周昌蓮 李樂(lè)峰

摘要 以“細(xì)胞的分化”一課為例，針對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出自己的思考，確定具體課堂的素養(yǎng)和目標(biāo)，選擇相應(yīng)教學(xué)情境和策略，設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)，呈現(xiàn)合理的目標(biāo)性教學(xué)設(shè)計(jì)，建構(gòu)生物學(xué)科核心素養(yǎng)實(shí)現(xiàn)路徑。關(guān)鍵詞 高中生物 核心素養(yǎng) 概念教學(xué) 細(xì)胞分化

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等四個(gè)方面。這些素養(yǎng)主要通過(guò)生物課程學(xué)習(xí)得以鞏固和提升。常規(guī)的生物概念教學(xué)基本分兩步走：教師給出概念;學(xué)生練習(xí)反饋應(yīng)用。如何將生物概念教學(xué)由培養(yǎng)學(xué)生解題能力轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為主，下面以“細(xì)胞的分化”為例對(duì)核心素養(yǎng)視角下的概念教學(xué)進(jìn)行介紹。

1教材分析和設(shè)計(jì)思路

“細(xì)胞分化”是人教版新課標(biāo)教材《必修1·分子與細(xì)胞》第六章第二節(jié)內(nèi)容。本節(jié)既是對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、分裂、功能等知識(shí)的拓展和延伸，同時(shí)細(xì)胞全能性及干細(xì)胞的知識(shí)又是選修課本中克隆技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)和動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的理論基礎(chǔ)。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是細(xì)胞分化的概念和意義;教學(xué)難點(diǎn)是細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)和意義，細(xì)胞全能性的概念及實(shí)例。為了切實(shí)提高概念教學(xué)的效率，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，筆者設(shè)計(jì)精彩主線貫穿整節(jié)課，采用“自主—合作—探究”的學(xué)習(xí)方式、“問(wèn)題解決、建構(gòu)概念”的教學(xué)方法，注重發(fā)揮學(xué)生的主體地位，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

由于本節(jié)課的概念相對(duì)較多，因此在教學(xué)中，教師一方面可通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生以觀察為基礎(chǔ)，主動(dòng)獲取概念;另一方面可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，探尋概念的本質(zhì);同時(shí)，充分利用假說(shuō)—演繹法，促使學(xué)生理解概念的內(nèi)涵;最后，帶領(lǐng)學(xué)生關(guān)注生物科技的發(fā)展、關(guān)注生命健康。2教學(xué)目標(biāo)

（1）能夠應(yīng)用結(jié)構(gòu)決定功能的觀點(diǎn)，解釋細(xì)胞分化相關(guān)特征，初步培養(yǎng)生命觀念。

（2）能夠舉例說(shuō)明細(xì)胞的全能性的概念。

（3）嘗試動(dòng)手進(jìn)行植物的組織培養(yǎng);通過(guò)公共信息資源，收集干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康的資料。

（4）通過(guò)搜集和分析有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展和人類健康的資料，探討細(xì)胞分化和白血病的關(guān)系，科學(xué)理性地面對(duì)癌癥，關(guān)注細(xì)胞分化和細(xì)胞全能性在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)關(guān)愛(ài)他人、珍愛(ài)生命的意識(shí)。

3教學(xué)過(guò)程

課前準(zhǔn)備：教師搜集相關(guān)的文字和視頻資料，并組織學(xué)生收集有關(guān)白血病的病因和治療方法以及干細(xì)胞的最新研究進(jìn)展的資料，以便于課堂小組討論交流。

3.1細(xì)胞分化的學(xué)習(xí)

3.1.1創(chuàng)設(shè)情境，實(shí)力導(dǎo)課，樹(shù)立生命觀念

教師播放志愿者通過(guò)骨髓移植挽救白血病患者的新聞視頻，提出問(wèn)題：白血病是怎樣的一種疾病？目前有效的治療方法有哪些？骨髓移植為什么可以治療白血病呢？捐獻(xiàn)適量的造血干細(xì)胞，會(huì)不會(huì)損害捐獻(xiàn)者的身體健康，為什么？

學(xué)生借助課前的預(yù)習(xí)和搜集整理的資料，思考討論后紛紛回答。教師解釋自血病的病因，并說(shuō)明：白血病是白細(xì)胞異常增殖導(dǎo)致的惡性疾病。骨髓中的造血干細(xì)胞可以通過(guò)細(xì)胞分化生成正常的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等，達(dá)到治療目的。由此引入“細(xì)胞分化”課題。

設(shè)計(jì)意圖：教師借助學(xué)生熟悉、感興趣的視頻形式和話題，引發(fā)學(xué)生思考，初步培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。

3.1.2學(xué)習(xí)細(xì)胞分化的概念

教師展示胎兒發(fā)育的過(guò)程圖，學(xué)生討論交流，并思考下列問(wèn)題：人個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是什么？一個(gè)受精卵是如何形成數(shù)目和種類眾多的子代細(xì)胞的？學(xué)生通過(guò)討論，得出：這些細(xì)胞都是受精卵分裂分化產(chǎn)生的后代。形成這些體細(xì)胞的過(guò)程就是細(xì)胞分化，分裂是分化的基礎(chǔ)。

接著，教師展示肌細(xì)胞和胰島B細(xì)胞的放大圖片，提出問(wèn)題：兩種細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上有哪些差異？學(xué)生小組討論并總結(jié)。接著，師生共同歸納并提煉出細(xì)胞分化的概念，即后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異的過(guò)程。

3.1.3利用假說(shuō)—演繹法探究細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)，提升科學(xué)探究能力

教師提出問(wèn)題：肌細(xì)胞和胰島B細(xì)胞的差異是由什么過(guò)程造成的？是通過(guò)什么分子直接體現(xiàn)出來(lái)的？學(xué)生分析得到：兩種細(xì)胞的差異主要是通過(guò)蛋白質(zhì)體現(xiàn)出來(lái)的，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。教師追問(wèn)：同是由一個(gè)受精卵通過(guò)有絲分裂而來(lái)的兩個(gè)細(xì)胞的蛋白質(zhì)有差異，是不是因?yàn)榭刂破浜铣傻倪z傳物質(zhì)發(fā)生了改變？教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)做出假設(shè)。

學(xué)生做出以下兩種假設(shè)：假設(shè)1細(xì)胞在分化過(guò)程中相應(yīng)基因丟失。假設(shè)2細(xì)胞在分化過(guò)程中遺傳物質(zhì)不改變，只是基因表達(dá)情況不同。

學(xué)生的演繹推理過(guò)程如圖1所示。

教師提供科學(xué)家實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的資料：科學(xué)家用基因探針技術(shù)和抗原抗體雜交技術(shù)分別檢測(cè)來(lái)自同一個(gè)體的這兩種細(xì)胞的兩種基因和相應(yīng)蛋白質(zhì)的存在情況。結(jié)果見(jiàn)表1。

學(xué)生分析后，得出結(jié)論：由表1結(jié)果可知，假設(shè)2成立，得出細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)不是由于基因丟失所致，而是由于基因的表達(dá)情況不同，即基因的選擇性表達(dá)。在時(shí)間上，同一細(xì)胞在不同的發(fā)育時(shí)期表達(dá)的基因不盡相同;在空間上，機(jī)體不同位置的細(xì)胞表達(dá)的基因也不盡相同。

設(shè)計(jì)意圖：教師通過(guò)組織學(xué)生運(yùn)用假說(shuō)—演繹法對(duì)細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)進(jìn)行探究，既開(kāi)拓了學(xué)生的思維，又有效地突破本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生進(jìn)一步理解細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。學(xué)生運(yùn)用自主學(xué)習(xí)和合作探究的學(xué)習(xí)方式，充分發(fā)揮了學(xué)習(xí)的主體地位，培養(yǎng)了獲取信息能力、科學(xué)探究和科學(xué)思維等方面能力。

3.1.4學(xué)習(xí)細(xì)胞分化的特點(diǎn)及意義

1分析資料，提煉細(xì)胞分化的特點(diǎn)。教師提供以下資料：資料一：在人體內(nèi)，紅細(xì)胞的壽命一般為120d左??? 右。白細(xì)胞的壽命更短，只有5～7d。這些細(xì)胞都是失去了分裂能力的細(xì)胞。骨髓中造血干細(xì)胞能夠通過(guò)增殖和分化不斷產(chǎn)生不同種類的血細(xì)胞，以維持這些細(xì)胞數(shù)目的穩(wěn)定。

資料二：黑色素細(xì)胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素;離體培養(yǎng)的上皮細(xì)胞，始終保持為上皮細(xì)胞，而不會(huì)變成其他類型的細(xì)胞。

資料三：造血干細(xì)胞→原紅細(xì)胞→早幼紅細(xì)胞→中幼紅細(xì)胞→晚幼紅細(xì)胞→成熟紅細(xì)胞→死亡。

教師提出問(wèn)題：資料一、二、三說(shuō)明細(xì)胞分化具有哪些特點(diǎn)？

2聯(lián)系生活實(shí)際，總結(jié)細(xì)胞分化的意義。

教師聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，提出問(wèn)題：假如只有細(xì)胞分裂，沒(méi)有細(xì)胞分化，受精卵會(huì)發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體嗎？假如沒(méi)有社會(huì)分工，每個(gè)人的職業(yè)相同，社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況如何？

教師聯(lián)系生活實(shí)際，講解社會(huì)中的人物各司其職，相互配合，辦事效率會(huì)與沒(méi)有分工的差別。學(xué)生聯(lián)系生物膜系統(tǒng)中各種細(xì)胞器的分工，總結(jié)細(xì)胞分化的意義。

設(shè)計(jì)意圖：教師展示資料，引導(dǎo)學(xué)生分析討論，總結(jié)細(xì)胞分化的特點(diǎn)，可以提升學(xué)生獲取信息的能力。這比直接拋給他們細(xì)胞分化的特點(diǎn)印象深刻些，旨在激發(fā)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，提高生物課堂教學(xué)的有效性。

3.1.5多角度深度剖析概念

教師提出問(wèn)題：判斷細(xì)胞分化在分子和細(xì)胞水平的標(biāo)志分別是什么？設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生思考，啟發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生得出：細(xì)胞分化的標(biāo)志在分子水平上是奢侈基因表達(dá)，轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA，合成特有蛋白質(zhì);在細(xì)胞水平則是形成不同種類的細(xì)胞。這樣培養(yǎng)了學(xué)生獲取信息、科學(xué)探究和理性思維等方面的能力。

3.2學(xué)習(xí)細(xì)胞全能性

高度分化的細(xì)胞還能像早期胚胎細(xì)胞或者造血干細(xì)胞那樣再分化成其他細(xì)胞嗎？教師讓學(xué)生自學(xué)1958年美國(guó)的斯圖爾德的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提出問(wèn)題：為什么通過(guò)培養(yǎng)一個(gè)根細(xì)胞就能獲得一棵完整的胡蘿卜植株？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明什么？已分化細(xì)胞的“潛能”在怎樣特定的條件下才能將全能性發(fā)揮出來(lái)？

學(xué)生討論得出結(jié)論：高度分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。這種潛能就是細(xì)胞的全能性。高度分化的植物細(xì)胞具有全能性。

接著，教師演示克隆羊“多莉”的誕生過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生討論動(dòng)植物細(xì)胞全能性的不同，并總結(jié)細(xì)胞全能性的實(shí)質(zhì)，以此培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納能力。

學(xué)生得出結(jié)論：高度分化的動(dòng)物細(xì)胞，雖然整個(gè)細(xì)胞的全能性受到限制，但細(xì)胞核仍具有全能性;細(xì)胞具有全能性是因?yàn)楹斜疚锓N生長(zhǎng)發(fā)育所需的一整套基因。

3.3探討干細(xì)胞，樹(shù)立社會(huì)責(zé)任教師小結(jié)并過(guò)渡：剛剛，我們了解到利用細(xì)胞全

能性理論通過(guò)骨髓移植治療白血?。ㄑ┑囊环N方案。為什么骨髓中的造血干細(xì)胞可以分化成正常的血細(xì)胞呢？什么叫干細(xì)胞？干細(xì)胞有哪些種類？干細(xì)胞有哪些方面的前沿研究和應(yīng)用？教師講述干細(xì)胞的概念及應(yīng)用等知識(shí)，讓學(xué)生帶著濃厚的興趣課后繼續(xù)探究，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和團(tuán)隊(duì)合作能力，使學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)、以及嘗試解決現(xiàn)實(shí)中的生物學(xué)問(wèn)題。幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)白血?。ò┌Y），養(yǎng)成健康的生活態(tài)度，樹(shù)立正確的生命觀念和社會(huì)責(zé)任感。

3.4歸納總結(jié)，自主構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生嘗試完成以白血病為主線的概念圖，交流本節(jié)課的感悟或收獲，并完成相關(guān)練習(xí)，鍛煉學(xué)生的歸納概括能力，促進(jìn)了系統(tǒng)化、條理化所學(xué)知識(shí)，從而完成核心概念的學(xué)習(xí)。

設(shè)計(jì)意圖：教師充分利用板書(shū)資源，促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)、直觀呈現(xiàn)本節(jié)主要內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有清晰、全面的認(rèn)識(shí)。延伸研究則進(jìn)一步將本節(jié)內(nèi)容與選修知識(shí)綜合串聯(lián)，并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)和科技的聯(lián)系。

4教學(xué)反思

在本節(jié)課上，教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境主線貫穿概念教學(xué)，除了引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)獲得相關(guān)概念外，更重要的是側(cè)重于學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升，如分析資料、得出結(jié)論、語(yǔ)言表達(dá)、合作學(xué)習(xí)等能力，充分挖掘了教材中體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的概念和內(nèi)容。再者，教師通過(guò)合理運(yùn)用假說(shuō)—演繹法，引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)，并根據(jù)假設(shè)尋求細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。這樣的探究活動(dòng)能開(kāi)拓學(xué)生思維，輔助學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)概念。學(xué)生主動(dòng)參與搜集資料和講述成果，有利于提高參與科學(xué)探究的熱情。最后，教師對(duì)干細(xì)胞和器官移植等相關(guān)知識(shí)的介紹有助于學(xué)生養(yǎng)成積極關(guān)注科學(xué)技術(shù)發(fā)展、關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題的好習(xí)慣。教師通過(guò)討論—構(gòu)建—運(yùn)用，確保了學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落到實(shí)處。