基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)

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摘要:生物學(xué)課程的根本任務(wù)是提高學(xué)生終身發(fā)展所需的生物學(xué)核心素養(yǎng)。課堂教學(xué)是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要陣地,教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異和發(fā)展需求,立足核心素養(yǎng)制定學(xué)習(xí)目標(biāo),找準(zhǔn)每節(jié)課核心素養(yǎng)的立足點(diǎn)、切入點(diǎn)、支撐點(diǎn),是落實(shí)核心素養(yǎng)的前提;開展以探究為主的教學(xué)活動(dòng),是落實(shí)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵,讓學(xué)生親歷探究過程,感悟生物學(xué)思想和方法,體會(huì)解決問題的過程和方法,達(dá)成對(duì)生命的理解,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定素養(yǎng)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:生物學(xué);核心素養(yǎng);課堂教學(xué)

隨著國(guó)家發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)體系的,重視和深化發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)成為基礎(chǔ)教育改革的熱點(diǎn)和方向,落實(shí)立德樹人是課程改革的核心和根本任務(wù),發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是育人的重要目標(biāo)。[1]2017年新修訂普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確將生物學(xué)核心素養(yǎng)作為課程宗旨,生物學(xué)課程的根本任務(wù)是提高學(xué)生終身發(fā)展所需的生物學(xué)核心素養(yǎng)[2],因此課程、教學(xué)、評(píng)價(jià)都要基于核心素養(yǎng)來設(shè)計(jì)和實(shí)施。下面以“DNA的復(fù)制冶為例談?wù)勗诮虒W(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。搖搖

一、基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)分析

生物學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的,在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題所表現(xiàn)出來的必備品格和關(guān)鍵能力[3],包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面。生命觀念是生物學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和支柱,生命觀念的形成離不開理性思維和科學(xué)探究,理性思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵,科學(xué)探究是理性思維的實(shí)證過程,在形成生命觀念、進(jìn)行理性思維和科學(xué)探究的過程中,最終形成一定的社會(huì)責(zé)任意識(shí)和義務(wù)。[1]基于核心素養(yǎng)的教學(xué),將課程目標(biāo)定位在核心素養(yǎng)上,需要我們從關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)轉(zhuǎn)向素養(yǎng)的養(yǎng)成,從關(guān)注教什么轉(zhuǎn)向關(guān)注學(xué)生學(xué)會(huì)什么,需要更多地思考如何讓知識(shí)成為素養(yǎng),讓知識(shí)變成智慧。[4]以學(xué)科核心素養(yǎng)為根本宗旨的生物教學(xué),更加尊重學(xué)生的個(gè)體差異性發(fā)展,關(guān)注學(xué)生素養(yǎng)的培養(yǎng),注重課堂教學(xué)的原生態(tài),讓學(xué)生形成基本的生命觀和生物學(xué)基本觀點(diǎn)[5],發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)。

(一)確定生物學(xué)核心素養(yǎng)的目標(biāo)

生物學(xué)核心素養(yǎng)是對(duì)生命現(xiàn)象及其運(yùn)作的理解和認(rèn)識(shí),是科學(xué)世界觀的組成部分,是滿足學(xué)生終身發(fā)展所必須的生命觀念、思維和方法,是學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合體現(xiàn),是三維目標(biāo)的提煉和有機(jī)升華?！癉NA的復(fù)制冶是人教版高中生物必修2第三章第三節(jié)內(nèi)容,DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論[6]。學(xué)生已有有絲分裂、減數(shù)分裂和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等知識(shí)背景,教師在分析學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,確定了基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo):概述DNA分子的復(fù)制,探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義,理解結(jié)構(gòu)和功能的內(nèi)在聯(lián)系;運(yùn)用假說———演繹法推測(cè)DNA分子復(fù)制的方式,感悟假說———演繹的科學(xué)方法;通過分析推測(cè)復(fù)制過程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)的方法,領(lǐng)悟科學(xué)探究的魅力,建構(gòu)DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息功能的概念,體會(huì)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用;探究活動(dòng)中,指導(dǎo)學(xué)生分析、推理、歸納、大膽想象和猜測(cè),培養(yǎng)科學(xué)的思維及合作學(xué)習(xí)的精神。

(二)找準(zhǔn)培養(yǎng)生物學(xué)核心素養(yǎng)的“三點(diǎn)

培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)是本課程的價(jià)值追求,也是課程預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),要考慮本節(jié)課學(xué)科核心素養(yǎng)的針對(duì)性和有效性,找準(zhǔn)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的立足點(diǎn)、切入點(diǎn)、支撐點(diǎn),是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)成功的關(guān)鍵性前提。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教材內(nèi)容、學(xué)生的實(shí)際,教師精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué),設(shè)計(jì)了啟發(fā)式、自主和合作探究學(xué)習(xí)的方法,確立了本節(jié)生物學(xué)核心素養(yǎng)的立足點(diǎn)是生命觀念、理性思維、科學(xué)探究;切入點(diǎn)是體驗(yàn)假說———演繹;支撐點(diǎn)是科學(xué)探究。

(三)定位培養(yǎng)生物學(xué)核心素養(yǎng)的助推劑

精心設(shè)計(jì)教學(xué)主線,準(zhǔn)確分析教情、學(xué)情,確立有效的教學(xué)方法,這些都是課堂教學(xué)中落實(shí)核心素養(yǎng)的助推劑。教師把科學(xué)探究的過程設(shè)計(jì)為課堂教學(xué)的主線,讓學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程,體驗(yàn)生物學(xué)知識(shí)的形成過程、感悟生物學(xué)思想和方法[3],體會(huì)解決問題的過程和方法,建構(gòu)生物學(xué)核心概念,達(dá)成對(duì)生命的理解,養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定素養(yǎng)基礎(chǔ)。

二、基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)

教學(xué)中,在層層設(shè)疑、解疑、演繹推理過程中,學(xué)生體會(huì)假說———演繹的科學(xué)方法,課堂圍繞“發(fā)現(xiàn)問題———作出假設(shè)———演繹推理———實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證———得出結(jié)論冶這一探究主線實(shí)施[6],處處滲透著生物學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng),最終達(dá)成課堂的核心素養(yǎng)目標(biāo)。

(一)利用前概念創(chuàng)設(shè)新情境

前概念是學(xué)習(xí)新概念的基礎(chǔ),利用學(xué)生已有概念的回顧,達(dá)到溫故知新的目的。教學(xué)中,教師結(jié)合圖片呈現(xiàn)問題:DNA化學(xué)組成的基本單位是什么?DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是怎樣的?使學(xué)生進(jìn)一步理解結(jié)構(gòu)與功能的內(nèi)在聯(lián)系,建構(gòu)生命觀念。指導(dǎo)學(xué)生推測(cè):DNA復(fù)制的場(chǎng)所可能在哪?進(jìn)一步引發(fā)思考:一個(gè)DNA復(fù)制后形成兩個(gè)子代DNA的4條鏈可能的組成方式有哪些?問題解決的同時(shí)伴隨著新的設(shè)疑,激發(fā)學(xué)生的求知欲,使學(xué)生盡快進(jìn)入學(xué)習(xí)新知的情境。教學(xué)中發(fā)揮科學(xué)前概念的正遷移作用,使之成為學(xué)習(xí)新概念的鋪墊、資源,成為新知學(xué)習(xí)的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

(二)立足核心素養(yǎng)點(diǎn),開展探究活動(dòng)

生物學(xué)核心素養(yǎng)的四個(gè)方面并不是在每節(jié)課都要充分體現(xiàn)和落實(shí),根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)情等不同,每節(jié)課側(cè)重點(diǎn)有所不同。教學(xué)中,教師準(zhǔn)確把握核心素養(yǎng)的培養(yǎng)點(diǎn),圍繞培養(yǎng)點(diǎn)開展探究活動(dòng),有效的探究活動(dòng)不僅直接影響核心素養(yǎng)中理性思維、科學(xué)探究的落實(shí),也間接影響生命觀念和社會(huì)責(zé)任的達(dá)成。在本節(jié)學(xué)習(xí)中,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)重點(diǎn)立足于結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一等生命觀念,演繹與推理、歸納概括、建構(gòu)模型等理性思維,以及科學(xué)探究的過程、方法和品質(zhì)等。1.科學(xué)探究建構(gòu)DNA的復(fù)制方式科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題,針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象,進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的能力。學(xué)習(xí)中,沿著“發(fā)現(xiàn)問題———做出假設(shè)———演繹推理———實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證———得出結(jié)論冶這一主線,感悟假說———演繹的科學(xué)方法,運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型、批判性思維等方法,探討DNA分子復(fù)制的方式。發(fā)現(xiàn)問題。根據(jù)導(dǎo)入環(huán)節(jié)設(shè)疑:一個(gè)DNA復(fù)制后的子代4條鏈可能的組成方式有哪些?教師組織學(xué)生討論、繪圖、板圖交流可能的復(fù)制方式———半保留、全保留復(fù)制、彌散復(fù)制。作出假設(shè)。學(xué)生根據(jù)問題交流結(jié)果作出假設(shè):DNA復(fù)制是半保留復(fù)制;DNA復(fù)制是全保留復(fù)制;DNA復(fù)制是彌散復(fù)制。演繹推理。教師設(shè)置了5個(gè)遞進(jìn)的問題:設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵思路是什么;怎樣區(qū)分用肉眼看不到的DNA分子;若親代DNA用同位素15N標(biāo)記,放在含有14N的環(huán)境中培養(yǎng),親代、子一代、子二代DNA分別含有哪種N元素;實(shí)驗(yàn)中如何將不同N元素組成的DNA分子區(qū)分開;親代、子一代、子二代DNA都分別進(jìn)行離心,結(jié)果怎樣分布。指導(dǎo)學(xué)生分組討論、繪圖、板圖交流,在師生交流過程中,預(yù)測(cè)DNA三種復(fù)制方式形成的子代DNA的可能情況,以及如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,體驗(yàn)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn),發(fā)展學(xué)生的理性思維。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)生利用學(xué)具動(dòng)手制作DNA復(fù)制的模型,模擬復(fù)制方式,初步建構(gòu)半保留復(fù)制的概念,體會(huì)科學(xué)家的研究過程和結(jié)果,佐證學(xué)生的推理結(jié)論。得出結(jié)論。在前面推理、模擬的基礎(chǔ)上,歸納概括出:DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制。2.討論———探究建構(gòu)DNA復(fù)制過程本環(huán)節(jié)分兩個(gè)板塊進(jìn)行,首先教師呈現(xiàn)科恩伯格的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)研究,指導(dǎo)學(xué)生合作討論分析、獲取信息、找關(guān)鍵詞,推測(cè)DNA復(fù)制可能需要的條件:模板、能量、原料、酶等。其次,教師充分利用信息技術(shù)的手段,演示DNA復(fù)制的動(dòng)態(tài)和連續(xù)變化過程,閱讀教材內(nèi)容,思考交流以下問題:DNA復(fù)制的條件、場(chǎng)所、時(shí)間、結(jié)果?DNA復(fù)制的特點(diǎn)、意義,如何保證其準(zhǔn)確性?同時(shí)結(jié)合大腸桿菌半保留復(fù)制圖例,用數(shù)學(xué)方法計(jì)算三代中含15N-DNA的比例。在此過程思維的碰撞中,聚焦構(gòu)建概念,學(xué)生再次體會(huì)生命觀點(diǎn)。

(三)課堂總結(jié)拓展,課后反饋鞏固

師生共同梳理主體知識(shí),重溫科學(xué)探究的過程、方法,深化對(duì)DNA復(fù)制的整體認(rèn)識(shí)。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考,啟發(fā)學(xué)生的思維,有學(xué)生提出:DNA復(fù)制是從一端開始還是兩端開始復(fù)制呢?兩條鏈復(fù)制是同時(shí)的嗎?是同一個(gè)方向進(jìn)行嗎?有些問題遠(yuǎn)超出學(xué)生的認(rèn)知水平,教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)部分問題進(jìn)行深層次分析,使學(xué)習(xí)達(dá)到一個(gè)更新更高層次。結(jié)合學(xué)生質(zhì)疑,教師呈現(xiàn)圖片,展示DNA復(fù)制的多起點(diǎn)、兩條鏈反向延伸的特點(diǎn),拓展了課堂內(nèi)容,為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。課后教師設(shè)計(jì)了5道重要概念的反饋題,及時(shí)了解學(xué)生掌握情況,鞏固深化DNA復(fù)制這一重要概念。

三、思考

課堂教學(xué)是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要陣地,以培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)為總目標(biāo)的教學(xué),要關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異和發(fā)展需求,準(zhǔn)確定位每節(jié)課核心素養(yǎng)的立足點(diǎn)、切入點(diǎn),是落實(shí)核心素養(yǎng)的前提。創(chuàng)造機(jī)會(huì),多組織學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的探究活動(dòng),是落實(shí)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。設(shè)置遞進(jìn)式的問題,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的真實(shí)情景,是啟發(fā)學(xué)生思維,落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要保障。生物學(xué)課程分為初中、高中兩個(gè)學(xué)段,初中側(cè)重于生物多樣性及其分類,以及細(xì)胞、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)系統(tǒng)等概念的初步理解;高中側(cè)重對(duì)細(xì)胞、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)等概念進(jìn)一步深入探討,深入到分子水平探討生命活動(dòng)的機(jī)制,更加關(guān)注生態(tài)學(xué)和進(jìn)化思想[5]。在落實(shí)核心素養(yǎng)的要求上,兩個(gè)階段有著不同的目標(biāo),如何進(jìn)行無縫銜接,是我們值得思考的問題。以學(xué)科核心素養(yǎng)為根本宗旨的課堂教學(xué)被賦予了新的元素,但同時(shí)衍生出新問題:課堂教學(xué)中如何評(píng)價(jià)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展水平?如何利用生物課程的特點(diǎn)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)?探索生物科學(xué)素養(yǎng)與核心素養(yǎng)的培養(yǎng)之間的關(guān)系,在課程改革的道路上,我們且行且思且實(shí)踐。

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作者:金明明 單位:天津市濱海新區(qū)塘沽教育中心