核心素养为导向的情节型情境教学案例

潘明凤

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订版）》更加提倡情境教学来培育学生的核心素养，要求教师通过创设与生产、生活、科研密切相关的真实情境，让学生在情境分析中，开展探究活动，培养科学思维，领悟生命观念，激发社会责任，充分落实核心素养。所谓“一境到底”，即同一情境设计为故事主线的形式，采用一系列连续且动态的情节型情境贯穿整个教学过程，问题环环相扣，依次展开;教学自然流畅，循序渐进;学生兴趣盎然，积极性高;课堂教学高效，重点突出。该策略可充分体现高中生物学课程标准的基本理念，实现生物教学的育人价值。

下面以“基因突变”一节为例，以患者就诊、医患沟通过程作为情节发展主线，呈现“一境到底”教学策略“起—承—转—合”的创设方法。其中以患者视角设置动态情境，以医生视角设置学生探究性活动，以达成对核心素养的落实。设计流程如图1所示。

1起——创设情境，激活课堂

基因突变是围绕基因结构的不稳定性阐述生物的变异，是学生认识生命由“不变”到“变”的转折点。生活中，生命现象随处可见。在基于生命观念的课堂教学中，教师要能努力挖掘学生身边的生命现象，从“生命”创设情境导入课堂。

教师展示本班两名学生与父母的合照，并通过亲子间性状的相似性和差异性引出遗传和变异现象。然后进一步追问：A同学的父母都是双眼皮，而A同学是单眼皮，他的单眼皮有可能传给后代吗？B同学的一家三口皮肤都很白，但由于拍照时是夏天B同学被晒得很黑，他的黑皮肤可能遗传给后代吗？学生讨论、分析，总结出变异包括可遗传变异和不可遗传变异，进而导入章标和节标。案例中的照片选自母亲节活动素材——全家合影，展示同学的家庭合照，点燃了学生的学习热情，激发了学生的好奇心和求知欲，体验学习的乐趣。

2承——情境衔接，问题驱动

教师创设衔接的情境：一天，诊所来了一位病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血患者。检查病人的血液时，发现，他的红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，即患上了镰刀型细胞贫血症。

2.1分析镰刀形细胞贫血症形成的原因

教师出示病人的血检报告单（图2），引导学生利用中心法则内容，以医生的身份对该病的病因进行分析。由现象到本质，按照个体、细胞、分子水平推测病因，引导学生认识基因突变的实质。

根据图2第一份报告中红细胞形态结构异常，教师引导学生想到去检查血红蛋白结构;根据第二份报告中血红蛋白结构检查结果，引导学生发现引起该病的直接原因是血红蛋白结构中某一氨基酸发生了改变，再引导学生想到去测序血红蛋白基因结构。根据第三份报告的检查结果，学生认识到该病的根本原因是基因的一对碱基发生了替换。

2.2构建基因突变的概念

教师课前准备好装有不同的血红蛋白基因突变片段的信封分发至各小组。结合信封内突变片段，设计一系列问题，引导学生展开思维，归纳、推理，得出结论：1碱基的对改变方式除了“替换”，还可以发生哪些改变？2突变后的基因是不是原来的基因？3新基因和原来的基因是否控制同一性状？4DNA碱基序列的改變一定是基因突变吗？

问题1的解答要求学生对比突变片段之间碱基对的差别。学生根据已有的经验，很容易想到碱基对改变方式还可以是增添或者缺失。问题2、3的目的是使学生理清基因突变的结果。学生进一步推理：突变后的基因中碱基对的排列顺序发生改变，即基因结构发生改变，不再是原来基因。新基因与原基因控制的是红细胞形状的不同表现类型，互为等位基因。问题4帮助学生重点辨析DNA与基因间的关系。通过系列问题的归纳，学生自主建构基因突变的概念，阐明基因突变的结果，感悟基因突变的意义之一产生新性状，是变异的根本来源，从而培养学生的结构与功能观这一生命观念。

2.3理解基因突变对生物性状的影响及意义

学生以医生的身份尝试对患者的病请咨询进行解答，获得如临其境的真实感，促进经验与知识的自主转化，培养科学思维。教师依次展示病人的咨询问题：1我的突变基因会传给孩子吗？2若突变基因传给孩子，孩子会患病吗？3若没有传给孩子，孩子一定不患病吗？4孩子的基因发生突变，就一定患病吗？

学生分析问题，得出：1突变若发生于生殖细胞有可能传给孩子，若发生于体细胞则不会传给孩子，即不同位置的基因突变可能给子代带来不同的影响。2若该突变基因为隐性基因，孩子是否患病还取决于来自母亲的基因。3孩子自身细胞的基因也可能突变。问题4引导学生分组合作探究，利用信封内的突变血红蛋白基因片段，分析不同类型的碱基变化对性状的影响，见表1。物理建模可以训练学生的创造性思维，引导学生从蛋白质对性状的影响、基因的显隐性关系对性状的影响进行讨论。学生分组交流结果，领会基因突变概念的内涵与外延，形成结构与功能观。

教师可引导学生进一步分析基因突变对生物体生存的影响：基因突变对生物体的影响是不确定的，可能有害，可能有利或者中性。这样可使学生了解到生命的内涵。教师引导学生逐步建立基因突变—新基因—基因型多样性—性状多样性—自然选择的逻辑关系，在深度学习中理解基因突变的意义。

3转——迁移拓展，创新思维

学生继续以医生的身份对患者的疑问进行深入剖析：1如何避免发生基因突变？2基因突变有何特点？3我的病还能治吗？问题激发了学生的学习兴趣，引发学生的高阶思维，促进深度学习，培养科学思维能力。

3.1基因突变的原因、特点和意义

针对问题1，教师展示收集的生活素材，引导学生分析影响基因突变的外界因素（物理、化学和生物因素）。教师提出问题：基因突变只能由外因诱发出现吗？若学生思维陷入僵局，则需教师及时搭建思维支架，利用问题驱动：什么时候基因结构会变得不稳定而容易发生碱基改变？教师进一步引导学生分析基因突变的类型（自发突变和诱发突变）以及易发生的时间——分裂的间期。

针对问题2，教师展示素材，学生归纳、推理得出基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、低频性等特点。

3.2突变基因的定点“修改”

问题3是全社会密切关注的热点问题，具有一定的挑战性。教师可引导学生利用基因工程和干细胞的相关知识去寻找治疗方案。学生讨论后提出可行方法，教师及时给以评价。最后，教师引导学生迁移拓展：2015年，三位科学家发现DNA修复方法获诺贝尔化学奖，让学生了解基因组编辑技术。同时，呈现我国在这一领域的可喜成绩：12013年，美国华裔生物学家张锋首次利用CRISPR/Cas9系统对哺乳动物细胞进行了基因组编辑，引起世界轰动。22014年，首次对猴进行了基因组编辑并获得成功。32016年，首次将基因组编辑用于治疗癌症。教师利用这些事件拉近学生与科学研究的距离，提高了学生的社会责任感，使学生认可生命科学研究的重要意义。

4合——梳理主线，建构网络

教师引导学生综合运用归纳、推理、批判性思维等方法，整合医患交流问题主线，快速构建有关“基因突变”的完整知识体系。学生展示所画概念图和思维导图，分享所学知识成果。

本案例以核心素养目标的4个维度为中枢，以教学环节的连接为基本骨架，努力挖掘生活中的生命现象，实现了从“生命”导入课堂→用“生命”丰富课堂→让“生命”重焕课堂。同时，教师还要能够对学生进行潜移默化的引导，引导学生理解生命的“内涵”，要让他们能够将所学的知识与“生命”相联系，真正实现“生物—生活—社会”的跨越。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订版）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]基于核心素养和学业质量标准的教学目标设计——以“基因突变”为例[J].中学生物教学，2019，（7）：28-30.

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