基于生物学科核心素养的微专题复习教学

四川

在高三生物二轮复习课中，从核心概念、基本原理和基本规律入手；内化知识、构建网络；进行知识迁移、整合；并运用基本概念和原理解决实际问题的微专题复习是提升学科核心素养、提高复习效率、打造高效课堂的有效路径。所谓“微专题”是指立足于学情、教情和考情的切口小、角度新与针对性强的微型复习专题,其力求解决复习课中的真问题、小问题和实问题。笔者对运用微专题进行高效复习教学做了初步探讨。

一、微专题复习教学策略

（一）认清现状 实现复习有的放矢

经过一轮的全面复习，大多数学生已基本形成较全面的知识体系，掌握了一些基本的解题技能，提升了相应的理解能力，但仍然会遗留部分问题，如用生物学科语言进行有逻辑的表达、实验探究能力、综合运用能力、获取信息的能力等方面仍有欠缺。微专题复习的目的是帮助和引导学生专门解决某个或某些具体的疑惑和难点问题，因此微专题的设置要针对学生的“病灶”和疑点，抓住学生存在的重点问题和典型问题从而实现复习有的放矢。如通过对“光合作用”的一轮复习，学生了解了光合作用发现的历程，理解了光合作用的生理过程，辨析了影响光合作用的因素，对总光合速率、净光合速率等概念有了基本的认识，但在教学过程中笔者发现在联系生产实际的、崭新的真实问题情境中，学生不能很好地获取信息并综合运用相关知识进行深入分析，不能准确、全面地组织出答题要点、提出解决生产实际问题的措施，针对学生的这一“病灶”可设计“光合作用原理的应用”微专题，从理论到实践、从科学史到生产实际中的应用，不断地对知识进行整合，也不断重组学生的认知结构。再如，复习完“遗传因子的发现”后，学生对运用基因分离定律和基因自由组合定律设计实验、探究遗传学的相关问题、解释科研和生产实际中的遗传现象并用生物学科语言进行有逻辑的表达存在非常典型的问题，此时可设计“孟德尔遗传规律的实质”微专题，以果蝇为实验材料创设情境，选择适宜的基因分别设计一次杂交实验验证基因分离定律（要求写出亲本的基因型和子代性状分离比）和基因自由组合定律（要求写出实验设计的基本思路并预测结果），通过学生的讨论和辨析、师生的交流与碰撞完成实验探究和有序表达并归纳总结，让学生深度感悟假说-演绎法，深刻理解孟德尔遗传规律的实质。

（二）创新情境 实现知识的整合构建和迁移应用

概念的建立需要创设情境，规律的探究需要创设问题情境，应用知识解决具体问题应结合具体的实际情境，因此，真实、具体、富有价值的问题情境是学生学科核心素养形成和发展的重要载体，也为学生学科核心素养提供了真实的表现机会。微专题的选题基于一轮复习遗留的问题，若学习材料缺乏新颖性，学生极易产生“审美疲劳”，因此，在微专题复习教学中要创新问题情境，可借助典型试题创设问题情境；联系生产、生活实际创设自然社会情境；利用科学史实和科研资料创设知识情境；运用模型建构和动手实验创设实践情境，给学生耳目一新的感觉，从而达到激趣诱思，温故知新，提高复习效率的目的。如在进行“光合作用原理的应用”微专题复习教学时，教师可创设“为脱贫攻坚、促农增收，自贡郊区某乡镇大力发展‘不知火’和‘椪柑’产业。科研工作者以‘不知火’和‘椪柑’幼苗为实验材料，研究缺乏镁对‘不知火’和‘椪柑’生长的影响。”这一紧密联系生产和科研实际的问题情境，让学生综合运用光合作用的知识分析、解决真实情境中的问题并对“不知火”和“椪柑”的生产提出合理的建议。在“孟德尔遗传规律的实质”微专题复习中，以“对某昆虫进行研究时，科研人员在正常翅群体中发现了卷翅突变体（相关基因用B/b 表示）”为情境，以研究卷翅突变体的遗传规律为目的，进行了相关实验，实验过程及结果如下：用正常翅与卷翅正反交，F1雌雄个体中卷翅∶正常翅均为1 ∶1，F1卷翅♀×卷翅♂→F2雌雄个体中卷翅∶正常翅＝2 ∶1。这一基于科研实验材料的探究情境，让学生运用假说-演绎法，设计实验探究孟德尔遗传规律的实质。

复习课要求学生对已获得的知识进行再现和再认识，还要对知识结构进行再优化，建立起更高级的逻辑关系和更深刻的知识体系。因此，在微专题复习教学中教师应基于创新的问题情境，从小问题、实问题、真问题切入，要对基本概念、原理和规律进行整合构建，对知识进行迁移应用，提升学生的关键能力和学科核心素养。如在“生物膜系统”微专题复习中，学生通过构建概念图实现知识的内化和整合（如图1），从细胞膜的结构分析水分子以自由扩散方式通过细胞膜时会受到一定阻碍的原因，设计实验验证哺乳动物红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破可能与水通道蛋白有关这个推测是正确的（要求写出实验思路、预期实验结果），实现知识迁移应用，感悟实验探究的一般方法，提升学生的科学探究能力。

图1 生物膜系统知识整合构建

（三）聚焦生物学科核心素养

立德树人是党的教育方针，是教育工作的根本任务，因此，在高考命题中体现党和国家意志，考查学生的学科核心素养，体现立德树人是必然要求。《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》中提出发展学生的生物学科核心素养。由此得出，考查学生的生物学科核心素养是高考生物命题的目标。高考生物要针对生命观念、科学探究、科学思维和社会责任生物学科核心素养命制试题，以体现立德树人的国家意志。

基于问题解决的微专题复习中，要聚焦生物学科核心素养，通过多种多样的微专题构建一系列核心概念形成结构与功能、物质与能量、进化与适应、稳态与平衡等生命观念。在模型建构、判断与评价、实验与探究中培养归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等科学思维，利用“生物与环境”“人体的健康”等微专题复习，在践行“绿水青山就是金山银山”和“健康中国”等的生活实践中落实社会责任。通过“生命科学新成果”微专题复习，在感悟我国科学家完成的科学成果过程中提高学生的民族自豪感和国家认同感，激发学生刻苦学习以及立志为国家科技发展做出贡献的使命感，渗透家国情怀，逐步形成正确的价值观念、必备品格和关键能力，彰显生物学科独特的育人价值。

二、运用实例——神经纤维膜电位变化与指针偏转

“神经纤维膜电位变化与指针偏转”微专题的教学策略：典题引领 创设情境→整合构建 内化知识→迁移应用提升素养。

（一）典题引领 创设情境

【例1】（2018 年，江苏卷，第11 题）如图2 是某神经纤维动作电位的模式图，下列叙述正确的是 （ ）

图2 神经纤维动作电位模式图

A.K+的大量内流是神经纤维形成静息电位的主要原因

B.bc 段Na+大量内流，需要载体蛋白的协助，并消耗能量

C.cd 段Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态

D.动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大

【答案】C

【分析】本题考查神经细胞膜电位变化的相关知识，意在考查学生的识图能力、判断能力以及运用所学知识综合分析问题的能力，重点考查对于静息电位和动作电位的产生和维持机制的理解。静息电位的产生和维持是由于K+通道开放，K+外流；bc 段动作电位产生的主要原因是细胞膜上的Na+通道开放，Na+内流造成的，属于协助扩散，不消耗能量；cd 段是动作电位恢复到静息电位的过程，该过程中Na+通道多处于关闭状态，K+通道多处于开放状态；在一定范围内，动作电位大小随有效刺激的增强而不断加大，而刺激强度较小时是不能产生动作电位的。

教师可用典型试题引领，创设要解决的生物学问题情境，通过对情境中相关信息的感知和理解，夯实有关基础知识，暴露学生存在的问题，激发学生的兴趣和探究欲，为学生更高的进阶奠定基础、做好铺垫。

（二）整合构建 内化知识

神经纤维膜电位变化与指针偏转涉及很多知识点，若把与之相关的问题全部复习一遍则重复低效，学生生物学科核心素养也不会有明显提升。所以师生需要从典型试题中整合知识、构建结构、形成体系。教师可先出示钠-钾泵示意图（如图3），

图3 钠-钾泵示意图

请学生分析思考以下问题：（1）神经细胞内外Na+、K+的分布有何特点？这种分布特点是如何维持的？（2）静息状态下，主要是哪种离子进行跨膜转运，方向如何，方式是什么？细胞膜两侧电位表现如何，为什么？（3）受到刺激的部位，主要是哪种离子进行跨膜转运，方向如何，方式是什么？细胞膜两侧电位表现如何，为什么？（4）怎样测量膜电位变化？（5）据图4 分析，刺激a 点和c 点，神经纤维上电流计指针偏转情况如何；据图5 分析，刺激b点和c 点，神经元之间电流计指针偏转情况如何。

图4 在神经纤维上电流计的变化

图5 在神经元之间电流计的变化

分组讨论、合作学习，理解“神经细胞内外Na+、K+分布→神经纤维膜电位变化→电流计指针偏转”间的内在联系，整合构建形成体系（如图6）。在整合构建神经纤维膜电位变化与指针偏转体系的过程中，运用结构与功能观、物质与能量观来分析神经细胞内外Na+和K+分布的特点，解释神经纤维膜电位变化与指针偏转的原因，发展学生的科学思维，培养学生的生命观念。

图6 神经纤维膜电位变化与指针偏转体系

（三）迁移应用 提升素养

【例2】分析并完成实验

（1）请判断：刺激图7 中哪一点可以证明“兴奋在神经纤维上的传导是双向的”，为什么？（注：bd=de）

图7

（2）根据所学知识，利用以下材料，设计实验证明“兴奋在神经元之间的传递是单向的”。材料：下列突触结构（如图8），电线若干，电流表若干，神经电刺激仪。

图8

要求：结合图形、文字写出实验思路并预期实验结果。

【答案】（1）c 无论兴奋在神经纤维上的传导是单向的还是双向的，刺激a、b、e 点时电流表指针均只发生一次偏转，刺激d 点时指针不偏转；刺激c 点，兴奋在神经纤维上单向传导时电流表指针偏转一次，而双向传导时偏转两次。

（2）方案1（如图9）

图9

实验思路：刺激A；观察B 上电流表指针偏转情况；

刺激B，观察A 上电流表指针偏转情况。

预期结果：刺激A、B 上电流表指针偏转；刺激B，A 上电流表指针不偏转。

方案2（如图10）

图10

实验思路：分别在位点a、b 给予适宜刺激，观察电流表指针偏转次数。

预期结果：刺激位点a,电流表指针偏转两次；刺激位点b，电流表指针偏转一次。

在整合构建形成体系，理解“神经细胞内外Na+、K+分布→神经纤维膜电位变化→电流计指针偏转”间的内在联系的基础上，分析“证明兴奋在神经纤维上的传导是双向的”实验和设计“证明兴奋在神经元之间的传递是单向的”实验，让学生在分析中思辨、在探究中升华，培养学生的科学探究能力，在实验中发展学生的科学思维，实现知识的迁移和应用，提升学生的生物学科核心素养。

总之，微专题复习教学能基于学生的真实问题进行解答，对复习中所暴露的问题及时弥补，对高考重点、热点问题及时强化。教学中教师以“新”的组织形式引领学生复习，注重学生对知识的分析和运用，使知识深刻化、体系化，让学生深度参与，突出学生能力培养，促进学生生物学科核心素养的发展。教师在实际教学中灵活运用微专题，可使二轮复习得到优化，提高复习的针对性和实效性，达成高效复习的目标，使课堂充满生机与魅力。