廣東 辛美斯

細胞的分化、衰老、凋亡和癌變屬于“細胞的生命歷程”中的主要內(nèi)容?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)中相關的要求是“說明在個體發(fā)育過程中，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生特異性的分化，形成了復雜的多細胞生物體”“描述在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程”。學習“細胞的分化、衰老、凋亡和癌變”內(nèi)容對培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)具有重要的價值，有助于學生更好地認識生命發(fā)展的始末，了解生命現(xiàn)象和本質(zhì)之間的聯(lián)系，形成正確的生命觀念，養(yǎng)成健康的生活方式并樹立社會責任。生物學學科核心素養(yǎng)是學生在學習過程中發(fā)展，在解決真實情境中的問題過程中表現(xiàn)出的必備能力。本文主要是引導學生在《中國高考評價體系》(以下簡稱《評價體系》)下從“四翼”中應用性的角度對所學知識進行“學以致用”，結(jié)合真實情境中的典型案例和生活實例，讓學生形成有效的認知框架，對問題產(chǎn)生興趣，在分析問題和解決問題的過程中逐步形成相應的生命觀念，發(fā)展學科核心素養(yǎng)。

本文針對“細胞的分化、衰老、凋亡和癌變”的主體歷程，采用以點帶面的網(wǎng)絡拓展模式，把本節(jié)內(nèi)容拓展到其他章節(jié)，把必修內(nèi)容拓展到選修內(nèi)容，把課內(nèi)知識拓展到課外能力，把紙上問題拓展到現(xiàn)實問題，把“學”拓展到“考”再拓展到“用”，學生在分析材料、解決問題的過程中，沉浸式地感受知識邏輯，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，建立“知識-情境”網(wǎng)絡，提升關鍵能力。

一、教學目標

基于《評價體系》《課程標準》的內(nèi)容要求、學業(yè)要求和學業(yè)質(zhì)量標準，筆者制訂了以下教學目標。

1.生命觀念：通過比較細胞的分化、衰老、凋亡、癌變及細胞的全能性，了解遺傳物質(zhì)發(fā)揮的作用，明確彼此間的區(qū)別和聯(lián)系，建立起細胞是一個統(tǒng)一整體的生物學觀點。

2.科學思維：能用文字或圖示等方式表達和解釋細胞分化等概念；能基于生物學事實或證據(jù)運用歸納與概括、推理等方法探討、闡明生命現(xiàn)象和規(guī)律。

3.科學探究：分析某些化學物質(zhì)、射線以及病毒如何致使細胞異常發(fā)育，甚至癌變。

4.社會責任：通過對干細胞和癌變有關問題的分析，養(yǎng)成學以致用、關注科技發(fā)展和人體健康、鼓勵捐血救人的良好風氣。

二、重點難點

1.通過視頻情境說明在個體發(fā)育過程中，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面發(fā)生的特異性分化，形成復雜的多細胞生物體。

2.通過胚胎發(fā)育、海拉細胞等實例展示細胞在分化、衰老、凋亡及癌變等生命歷程中的具體情況，理論聯(lián)系實際，對不良生活方式和癌癥等社會議題展開討論。

三、教學設計流程(圖1)

圖1

三、教學過程

本節(jié)課以“構(gòu)建知識網(wǎng)絡—補充情境—結(jié)合題目—回收網(wǎng)絡模式”脈絡設計教學。創(chuàng)設生活情境，以認知摩擦促使學生投入現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)問題并用課本知識解決問題。通過拓展情境，進行問題和知識的逐級串聯(lián)，發(fā)展科學思維。

1.高考題引入，激發(fā)“應試”準備

筆者借助2021年廣東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試的第4題，讓學生感受高考選擇題對本節(jié)內(nèi)容的考查要求。

【例1】(2021年，廣東卷，第4題)研究表明，激活某種蛋白激酶PKR，可誘導被病毒感染的細胞發(fā)生凋亡。下列敘述正確的是( )

A.上述病毒感染的細胞凋亡后其功能可恢復

B.上述病毒感染細胞的凋亡不是程序性死亡

C.上述病毒感染細胞的凋亡過程不受基因控制

D.PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究

【參考答案】D

【設計意圖】高考題具有明確的針對性和指向性，能夠引導學生對考查知識有基本的認知感受，除此之外，還能夠沿用高考題的情境進行思考和拓展，有利于教師和學生對“應用性”要求的準確把握。

2.知識網(wǎng)絡的初次構(gòu)建和展示

教師讓學生在課前使用A3白紙初步構(gòu)建本節(jié)內(nèi)容的知識網(wǎng)絡，并隨機抽取兩位同學的網(wǎng)絡圖在課堂上展示，邀請作圖的同學上臺分享作圖的思路和心得，如圖2、圖3。

圖2

圖3

【設計意圖】邀請學生上臺分享，有利于教師對學情的掌握，發(fā)現(xiàn)學生的問題所在，及時地因材施教。同時，學生的自主學習和應變能力得到鍛煉和提升，有利于激發(fā)學生學習的自信心，也有利于課堂氣氛的活躍。

3.教師對知識網(wǎng)絡進行“二次加工”：以“情”入網(wǎng)，以“題”入網(wǎng)

新高考背景下的高三復習教學是一個系統(tǒng)工程，教師在引導學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡時要樹立“大方向”的總體思想，不能在課本知識中“來回轉(zhuǎn)”，要“跳脫”出課本，放眼身邊的人、事、物，這就是人們所說的真實情境、生活情境。就本節(jié)內(nèi)容的復習而言，可以明確“一脈兩歸宿”，“一脈”是細胞的生命歷程，“兩歸宿”是情境歸宿——“人類健康”、知識點歸宿——“基因的選擇性表達”。通過脈絡，利用“造血干細胞”把細胞的分化、衰老、凋亡和癌變相關知識串聯(lián)起來，再圍繞著各個階段配以課本沒有的、具體的案例、情境或者題目加以拓展，最終得以回歸到“兩歸宿”處，達到題在網(wǎng)中，網(wǎng)中有題的“知識-情境”網(wǎng)絡模式。

【拓展情境1】在講解細胞分化和全能性時，筆者利用多媒體手段展示“干細胞的類型和功能”“青蛙的受精卵發(fā)育”兩個內(nèi)容，并引導學生帶著問題入網(wǎng)，“為什么不同的干細胞發(fā)育的結(jié)果不同？”“為什么青蛙是從蝌蚪變成的？”看似平常的問題，卻包含著無盡的生命奧秘，引發(fā)學生對生命本質(zhì)的更深一步思考?！案杉毎念愋秃凸δ堋薄扒嗤艿氖芫寻l(fā)育”不僅可以清晰地展示細胞各個生命歷程的聯(lián)系與差異，還能夠明確地幫學生區(qū)別不同發(fā)育程度細胞所需要的生活條件不同，讓學生對遺傳信息的時空效應有更深刻的理解。

【拓展情境2】在講解細胞的衰老時，筆者以李白的詩句入題“君不見高堂明鏡悲白發(fā)，朝如青絲暮成雪?！弊寣W生分析導致這種變化的具體原因。答案是細胞衰老后，細胞中的酪氨酸酶的活性降低，黑色素合成減少，所以頭發(fā)變白。在知識點上，教師利用此情境借題發(fā)揮，從“黑色素”拓展出一個課本外知識點“脂褐素”，讓學生了解老年斑真正的成因，進一步理解細胞衰老和個體衰老的區(qū)別與聯(lián)系。在情境上，考查生物學專業(yè)知識時融入對優(yōu)秀傳統(tǒng)文化古詩詞的理解，不僅發(fā)展了學生的學科核心素養(yǎng)，還可以陶冶學生的情操，體現(xiàn)了國家倡導的文化自信，感受到文化與科學交融。

【拓展情境3】在講解細胞癌變和凋亡時，筆者安排學生觀看科普視頻“永生的細胞：海拉細胞系”來展示正常細胞與癌細胞的結(jié)局差異以及相關研究資訊，同時，引出“端粒酶”“HPV”這兩個內(nèi)容。把發(fā)散出來的知識點又重新投入到“衰老”“癌變”主脈絡當中，環(huán)環(huán)相扣。以此為背景，馬上引導學生分析例2，回歸應試要求。

【例2】端粒酶是與染色體末端結(jié)構(gòu)相關的一種細胞組分。如表數(shù)據(jù)顯示細胞癌變可能與端粒酶的活性有關，請以癌細胞、端粒酶抑制劑、細胞培養(yǎng)液為實驗材料，研究端粒酶與細胞癌變的關系，寫出簡要實驗步驟，并預測及分析實驗結(jié)果。

細胞類型增殖代數(shù)端粒酶活性正常體細胞50～60無癌細胞無限有

【參考答案】實驗步驟：①將癌細胞分成A、B兩組。②A組加入端粒酶抑制劑，B組不加，進行培養(yǎng)。③記錄并比較A、B兩組的增殖代數(shù)(分裂次數(shù))。

實驗預期與分析：A組比B組增殖代數(shù)少，說明端粒酶與細胞的癌變有關；A組仍然無限增殖，說明端粒酶與細胞的癌變無關。

【設計意圖】拓展情境主要是希望學生的知識網(wǎng)絡面能夠放大，再落實課本的基本知識點，引導學生關注現(xiàn)實生活中的生物學問題，激發(fā)學生的求知欲和社會責任感。引入實驗分析題型是希望學生能學以致用，參考老師提示的信息，貼合題目情境要求，形成有效的解題思路，準確作答。同時，綜合性的實驗分析題可以幫助學生有的放矢，明確知識網(wǎng)絡的邊緣，以“情”入網(wǎng)，以“題”入網(wǎng)，用“網(wǎng)”答題，提高學生的邏輯分析能力和科學思維能力。

4.構(gòu)建“知識-情境”網(wǎng)絡模式，發(fā)展學生建模能力

運用真實情境開展網(wǎng)絡式復習，以情境串聯(lián)，驅(qū)動學生思考，運用歸納與概括、模型與建模等科學思維方法，多角度展示細胞的分化、衰老、凋亡和癌變等各個歷程的產(chǎn)生機制，深化對情境的理解，幫助學生在面對題目時利用“知識-情境”網(wǎng)絡進行解答思路整理，較大限度地發(fā)揮網(wǎng)絡的作用，做到“學”與“考”同步，“考”與“用”同步。

四、教學反思

貼近生活實踐的真實情境能激發(fā)學生的求知欲和探索熱情，高考是國家選拔和評價人才的重要渠道，是廣大高三學生不得不面對的一場重要選拔?！对u價體系》指明了高考對學生關鍵能力的具體要求，要求學生從多元性、情境性、關聯(lián)性、開放性等方面把握問題與事物的本質(zhì)。綜合運用聯(lián)想、類比、引申等思維方法組織和調(diào)動相關知識和能力解決生活實踐情境或者學習探索情境中的各種問題?！八囊怼眲t是把選拔的基本原則落實到高考命題上，以應用性為出發(fā)點的考查要求直接體現(xiàn)在高考題目中則為考查學生能否將陳述性知識與程序性知識進行有機整合和運用，能否主動、靈活地運用所學知識分析并解決社會生活實踐中的問題，能否有效地遷移課堂所學內(nèi)容、理論聯(lián)系實際。

教師通過系統(tǒng)性地收集常見、常考情境，運用教材知識設計問題和引用高考題，設計出能夠讓學生在復習中重新發(fā)現(xiàn)知識的“意外”，在解題中發(fā)現(xiàn)值得探索的情境，在情境中收獲解決問題的、滿足的高效復習課堂，重新喚起高三學生的學習熱情，激發(fā)師生間的良性合作，共同走在迎接高考的路上。