微专题复习中落实核心素养的基本策略研究

摘 要：概念是生物学的基础，文章以“生物膜系统的结构和功能”微专题复习为例，依据课程标准，在深入分析教材和学情的基础上，确立以概念教学来发展学生的生物学学科核心素养，通过具体的教学策略，切实提升高三复习的有效性。

关键词：核心素养;课程标准;概念教学;专题复习

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2022）15-0107-04

作者简介：申燕（1976～），女，汉族，安徽马鞍山人，蚌埠田家炳中学，中学一级教师，研究方向：中学生物教学。

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称新课标）明确将生命观念、科学思维、科学探究和社会责任作为生物学学科核心素养的4个基本要素。对高中生物教师来说，只有深刻理解学科核心素养的内涵，了解核心素养考查的基本要求，才能在日常教学活动中有针对性地培养学生的各项关键能力，有效应对高考的挑战并对学生日后的学习和生活产生积极、持久的影响。

在新课标和新教材的“双新”指导下，教师在课堂教学过程中，通过哪些策略能有效培养学科核心素养？文章以“生物膜系统的结构和功能”微专题复习为例进行实践探索。

一、通过构建概念图聚焦大概念，培养学生的生命观念

生命观念的考查在高考命题中主要是通过对生物核心概念的理解、迁移和运用能力等方面进行。复习过程中，为落实本专题的教学目标，教师设计以概念为核心的问题串，引导学生构建结构与功能相适应的生命观念：①细胞的哪些膜结构构成生物膜系统？②细胞膜的组成成分包括哪些，其结构有什么特点，这种膜结构与其功能是如何相适应的？③生物膜的组成成分有哪些，各种生物膜在成分上有什么区别，这种区别在功能上是如何体现的？④根据有无膜结构对细胞器进行分类，引导学生回忆各种细胞器的结构和功能。⑤根据核膜的结构特点，明确核质是如何进行物质交换和信息交流的？在教师设置的问题串驱动下，引导学生在不同的概念间建立关联，通过绘制概念图让学生聚焦重要概念（图1）是高中生物学教学中落实生命观念的重要策略之一。

教师在教学过程中将教材中的结论设计成高质量的递进式问题串，学生通过小组合作交流，从生物学重要概念到次位概念的梳理，再通过概念的比较构成自己的知识网络体系，逐步形成结构与功能相适应的生命观念，最后通过高考典例分析与应用，在构建生命观念的基础上，提升学生分析和解决问题的能力，弱化对“概念”的记忆和背诵，聚焦概念的理解和应用是课堂教学的要点，通过构建概念图是聚焦大概念培养生命观念的教学策略之一。

二、运用模型与建模、分析与综合等科学方法加强概念理解，培养科学思维能力

模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的，主要包括物理模型、概念模型、数学模型等。建模教学策略是让学生通过建模活动深入理解知识形成过程的核心理念，尤其是科学思维能力提升的重要教学策略之一。研究认为凡是涉及模型构建、模型使用、模型评价和修正的教学都被称之为建模教学。教师在日常教学中如何恰当地使用建模教学策略来培养学生的学科素养？在知识形成的过程中，鼓励学生动手构建模型，既有利于对学生科学方法的指导、科学思维的养成，又能提升学生获取信息解决问题的能力，借此提高学生运用科学思维解决实际问题的能力。

复习时，教师设计活动，先组织学生小组合作，用不同颜色的卡纸、粘胶等材料动手制作细胞膜的结构模型，教师在建模教学时，指导学生基于实验证据构建模型，通过建模活动让学生亲身体验科学家是如何探究膜的结构的，帮助学生描述、解释或预测生物膜的功能。通过物理模型建构，学生在讨论过程中，理论和实践不断碰撞，让学生体验到从感性认识上升到理性认识，教师借助建模教学策略强化学生对结构与功能相适应的生命观念的认可。

教师继续质疑细胞的膜结构在结构和功能上是怎样联系的？你能联想到哪些生理过程？学生依据人教版高中生物新教材必修一第52页和第53页的图示和文字提示，自主构建生物膜系统结构间概念模型（图2），让文字与图形结合，使抽象的文字在图形中得以可视化体现，通过构建概念模型的教学策略来培养学生的科学思维。

高三学生已经具备一定的归纳、概括和综合分析能力，在教学过程中，教师引导学生以分泌蛋白的合成和运到细胞外的过程示意图为例，从物质的运输、合成和分解;能量的转化和利用以及信息传递等生命活动中说明细胞各结构间功能联系的概念模型，在绘制概念模型（图3）时，明确各种生物膜在功能上既有分工，又相互配合、协调工作共同完成生命活动。

此外，在复习物质跨膜运输速率的影响因素时，引导学生根据所提供的数据建构数学模型，利用数学模型描述难以直接观测到的微观世界，帮助学生理解限制物质运输速率的因素，科学解释细胞膜的成分在物质运输中所起的作用，借助数学模型培养学生的科学思维能力。

整个建模教学环节中，让学生在自主探究和合作交流中运用所学的知识解决问题，随着学习的不断深入，学生的认知不断被丰富、修正而得以科学思维能力的提高。

三、重视概念的形成过程，培养学生科学探究能力

新课标指出“组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键，不仅直接影响核心素养中‘科学思维’和‘科学探究’的落实，也会间接影响另外两个核心素养的达成。”

以探究为特点的教学包括思维探究和实践探究两种类型，专题复习课中，科学探究的设计要围绕教材的重难点来确立，根据本校学情设计适合学生的探究性作业，作业的体现可以是实验方案设计的填写、模型构建、情境分析类、调查研究、小实验等。学生在探究过程中寻求证据认识生命现象本质，以此策略来培养学生的科学思维和科学探究能力。

（一）情境分析类

创设问题情境来激发学生学习兴趣，在情境分析过程中有意识地培养学生的科学思维能力。例如，实验一，用同位素标记的碘离子细胞培养液来培养活的甲状腺滤泡上皮细胞（培养液碘离子浓度较低），一段时间后发现活的甲状腺滤泡上皮细胞内有放射性。实验二，另取一组活的破坏甲状腺上皮细胞的线粒体，置于相同条件下培养一段时间后细胞内没有放射性。两组实验对照能说明什么？实验三，破坏活的甲状腺滤泡上皮细胞膜上的蛋白质，在相同条件下培养一段时间，细胞内没有放射性。实验一与实验三对照能说明什么？学生通过论证得出主动运输的限制條件，此处教师可以借助人教版新教材提到的在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”这一科学方法，以此培养学生的科学思维。

（二）学生实验探究活动

实验探究活动是在探究式教学的基础上，将论证活动引入课堂教学，让学生像科学家一样经历发现问题、提出假说、收集资料、为主张进行辩驳等过程，进而提高学生的批判性思维，促进学生理解生物学概念。

教师根据学情设计密切联系生活实际的实验活动，提升学生的科学探究能力。如：学生尝试用鸡蛋壳膜模拟实验，证明碘可以发生简单扩散，淀粉不能发生简单扩散，提升自己的科学探究能力。

四、关注与生物学相关的社会议题，重视概念运用，培养学生社会责任

“社会责任”是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，做出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力，属于学科育人目标的范畴。社会责任教育需要教师关注与生物学相关的社会议题，在日常教学中有目的地引入，对其进行分析并展开讨论是培养学生社会责任的主要策略之一。

生物课堂中，提供生物膜系统科研成果的研究进展及在生产生活中的应用实例等素材，渗透社会责任的教育是常用的教学策略之一。如视频播放清华大学结构生物学家颜宁教授的团队研究葡萄糖转运蛋白，教师依据这些素材设计相应的问题：①葡萄糖转运蛋白最主要的作用是为大脑和神经系统提供能量，当葡萄糖转运蛋白不工作时，会有什么后果？②揭示葡萄糖转运蛋白结构在医学上有怎么样的价值，将会在临床治疗上带来哪些改变？③当发生癌变时，肿瘤细胞会摄入大量葡萄糖以维持生长扩增，故肿瘤细胞中葡萄糖转运蛋白会超量存在。使学生意识到“膜蛋白”的研究价值，学生借助自己制作的细胞膜的结构模型可以推测：一是细胞膜上存在的物质运输通道如果出现异常，就会导致疾病的发生，这说明运输通道的重要性;二是人类可以研究这些通道，为治疗相应的疾病提供重要的方法和途径。教师继续引导学生了解生物膜系统在生产生活中应用的实例，如农业上培养抗寒和抗旱的农作物知识、海水淡化问题、尿毒症病因与治疗、不同类型糖尿病的治疗等，教师将教材里学到的知识与学生的日常生活建立联系，注重生活化情境材料的选择，以此培养学生的社会责任感。

参考文献：

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