促进学科核心素养提升的高三生物复习课

潘勇

[摘 要]北京师范大学王磊教授提出的“从知识到能力到素养发展的进阶和教学转化模型”揭示了学科核心知识经验与学科能力素养之间的实质性联系。参照此模型，高三生物复习课中的知识复习，应从知识的意义化、功能化和素养化着手，使生物学知识的复习能有效促进生物学学科核心素养的提升。

[关键词]学科核心素养;高三生物;专题复习

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）05-0083-03

目前，高考命题已经进入了素养导向的时代，高三生物复习也势必要以生物学学科核心素养的提升为目标。众所周知，知识是能力和素养的基础，但知识又不等同于能力和素养。那么，怎样进行知识复习才能有效提升素养？这是很多教师的困惑。

学科知识的学习与学科能力、学科素养的提升究竟存在什么样的关系？北京师范大学王磊教授提出了“從知识到能力到素养发展的进阶和教学转化模型”。该模型揭示了从知识意义化（认识角度建立，知识经验结构化）到知识功能化（认识思路形成，知识经验程序化）再到知识素养化（认识方式自主化，知识经验系统化）的进阶关系，建立了学科核心知识经验与学科能力素养之间的实质性联系，为实现知识教学与能力培养的融合统一奠定了基础[1]。

依据上述模型，笔者以“生命活动中的信息传递”为主题进行了高三生物专题复习。下面笔者以其中的第1课时为例，谈谈如何通过学科知识的复习实现学科核心素养的提升。

一、教学过程

（一）归纳生命活动中信息传递的范围和形式

1.组织讨论：说起生命活动中的信息传递，你最先想到的是哪些生命活动？组织学生发言，教师给予适当的引导和补充。

2.概括生命活动中信息传递的范围和形式（如图1）。

3.引导学生分析乙酰胆碱对心肌细胞、骨骼肌细胞和唾液腺细胞作用效果的差异，说明信号分子并不携带某种固定的信息，其作用只是激活相应的受体。靶细胞的响应取决于靶细胞自身，以及靶细胞内具体的信息传递通路。

4.带领学生观察细胞间信息交流的6种基本方式示意图，引导学生回忆曾经学过的相关实例，补充更多的具体实例。

（二）例析人体内的信息传递过程

1.创设问题情境

流感是由流感病毒引起的。人得了流感后，会出现发热、咳嗽、身体疼痛等症状，无并发症的患者通常5～10天可自愈，但重症感染或引起并发症时则需要住院治疗。那么，一个人从感染流感病毒到恢复正常，体内发生了哪些相关的信息传递过程呢？请同学们从信息传递的视角来分析从感染流感病毒到恢复正常的过程。

2.给各小组分配任务

指定两小组重点分析“发热”、两小组重点分析“咽痛”、两小组重点分析“恢复”。每个小组都要讨论完成以下任务。

（1）用文字和箭头表示出信息传递的大体路径，不能确定的部分用“……”表示。

（2）针对你确定的信息传递路径中的每个环节，回答问题：信号分子和靶细胞分别是什么？信号分子通过什么方式作用于靶细胞？靶细胞有什么反应？靶细胞内可能发生了哪些分子水平的变化？

3.组织学生讨论，教师巡视、解答

鼓励学生积极讨论，教师解答学生提出的部分问题。

4. 组织学生发言，交流想法

请学生代表展示本组讨论结果并与教师对话：

（1）对发热过程中信息传递情况的分析（重点是体温调节过程及该过程中的信息传递）。

引导学生针对从垂体到甲状腺的信息传递过程回答前面要求分析的4个问题。

（2）对恢复过程中信息传递情况的分析（重点是免疫调节过程及该过程中的信息传递）。

引导学生针对免疫过程回答前面要求分析的4个问题。

5.评价与小结

对发言的学生表示肯定，提示学生要学会从信息传递的角度分析问题，要能够有理有据地进行推测。

（三）建构胞内信息传递模型

1.带领学生在头脑中形成胞内信息传递模型的基本框架

（1）带领学生分析神经细胞兴奋的分子基础

根据神经调节中递质引起突触后神经元兴奋或抑制，推测受体与信号物质（神经递质）结合后，会引发离子通道蛋白空间结构的变化。

（2）带领学生观察胰岛素受体信号通路

带领学生观察胰岛素受体信号通路示意图，认识胞内信号传递通路的复杂性，并认识到有些效应直接在细胞质出现，比如影响相关酶的活性，有些效应则是通过调控细胞核内基因的转录之后再进一步出现。

（3）带领学生了解更多的信号传递途径

带领学生再观察、分析几个信号转导的图示，使学生认识到信号既可以是化学信号，也可以是物理信号，比如光或振动;细胞中信号是逐级转导的;受体不都在细胞膜表面，也有的在细胞内。

2.结合之前实例的分析，带领学生写出胞内信号转导的基本模型

首先，将第一步概括为“激活受体”;然后梳理出之后可能发生的主要变化，即改变离子通道、调节酶的活性、调控基因表达等[2];最后，梳理可能的效应，如增殖、分化、代谢改变、分泌、凋亡等。

（四）总结信息传递在生命活动中的重要意义

揭示出“稳态是通过调节来实现的，而信息传递又是调节的基础”这一基本观点，帮助学生认识到信息传递在细胞、个体、群体、生态系统各个层次生命系统稳态的实现中都具有重要意义，并引导学生认识到信息传递在微观方面的作用是实现其在宏观方面作用的前提，一切生命活动都有其分子水平的机制。

二、课后评析

本节课主要具有以下特点：

（一）帮助学生建立新的认识角度，完善知识结构，促进知识意义化

本节课帮助学生建立了一个新的认识角度——信息传递的角度，并引导学生在这一角度上重新组织以前学过的知识，构建新的知识结构。通过典型的实例，将蛋白质的结构与功能，细胞膜的结构与功能，神经调节，体液调节，免疫调节，细胞的分化、凋亡与癌变，动物细胞培养，生态系统中的信息传递等内容中的相关部分组织在一起，进行打通模块的综合性复习。这样的复习，能够使学生掌握知识之间的横向联系，使知识网络更为丰富和健全，有利于知识的巩固、提取、迁移和应用。比如，通过本节课的学习，学生会发现，在必修1所学的“细胞膜的功能”之一 ——“信息传递”，在必修1的细胞的分化、凋亡与癌变，必修3的动物生命活动的调节，以及选修3的动物细胞培养（接触抑制）等生命活动或生命现象中，有了各种具体的表现，并且都可以从蛋白质的结构与功能角度得以解释。学生还会发现，如果从更高的层面分析，DNA的复制、转录和翻译，生态系统稳态的维持，也都可以通过“信息传递”这条纽带与前面所述的内容联系在一起，这对于学生完善知识结构，实现知识意义化具有非常积极的意义。

（二）帮助学生形成新的认识思路，获得程序化知识，促进知识功能化

要想让学生的复习不只限于对知识的回顾，就要创设恰当的问题情境，从中生发出与以前所学知识相关但又不能完全用以前知识回答的问题。本节课设置了“一个人从感染流感病毒到恢复正常，体内发生了哪些相关的信息传递过程呢？”这样一个问题情境，引导学生讨论确定信息传递的大体路径（要求用文字和箭头表示出来，不能确定的部分用“……”表示），并針对本小组确定的信息传递路径中的各个环节，尝试说明信号分子和靶细胞分别是什么、信号分子通过什么方式作用于靶细胞、靶细胞有什么反应、靶细胞内可能发生了哪些分子水平的变化等内容。这一过程，一方面引发了学生对相关知识的回顾;另一方面也培养了学生的推理能力。在梳理了动物生命活动调节中的信息传递情况之后，教师又给学生补充了一些必要的知识，然后引导学生尝试建立细胞内信息传递方式的一般模型，获得程序化知识。这一模型将为学生独立解决生命活动调节类问题提供很好的工具;而建立这一模型的过程，则可以培养学生归纳、概括、建模等能力，这对于学生科学思维的发展起到了促进作用。

（三）帮助学生实现认识方式自主化，强化生命观念，促进知识素养化

在本节课中，除了有具体知识的复习和思维能力的培养之外，还有对生物学学科思想的凸显及对生命本质的理解。如前所述，本节课通过“信息传递”这条纽带将许多看似无关的生命现象联系在一起，帮助学生从信息论的视角加以认识，凸显了信息论思想和生命的统一性思想（其中包含结构与功能统一的思想和各层次生命系统之间统一的思想）。信息论思想有利于学生认识不同层次生命系统的反馈调节机制，从而更好地理解生产生活实践中相关原理的运用;生命的统一性思想有利于学生举一反三，由已知推测未知，发展创新思维。学科思想对学科知识具有统摄作用。例如，从高等动物生命活动调节的具体形式来讲，神经调节、体液调节和免疫调节之间有所不同，但是它们都是以各种方式的信息传递为基础的。往底层分析的话，就会发现，其中都有信息的发出、传播和接收三个环节。如果抓住了各种调节方式中信息传递的三个环节，就可以抓住调节的主线，对调节过程的理解便可以实现清晰化和条理化。

另外，在本教学设计中，教师反复引导学生从分子水平认识生命现象，使学生认识到任何生命活动都有其物质基础。比如，生命活动中的信息传递离不开蛋白质的功能，即便是人的感觉、意识的形成也不例外。上述认识的形成，有利于学生理解生命的物质性和生命的本质，形成唯物主义的世界观和科学的生命观念，体现了生命科学在育人方面独特的价值。

“从知识到能力到素养发展的进阶和教学转化模型”表明，知识意义化、知识功能化和知识素养化存在着进阶与转化的关系，这就意味着，知识教学与能力培养、素养提升是可以融合统一的。参照上述模型，高三生物复习课中的知识复习，应本着让学生实现生物学知识的意义化、功能化和素养化来进行，这可使学生对生物学知识的复习有效地转化为生物学学科核心素养的提升。

[   参   考   文   献   ]

[1]  王健.基于学生核心素养的生物学科能力研究[M]. 北京：北京师范大学出版社，2018：4-6.

[2]  桑建利.细胞生物学[M].北京：科学出版社，2016：282-283.

（责任编辑 黄春香）