聚焦学科核心素养培养的高中生物教学设计——以人教版高中“基因在染色体上”为例

龚雷雨

（无锡市教育科学研究院 江苏无锡 214001）

《普通高中课程方案》及学科课程标准颁布后，高中各学科基于学科本质凝练了本学科的核心素养。自此，昭示学生发展核心素养的教育时代已经到来。关于优秀课的标准，历来是仁者见仁、智者见智。但还是有公认的共同要素的，如倡导学生主体、强化知识传授、重视能力培养、注重讲练结合，理得清、讲得透、练得精、用得活，等等。

核心素养视域下的高中生物优秀课，理应在生命观念、科学思维、科学探究及社会责任等生物学科核心素养培养的整体架构、路径突破、策略选择等方面下功夫，努力做到内容言之有理、结构严谨合理、方法有条有理，实现问题与思维并行、科学与人文并重、预设与生成并进，在坚持课程育人价值导向、体现学科典型学习方式、依从知识发生发展规律、促进学生深度融合学习等方面有新的突破。

下面以人教版高中“基因在染色体上”为例，简述聚焦学科核心素养培养的教学设计思路与过程。

1 科学的方法

“基因在染色体上”一课教材内容的编排，从萨顿的假说到摩尔根的果蝇杂交实验，再到摩尔根解释的验证等，具有鲜明的逻辑推理路径。无论是实验材料的选择，还是科学研究方法的创新，对学生的学习都有较强的启发性，教师要学会“用教材教”，围绕科学家的不懈探索过程，精心设计体验性探究实践活动，让学生循着科学家的足迹，开展演绎推理，主动建构概念，发展科学思维。按照这样的思路开展本节课的教学，才能凸显教学方法的科学性。

2 严谨的结构

教师要发现并学会从关注教材编写逻辑到把握教学设计逻辑。本节教材按照科学史的顺序进行编排，本身就有严谨的逻辑结构：首先介绍萨顿基于基因和染色体行为的相似现象，提出基因位于染色体上的假说；紧接着，教材提及基因和染色体的行为存在平行关系，从理论上支持基因位于染色体上的假说；教材最后的“孟德尔遗传规律的现代解释”，则是综述，对孟德尔遗传规律进行解释。

在明晰教材编写思路的基础上，教学实施的程序也就会清晰流畅。在课题引入环节，教师要创设问题情境，有目的地引导学生思考基因与染色体的关系，激发学生探究兴趣，还可列表比较，让学生体会科学家类比推理的方法。在新课展开阶段，教师可根据教材“思考·讨论”（分析减数分裂中基因和染色体的关系）板块意图，组织学生画图或利用学具模型操作，呈现基因和染色体的行为之间的平行关系，让学生亲身体验萨顿提出假说的过程，比较分析、归纳总结，领悟内化思维方法，促进学生理解科学推理的逻辑性和严谨性，引出摩尔根的果蝇杂交实验。分析基因位于染色体上的实验证据时，教师要作阅读指导，并提出问题串：此实验现象是否符合分离定律?判断果蝇的显隐性性状的依据是什么？为什么？果蝇杂交实验结果与豌豆杂交实验结果分别说明了什么？……这些问题可为帮助学生分析摩尔根的果蝇杂交实验作知识铺垫，为学生探究作准备；在“思考·讨论”（摩尔根解释的验证）板块教学时，教师可借助组织学生讨论、遗传图解绘制、实验设计等任务驱动形式，帮助和促进学生学会分析、推理，培养学生的逻辑推理能力和想像力，认同摩尔根基因在染色体上的结论，培养设计实验的能力，进一步体会假说-演绎法，认同基因在染色体上呈线性排列，了解生物科技的发展。又通过解释孟德尔遗传规律的实质，引导学生画图或操作学具模型，在动手、动脑中学以致用，培养归纳、概括的科学思维。在最后的交流总结环节，教师引导总结，促进学生的知识建构，达到师生共同盘点、回味及反思学习的目标。

3 合理的逻辑

核心素养视域下的高中生物好课，理应将培养学生学科核心素养逻辑贯穿课堂教学始终。

教师要围绕“基因在染色体上”的探索过程，开展生物科学史的教育，精心设计分类比较、画图、学具模型操作、实验设计等实践活动，帮助学生发现生命世界的规律，使学生学会探究生命奥秘的方法，不断增强学生的生命观念。

在教学中，教师要突出科学思维训练，利用“问题探讨”，创设思维情境，引发学生对基因与染色体关系产生联想。并提出问题：对人类基因组测序，为什么不测定全部染色体？教师从事实出发，为学生搭建思维桥梁，有目的地引导学生关注基因与染色体的关系，以激发学生的求知欲。

教师要注意落实科学探究实践，利用“思考·讨论”，通过列表类比、画图或操作模型活动，使学生感悟“基因在染色体上”的假说。为帮助学生感悟萨顿的类比推理过程，教师可以利用表1比较基因与染色体的行为变化，启发学生进行类比分析，帮助学生领悟科学家的思维过程。

表1 基因与染色体的比较

教师还可利用“思考讨论”栏目，设计全体学生参与的实践活动，在染色体上标注基因（一对基因），让学生画图表示减数分裂配子形成过程，或制作学具模型，让学生动手、动脑，使学生在实际操作中增强对科学原理的直观体会。

教师将“问题串”变成“思维串”，培养学生的科学思维品质，可利用“思考·讨论”栏目，设计问题引导学生开展实验验证，使学生认同摩尔根“基因在染色体上”的实验结论：①摩尔根为什么对萨顿的假说持怀疑态度？②比较摩尔根果蝇杂交实验结果与孟德尔豌豆杂交实验结果，能想到什么？③摩尔根等人在分析控制眼色的基因在性染色体的位置时，可能有哪些假设？

接着，教师利用“思考·讨论”栏目设计问题追问，使学生认识到验证的重要性，引导学生设计实验方案，习得科学探究方法：①在摩尔根等人的设想得到合理的解释后，为什么还要设计进一步的实验验证？②如何设计实验对摩尔根的解释进行验证？有几种可能的测交方式？你能画出遗传图解吗？③摩尔根等人的实验验证是如何进行演绎推理的？

这样的设计注重创设问题情境，为学习知识、训练技能、习得方法，提供多角度的信息资源。师生共同探讨“孟德尔遗传规律的现代解释”话题，让学生体会运用类比推理的方法，在实践中培养学生的科学想象、归纳总结和逻辑推理等能力。在“思考·讨论”环节，教师由质疑开始、问题入手、趣味对话，把师生共同关注的“萨顿的假说”“摩尔根果蝇杂交实验”等话题不断推进。

教师要努力提升学生的社会责任。课程之所以重要，缘于它不仅是一个“教养”的过程，即传授知识、训练技能和习得方法，而且还是一个“教育”的过程，帮助和促进学生成为具有优良品格、社会责任、担当意识和家国情怀的现代公民。在展开“萨顿的假说”“摩尔根果蝇杂交实验”“孟德尔遗传规律的现代解释”等内容时，教师既要遵循科学家原本研究思路，又要结合学生认知特点合理创新，注重学生科学素养的养成，促进学生运用科学探究的基本思路和方法，探究生命活动规律并开展交流与讨论，激发学生追求真理、崇尚科学、百折不挠的精神品质。

4 简约的过程

本节课教学可采用列表进行类比分析，借助画图或学具模型操作等体验性活动，引导学生思考，得出相应结论，发展科学思维。教学过程如图1所示。

图1 教学过程示意图

5 教学反思

课堂教学效果良好，概括来讲，就是学生参与程度高、学习氛围好、学业有进步、品格有提升等。通过学习，学生掌握了必要的生物学知识、基本技能，这也是教学显性目标的达成。效果良好的一个重要的观察点是，学生在课堂教学活动展开时的情绪和态度是否积极、主动，学习状态是否处于良好状态。因为，学习态度直接反映学生对生物学科以及执教教师的认可程度，很大程度上决定着学习效果。当然，教师还要关注学生学习生物学的兴趣，兴趣是学习动因，学生学习生物学的兴趣大小反映了其学习内驱力的大小。此外，生物学的学习方法多种多样，有观察、实验、猜测、验证、推理、交流、探究、资料搜索、资料筛选等。学生只有习得多样化的学习方法并能灵活运用，才能更好地把生物学知识与生活实际相结合，才能学以致用、学用结合。有效的课堂还会呈现学生紧紧围绕学习目标，积极地参与每个环节，且有比较深刻的思维碰撞，情境交融，师生、生生互动，彰显课堂的生命力。

总之，核心素养视域下的教学设计应该目标定位恰当，符合课标要求，切合学生实际，突出学科核心素养，体现学科典型学习方式，培养学科情感、筑牢学科精神、奠定学科志向；应该依从知识发生发展规律，提升学生参与度、学习紧张度、思维深刻度、探究专注度，促进学生深度学习的发生；应该目标达成度高，特别是学生学得主动、生动、活泼，各有所思、各有所得、各有所进；更应该引导思想、敞亮思维、激活思辨。