基于生物学核心素养的教学设计

王帅

笔者以“胚胎工程的专题复习”为例，探索高三生物复习教学中提升学生学科核心素养的方案。

一、确定生物学核心素养的教学目标

生物学核心素养是学生科学世界观的组成部分，是满足学生终身发展所必须的生命观念、思维和方法，是学生知识、能力、情感态度与价值观的传统三维目标的提炼与升华。“胚胎工程”是人教版选修三内容，由于是高三复习课，学生已有胚胎工程的理论基础，而胚胎工程与基因工程、细胞工程等现代生物生物科技专题有密切关系。“基因工程”“细胞工程”等是胚胎工程的上游技术，而“胚胎工程”则属于下游技术。

笔者在分析学生、教学内容的基础上，确定了基于生物学核心素养的教学目标：

（1）利用生物学概念认识生命世界、解释生命现象，形成学生的生命观念。学生能简述胚胎工程的相关原理、动物细胞培养过程及动物细胞核移植技术；关注胚胎工程与细胞工程、基因工程研究进展和综合应用。

（2）设计相关技术路线，解决实际问题，增强学生理性思维和科学探究的能力。学生

能根据社会生产生活实际，设计试管牛、克隆牛、转基因牛的技术路线，培养理性思维和科学探究能力

（3）参与小组讨论，培养学生尝试解决生产生活中的生物学问题，增强学生社会责任意识。学生能通过设计试管牛、克隆牛、转基因牛的技术路线，培养学生注意观察、思考实际问题，利用所学知识解决问题，服务社会的意识和能力。

二、基于生物学核心素养的教学策略

（一）创设真实生物学情境，聚焦生物学重要概念，落实学生社会责任意识

课前让学生了解现代生物技术的发展史，重点思考近期中国科学家完成的克隆猴中中、华华所涉及到的相关技术，引入与动物相关的胚胎工程的专题复习。

1.创设问题情境

问题1：中国本地黄牛适应当地环境能力强，目前每头奶牛产乳量为3000Kg，而国际上良种奶牛（荷斯坦牛）平均产乳量可达10000Kg，但国际良种奶牛饲养条件要求较高。如何改良本地奶牛品种，提高产乳量？

问题2：国外荷斯坦奶牛产乳量高，可以从国外引进优良品种，而引进一头成年牛需要3万～5万元，依靠大量引进良种牛来提高产量的做法是不现实的。而且，牛的生育率很低，一头牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次，如何实现少量引进良种牛但能快速大量繁殖呢？

2.学生在通过小组合作，科学探究实际问题的解决方法，既帮助学生复习相关的生物学概念，又能联系实际，提升学生解决实际问题的能力和意识。

（二）基于评价，促进学生全面发展

1.学生评价

小组1：在家禽、家畜的育种过程中，杂交育种较为常见。国外的纯种荷斯坦牛产乳量很高，饲养条件要求也很高。将国外的荷斯坦牛引进后，在我国经过较长时间的驯化，与当地黄牛进行杂交和选育，逐渐形成适应当地环境的優良种（中国荷斯坦牛）。这不仅极大地降低饲养成本，还能获得较高的产乳量，（选育杂交牛）符合中国国情和广大散养农户的需要。但是传统杂交育种进程比较缓慢，过程繁琐，杂交后代会出现性状分离的现象。

小组2：牛的生育率虽然低，但是母牛体内的卵母细胞却相对多，公牛产生的精子就更多了。分别采集牛的精子和卵母细胞，进行体外受精并发育成早期胚胎，再将这些胚胎移植到本地牛（如黄牛）体内“借腹怀胎”，就可以实现良种牛的大量繁殖。这其实就是试管动物的技术路线。

同时，利用基因工程技术，可以使乳用牛本身变成“批量生产药物的工厂”。我们可以将药用等具有重要应用价值的蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体后，使其长成转基因动物。转基因雌性动物进入泌乳期后，可以在乳汁中获得所需的物质。这其实就是转基因动物的技术路线。

关于转基因牛后代性状分离的问题，可以采用动物体细胞核移植技术进行克隆，并将重组细胞培养成重组胚胎，并最终发育成个体，以实现优良性状的保存。这其实就是克隆动物的技术路线。

现代生物技术操作要求比较精确，只能在实验室中进行，成本也较高。试管动物的成功率和存活率都有待提升。同时，由于人们不能控制外源基因插入宿主基因组的部位，转基因动物的存活率很低，且容易会出现一些人们意想不到的后果。此外，克隆动物的成功率也较低。生出的部分个体可能表现出生理或免疫缺陷，克隆动物还会发现有早衰迹象。

2.教师评价

小组1同学设计的技术路线，正是中国荷斯坦牛的选育过程。中国荷斯坦牛饲养条件比较宽松，符合广大散养户的诉求，也符合中国的实际国情。

小组2同学更多的运用了选修三中所学到的现代生物技术，并成功规划出了试管牛、转基因牛和克隆牛的技术路线，虽然有些技术还存在一定的问题，但我们应以发展的眼光看问题，小组2同学的技术路线值得肯定。

（三）概念教学，基于建构，促进学生生命观念形成

在学生方案中涉及到育种工程以及试管动物、转基因动物和克隆动物的相关知识内容，师生共同梳理主体知识，重温试管动物、转基因动物、克隆动物所涉及的概念及原理，深化对胚胎工程的整体认识。利用思维导图，帮助学生快速构建知识网络和思维体系，对基因工程、细胞工程和胚胎工程的相关技术要点进行复习。

三、教学反思

本教学过程从实际问题出发，激发学生学习兴趣，引导学生利用所学知识构建不同的技术路线。巧妙利用试管动物、克隆动物、转基因动物的技术设计路线总结出动物工程中主要涉及的技术要点，较好的提高了课堂教学效果。同时，学生在搜集资料、互相评价过程中，提高了学生合作意识、生命观念、科学思维思维和社会责任意识。但以核心素养为根本宗旨的课堂教学也衍生出了新问题，如如何评价课堂教学过程中学生核心素养的发展水平？如何准确定位每节课核心素养的立足点、切入点等。总之，在课程改革的道路上，我们且思且实践。