龔西旭 張技

摘要 以“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)的課堂教學(xué)內(nèi)容為例，在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，靈活運用多種教學(xué)手段，巧妙結(jié)合生物學(xué)科知識特點，充分激發(fā)學(xué)生合作探究的興趣，積極嘗試在高中生物學(xué)課堂教學(xué)中提升學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)課堂教學(xué)基因染色體

中圖分類號 G633.91? ???? 文獻標(biāo)志碼 B

“核心素養(yǎng)”指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關(guān)愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐漸形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。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)探究和社會責(zé)任，理解為“對生命的理解和尊重、對自然的珍愛與敬畏、對科技的認(rèn)知與實踐和對社會的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)”4個內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展為宗旨，能認(rèn)識生物科學(xué)的價值，具有創(chuàng)新思維品質(zhì)，具有求實、創(chuàng)新、勇于質(zhì)疑和實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

教師以“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”的課堂教學(xué)實踐為例，利用孟德爾遺傳規(guī)律和減數(shù)分裂的有關(guān)知識，引導(dǎo)學(xué)生推理基因在染色體。學(xué)生通過雜交實驗分析圖解的推理，培養(yǎng)科學(xué)思維;通過分析和表達，培養(yǎng)分析問題的能力和語言表達能力。根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)，下面從滲透生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個維度進行了積極的探索和實踐。

1從細胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性，建立進化與適應(yīng)觀

“遺傳與進化”模塊選取的減數(shù)分裂和受精作用、DNA分子結(jié)構(gòu)及其遺傳基本功能、遺傳和變異的基本原理及應(yīng)用等知識，主要是從細胞和分子水平闡述生命的延續(xù)性。生物通過減數(shù)分裂，產(chǎn)生生殖細胞，進行生殖;生物在生長、發(fā)育和遺傳實現(xiàn)生命的延續(xù)和種族的繁衍;通過進化形成物種多樣性和適應(yīng)性。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”教學(xué)過程中，首先分析果蠅染色體組成，重點分析其中決定性別的性染色體。

根據(jù)薩頓的假說，教師設(shè)計學(xué)生活動：寫出一對等位基因（A和a）位于常染色體和X染色體上的基因型;寫出果蠅配子中染色體的組成。該活動的設(shè)置有助于學(xué)生理解生物在形成配子過程中形成多種多樣的配子，受驚時精子與卵細胞的隨機結(jié)合，產(chǎn)生多種多樣的后代。適應(yīng)環(huán)境的個體生存，不適應(yīng)環(huán)境的被淘汰。

通過以上教學(xué)在課堂中滲透生命觀念，不能僅僅立足于理解生物學(xué)知識，更重要的是促使學(xué)生形成一種思維習(xí)慣，并能在今后生物學(xué)的學(xué)習(xí)與研究中加以應(yīng)用，使學(xué)生能較好地理解生物進化與適應(yīng)觀的生命觀念。

2提出解釋問題的假說，利用雜交實驗分析圖解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神

科學(xué)探究常采用的方法就是假說—演繹法。其中，解釋問題的假說是指在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后，根據(jù)自身的認(rèn)知特點和已有知識來嘗試解決問題，通過推理和想象提出解釋問題的假設(shè)。假設(shè)是以已有的事實材料和科學(xué)原理為依據(jù)，對未知事物或規(guī)律的猜測性解釋。它具有兩個特征：以事實和科學(xué)知識為依據(jù);具有猜想的性質(zhì)。提出假設(shè)的過程就是對事實材料和想象的材料進行加工處理的過程。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)內(nèi)容中，提出了“控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因”一種假說。其實，摩爾根等在研究過程中提出了多種假說，教師在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生回顧果蠅染色體組成：如果按照薩頓的理論，基因在染色體上，那么控制白眼的基因是在常染色體上、X染色體上還是在XY染色體上？小組討論，在學(xué)案上寫出可能的假設(shè)。

假設(shè)1：控制白眼基因在常染色體上。

假設(shè)2：控制白眼的基因在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因。

假設(shè)3：控制白眼的基因在X、Y染色體上。

假設(shè)4：控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。

在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生分析，并寫出果蠅雜交實驗分析圖解。學(xué)生對果蠅雜交實驗的假設(shè)進行邏輯推理分析，排除了兩個無效假說，找出可以能解釋問題的兩個假設(shè)（圖1）。通過遺傳圖解的分析，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步形成了歸納與概括、推理、創(chuàng)造性思維的能力。

3演繹推理、設(shè)計實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

演繹是假說—演繹法的核心，實驗是重點。演繹是對現(xiàn)象的分析推理，是學(xué)生進行理性思考后對事物的一個初步認(rèn)識。實驗在自然學(xué)科的學(xué)習(xí)中具有極強的說服力，所有的“假說—演繹”都要靠實驗進行驗證，才能得出正確的理論和規(guī)律。在教學(xué)過程中，教師不能進行知識單方面的灌輸、講授，而要留給學(xué)生一定的思考空間，讓學(xué)生自主地發(fā)揮其潛能，去自主分析設(shè)計實驗，從而使學(xué)生體會到探索的樂趣，促使學(xué)生更積極地進行實驗和規(guī)律驗證操作對結(jié)論進行分析，從事實上驗證假說，真正感受實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致性的成功喜悅。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)內(nèi)容中，提到了摩爾根通過測交等方法，進一步驗證了“控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因”。但從前面的假設(shè)分析可知，假設(shè)3和假設(shè)4都能解釋實驗現(xiàn)象。教材中省略了具體測交過程，教學(xué)前，教師去查閱摩爾根完整的經(jīng)典實驗，發(fā)現(xiàn)中間其實省略一些實驗過程。因此，筆者讓學(xué)生分組討論，寫出假設(shè)3和假設(shè)4的測交演繹推理。測交方案：F1紅眼（雌果蠅）×白眼（雄果蠅）。師生共同歸納：如果假設(shè)3和假設(shè)4是對的，則測交結(jié)果圖2所示。

摩爾根實際做的測交結(jié)果統(tǒng)計如下：紅眼雌126、白眼雌132、紅眼雄120、白眼雄115。上述測交實驗雖然根本不能證明基因在染色體上的位置，但獲得了白眼雌果蠅。

分組探究（學(xué)生活動）：以白眼（雌）和野生型純合紅眼（雄）為材料，設(shè)計實驗方案，探究假設(shè)3和假設(shè)4的正確性，寫出實驗方案和預(yù)測的結(jié)果及結(jié)論。通過實驗設(shè)計、分析比較，學(xué)生從中找到了兩種假設(shè)的區(qū)別，從而證明了“控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因”。

通過這種探究式學(xué)習(xí)，教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)由簡單到復(fù)雜，層層遞進，不僅讓學(xué)生應(yīng)用了假說—演繹的方法，還培養(yǎng)了學(xué)生獨立完成深入的探究實驗的能力。學(xué)生在探究過程中，逐步增強對真理的好奇心和求知欲，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高實踐的能力;同時在探究中，培養(yǎng)學(xué)生樂于并善于開展團隊合作，用于創(chuàng)新的精神。

4由質(zhì)疑轉(zhuǎn)化為堅定支持者的科學(xué)史實，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任

學(xué)科核心素養(yǎng)的提出較之前最大的跨越是實現(xiàn)了學(xué)科教學(xué)思想向公民教育思想的轉(zhuǎn)變，著力培養(yǎng)學(xué)生基于生物學(xué)的認(rèn)識。教師結(jié)合教學(xué)開展科學(xué)實踐，引導(dǎo)學(xué)生作出理性解釋和判斷，培養(yǎng)學(xué)生解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力，激發(fā)學(xué)生的家國情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)以及社會關(guān)愛等。

在“基因位于染色體上的實驗證據(jù)”一節(jié)內(nèi)容中，教師首先讓學(xué)生了認(rèn)識孟德爾、薩頓、摩爾根三位偉大的科學(xué)家，明確摩爾根對前人科學(xué)家的態(tài)度，他曾表示不相信孟德爾的遺傳理論，對薩頓的假說更持懷疑的態(tài)度。然后，引導(dǎo)學(xué)生運用假說—演繹法，重溫摩爾根的經(jīng)典實驗過程，最后得出基因在染色體上的結(jié)論。從此，摩爾根成為孟德爾理論的堅定支持者。

通過學(xué)習(xí)摩爾根最初由質(zhì)疑孟德爾的遺傳規(guī)律轉(zhuǎn)化為堅定支持者的科學(xué)史實，認(rèn)同科學(xué)研究需要敢于質(zhì)疑，追求實證的科學(xué)態(tài)度。這種教學(xué)過程培養(yǎng)了學(xué)生積極運用生物學(xué)的知識和方法，開展批判性思維，參與討論并作出理性解釋，培養(yǎng)了學(xué)生的社會責(zé)任。

總之，新課程改革的背景下，生物學(xué)科教學(xué)應(yīng)立足于教材，重點落實滲透生物學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生的能力、激發(fā)情感成為課堂教學(xué)的主旋律，生物課堂在向?qū)W生傳授知識的同時，更應(yīng)該以生物知識為載體，采用合適的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。把以培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)的高中生物教學(xué)理念落到實處，讓生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)真正成為學(xué)生終身受益的成果，成為公民基本素養(yǎng)的重要組成。

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