核心素养视域下高中生物学教学策略分析

【摘要】核心素养视域下的高中生物学教学，强调培养学生的学科核心素养，提倡利用情境教学等有效方法。“基因指导蛋白质的合成”是人教版必修2教材第4章“基因的表达”第1节的内容，教学重点包括RNA的结构和特点、基因指导蛋白质合成的过程以及遗传密码等。以人教版“基因指导蛋白质的合成”教学为例，从情境驱动、问题导向、合作学习、社会实践方面出发，钻研核心素养视域下高中生物学教学策略，以供参考。

【关键词】高中生物学；核心素养；“基因指导蛋白质的合成”

作者简介：张杨（1986—），男，吉林省长春市文理高中。

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（下文简称《课程标准》）规定，核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。核心素养的提出，引发了高中生物学教学的重要变革。以不同维度核心素养的培养为目标，既是进一步深化教学改革的要求，也是一线教师努力的方向。通过培养学生的核心素养，教师可以让他们深入理解和灵活应用生物学知识，提高问题解决能力，成长为具备良好素质及社会责任感的人才。

一、情境驱动，培养学生正确生命观念

在核心素养视域下，真实生动的情境能激发学生的生物学知识学习兴趣和积极性，有利于提升学生的核心素养。为了培养学生正确的生命观念，教师可以通过情境驱动的方式，在与生物学知识有关的情境中引导学生学习、理解生物学概念和原理。同时，教师可以设计不同的学习活动，让情境教学促进学生的主动学习，提升学生的自主学习能力［1］。

以人教版“基因指导蛋白质的合成”教学为例，教师可以通过创设以下两个情境，培养学生的生命观念，实现核心素养培养目标。

（一）情境一—侏罗纪公园一日游

情境描述：假设你是一名生物基因领域专家，被邀请参加一个特别的“侏罗纪公园一日游”活动。在活动中，你需要利用现代生物基因技术，研究复活侏罗纪时期恐龙的可行性。侏罗纪公园里的各种恐龙

的肌肉、骨骼和其他身体部位都是由特定的蛋白质构成的。

教师可以展示恐龙化石图，呈现侏罗纪公园的平面图，播放《侏罗纪世界3》电影片段来吸引学生的注意力。在学生观看片段的过程中，教师要引导学生将自己代入生物基因领域专家的角色，思考在复活恐龙的过程中，基因如何指导蛋白质的合成，蛋白质如何构成恐龙的身体。教师还可以设计一个简单的模拟实验，要求学生使用不同颜色的球（代表不同的氨基酸），模拟将mRNA的序列（用不同长度的绳子来表示）转化为蛋白质（用球链来表示）的过程，即遗传信息的翻译过程。

学生需要分组讨论基因指导蛋白质合成的具体步骤，并且可以使用恐龙作为例子来说明。这一过程可以激发他们对恐龙身体构成的好奇心［2］。在情境中，教师要逐步引导学生进行总结，并思考基因指导蛋白质合成的过程在生物体中的重要性。同时，对于有关复活恐龙的技术是否应该被应用的话题，学生可以在一个有趣的学习环境中展开讨论，进而理解课程知识，培养自身的生命观念。

（二）情境二—细胞内的“生产线”

情境描述：假设恐龙身体的细胞内基因指导蛋白质合成的过程是一条生产线，DNA是生产图纸，RNA是生产线上的工人，核糖体是生产设备，蛋白质是最终的产品，请尝试绘制生产流程图。

教师可以利用多媒体展示不同类型的恐龙，结合细胞内基因指导蛋白质合成的动画，帮助学生形成关于生物学知识的直观印象。同时，教师可以引导学生通过类比的方式，探讨“生产线”上各个环节的作用及其相互关系，理解基因表达的过程。

学生结合教师的引导，能使抽象的生物学概念具体化，加深对生物学知识的记忆。学生可以在情境中理解基因通过转录和翻译指导蛋白质的合成，形成结构与功能观这一生命观念。

二、问题导向，强化学生科学思维能力

《课程标准》提出关于“解决实际问题的思维习惯和能力”的核心素养培养要求。基于问题的核心素养培养活动，能助力学生的思维发展，提升学生的问题解决能力。问题教学以问题为导向，能调动学生的生物学知识学习兴趣，促使学生主动进行思考，探究生物学问题，加深对生物学知识的理解［3］。所以，教师有必要通过问题导向，强化学生的科学思维能力。

在“基因指导蛋白质的合成”一课中，遗传信息的转录是重要的知识。教师可以设计如下问题，引导学生思考基因指导蛋白质合成的细节，使其应用所学生物学知识解决问题：1.你认为转录是什么？转录在生物体内有哪些作用？2.在转录的过程中，DNA的哪条链被用作模板？选择DNA的另一条链可行吗？3.在转录的过程中，RNA聚合酶发挥什么作用？如果缺少RNA聚合酶，会发生什么事？4. DNA与mRNA在结构方面有哪些区别？这些区别对mRNA的功能有何影响？5.影响转录的速率或效率的因素有哪些？这些因素是怎样发挥作用的？

之后，教师可以引导学生参考核糖和脱氧核糖的结构模式图，总结RNA是什么物质，为什么mRNA适于作为DNA的信使。学生通过分析可以发现：虽然组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖（这也是DNA与RNA的区别），但是RNA的分子与DNA的分子极为相似，RNA的分子也是由核苷酸连接而成的。正因如此，RNA才具备准确传递遗传信息的可能性［4］。教师还可以参考DNA与RNA在化学组成上的区别，让学生理解遗传信息的转录细节以及核糖与脱氧核糖的区别，再适时提出问题：“DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？”这一问题有利于让学生在图示的辅助下，结合自己的理解，回顾和分析遗传信息的转录过程，建构知识体系。

对于遗传信息的翻译的知识，教师可以让学生思考以下问题，进而为学生总结遗传信息的翻译过程及其在蛋白质合成中的重要性：1. mRNA上的遗传密码该怎样破解？每个氨基酸对应的密码子只有一个还是有多个？2.核糖体在翻译的过程中作用是什么？核糖体的作用是怎样发挥的？3.翻译是如何起始和终止的？起始密码子和终止密码子在这个过程中发挥什么作用？4.如果在翻译过程中出现错误，细胞是否有识别并修正这些错误的机制？

通过设计问题，教师不仅能引导学生深入理解遗传信息的转录和翻译的过程，还能锻炼他们的科学思维和问题解决能力，从而提高他们的核心素养。

三、合作学习，提升学生科学探究能力

《课程标准》指出，学生应在探究中，乐于并善于开展团队合作，勇于创新。合作学习提倡学生之间进行交流，有利于学生通过小组探究等方式，实现对生物学知识的共同建构［5］。运用合作学习方法开展教学，能够培养学生的团队合作精神和沟通能力，使学生具备良好的社会适应能力。因此，教师可以设计合作学习方案，鼓励学生在小组内充分发挥自己的优势，提升合作学习效果，培养他们的学习能力和科学探究能力。

在“基因指导蛋白质的合成”一课中，中心法则也是重要的知识，因为中心法则揭示了生物体内遗传信息的传递和表达的过程。学生通过学习中心法则，能理解生命的本质和生物的多样性，这为他们进行科学探究提供了重要的理论依据。教师可以设计主题为“中心法则探秘之旅”的合作学习活动。在这个活动中，学生需要达成的合作学习目标包括：1.能理解中心法则、DNA的复制和遗传信息的转录、翻译过程；2.能提出问题、做出假设、合作实验、分析数据，形成一定的科学探究能力；3.能在合作中与小组成员主动交流、沟通，互帮互助。教师具体可以按照以下步骤组织这个活动。

首先，学生要进行分组并领取学习资料、实验材料，明确本组的探究任务，如“探究DNA复制的准确性”“探究转录过程中的碱基配对规则”“探究翻译过程中的遗传密码破解”等。

其次，教师可以简要介绍中心法则的概念，要求各个小组在规定时间内搜集、整理资料，提出具体的探究问题并做出假设。小组成员要结合假设共同设计模拟实验，验证假设。在实验中，小组成员要观察、记录和分析实验现象，思考改进实验设计的方法。

再次，实验结束后，各小组要整理和分析实验数据，检验本组假设的正确性，并就实验结果进行讨论，参考如图1所示的中心法则图解（虚线表示少数生物的遗传信息的流向），总结中心法则涉及的相关过程的特点和规律。每个小组要派一名代表，向师生展示本组的合作学习成果。在小组代表展示的过程中，教师可以鼓励其他小组进行提问，以促进全班学生的深入互动和交流。

图1 中心法则图解

最后，教师要对各小组的合作学习成果进行评价，肯定学生积极的态度和优秀的成果。同时，教师也要指出各个小组应改进的地方，对中心法则的相关知识进行总结，强调其在本章学习中的重要性。

在这样的合作学习中，学生通过假设、研究、实验、总结，既可以理解生物学知识的本质，又可以明确中心法则在基因工程、生物制药等领域的价值。合作学习在高中生物学教学中的应用，可以培养学生良好的科学探究素养。

四、社会实践，增强学生社会责任意识

核心素养视域下的高中生物学教学，提倡教师设计与生物学课程相关的课外科技活动和社会实践活动。教师可以结合教学内容组织社会实践活动，培养学生的使命感，增强学生的社会责任意识，提升学生的社会适应能力［6］。

在“基因指导蛋白质的合成”一课中，教师可以通过如下社会实践引导学生组建社会实践小分队，让每个小队分别完成不同的实践任务，旨在加深学生对基因指导蛋白质合成过程的理解。

社会实践背景：抗菌药物能抑制细菌的生长，它们的抗菌机制值得探讨。请结合课程内容，设计社会实践方案，研究不同抗菌药物可用于治疗疾病的原理，再根据自己的心得体会，畅想未来生物制药领域的创新成果并进行交流。

为了开展社会实践，第一步，每个小队需要选择一种与基因指导蛋白质合成相关的药物进行研究，如红霉素、环丙沙星、利福平等。小队成员需要分工合作，通过图书馆、互联网等渠道，搜集有关所选药物的资料，了解所选药物的研发背景、应用现状、争议点等。

第二步，各小队需要利用课后时间到本地制药厂进行实践；采访相关领域的专家或学者，了解他们关于所选药物的看法和建议；设计问卷，针对所选药物的应用，利用微信公众号、微博等进行调查，收集公众的意见，了解公众对所选药物的认知程度和使用

感受。

第三步，各小队需要围绕社会实践进行交流。每个小队需要选出一名代表，从基因指导蛋白质合成的角度，汇报本队的社会实践成果和提出本队的药物研究观点。在此期间，其他小队可以发表本队的观点。

通过这样的社会实践，学生能了解红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物的特性和药物的抗菌机制（红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸；环丙沙星能抑制DNA的复制；利福平能降低RNA聚合酶的活性），深刻理解基因指导蛋白质合成的过程，而且能增强在基因技术应用方面的社会责任意识，实现核心素养的发展［7］。

结语

简而言之，课程改革的进一步深化，使核心素养成为教育领域的研究热点。核心素养视域下高中生物学教学的新要求包括重视核心素养的培养、强调情境教学、注重跨学科融合以及关注社会议题等。采取有效的高中生物学教学策略落实这些新要求，有助于提高学生的生物学学科核心素养，为他们今后的深入学习和可持续发展夯实根基。教师在后续开展教学研究与实践时，要树立核心素养培养意识，将核心素养落实到具体的教学过程中，有效达成教学目标，推动高中生物学教学改革。

【参考文献】

［1］程晓春.指向生物学科核心素养的高中生物教学策略探究［J］.考试周刊，2023（28）：105-109.

［2］封婷婷.基于核心素养的高中生物教学对策［J］.天津教育，2023（15）：81-83.

［3］杨成利.基于核心素养培养的高中生物教学实践研究：以“基因指导蛋白质的合成”一课为例

［J］.新课程研究，2023（11）：32-34.

［4］刘西芹.基于核心素养培育的高中生物教学策略探究［J］.学周刊，2023（6）：94-96.

［5］许大苗.核心素养视域下学生科学思维能力培养策略研究：以高中生物教学实践为例［J］.高考，2022（30）：76-78.

［6］李永团.基于核心素养的高中生物教学：以人教版“基因指导蛋白质的合成”教学为例［J］.陕西教育（教学版），2022（7/8）：118-119.

［7］葛成虹.基于核心素养的高中生物教学分析［J］.文理导航（中旬），2022（7）：10-12.