不同构型DNA在螺旋直径、手型等方面有区别，但是不能够说出具体的区别。然后让学生自主阅读教材中的相关内容，通过列表（见表1）对比各种类型DNA结构的异同点，进而再次描述不同构型DNA的异同点，在第二次描述时学生就能够思路清晰、具体地描述出其异同点。通过该教学环节，学生可以学会用归纳、概括等理性思维方法探讨生命现象及规律，进而掌握DNA二级结构主要类型的特点这一重点教学内容。

2、通过科学家事迹，树立科学探究精神。在上课时通过向同学们介绍沃森和克里克建构DNA双螺旋结构模型获得诺贝尔奖的故事，让学生们重走科学家的研究之路，体会科学研究的魅力和历程的艰辛，培养学生的科学探究精神。

3、通过生活实例，培养生命观念，增强社会责任感。通过对我国抗疫措施的讨论，学生可以感受到我国在新冠疫情中表现出的大国担当，核酸检测技术在抗击疫情中所做出的巨大贡献，感受分子生物学技术的重要性，增强社会责任感。对对待新冠肺炎患者的态度进行讨论，引导学生学会尊重他人、关爱他人，渗透生命观念。

4、通过翻转课堂，提升教学能力，增强职业意识。通过翻转课堂的教学方式，学生可以初步体验教师的工作。通过教师的教学设计，学生亲身体验后可以潜移默化地熟悉和掌握相应的教学方法，提高自身的教学技能。

结语

分子生物学是培养生物科学高素质师范人才的专业核心课程，也是目前自然科学中进展最迅速、最具活力的领域，让学生从分子水平认识生物的遗传、发育、生长等方面的重要机制，对学生的发展具有深远影响。在课程学习中渗透生物学核心素养，让学生在掌握专业知识和技能的同时，通过翻转课堂体验“教学艺术”，理解当代教育对教师全面发展的要求，增强职业认同感和使命感。在课堂中适时引入科学史、生活案例，引导学生树立崇尚真理、客观惟实、开拓创新、乐于奉献的科学精神，体会个人成长与国家前途命运紧密相连的认同感，增强社会责任感，成长为祖国教育事业发展需要的高素质人才。

参考文献：

[1]林璇，冯健文.教师教育课程教学中融入思政元素实践探究[J].科教导刊（下旬），2019（30）：86-88.

[2]孙飞龙，孙先锋，王晓军，等.“分子生物学”翻转课堂教学模式研究与实践[J].新课程研究（中旬刊），2017（08）：44-45.

[3]吴志强.生物学科理性思维培养的实践研究[J].中学生物学，2017，33（08）：9-11.60D92588-5DDC-47C8-BCB2-01E7A851AECD