何锦兰
广东省信宜市信宜中学
摘要:以“基因在染色体上”为例，创设激发学生内动力的教学情境，开展自主合作探究活动，对高中生物课堂教学策略进行优化分析，提升学生综合分析、解决问题的能力和培养学生的生物学科核心素养。
关键词:核心素养;高中生物;教学策略;基因在染色体上
生物学学科核心素养包括：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。核心素养是一个人在解决不确定、复杂的限时问题时表现出的一种综合性素质能力的表现，探究学习是培养学科核心素养的关键[1]。教师在进行教学的过程中如果只讲授科学家的研究事实和结论，学生就会觉得生物知识很生涩、无趣，所以让学生亲自走进疑问情景当中去思考、体验演绎推理过程，在寻找答案的过程中掌握探究方法、理解科学本质、提升科学思维，这样能更好地落实学科核心素养。以下是以 “基因在染色体上”为例，展开教学实践，进行策略分析。
一、创设情境，引入课堂，点燃学习气氛
心理学研究表明，情感和兴趣的诱发，每每是与一定的情景有关。教师可以利用生活实例甚至是学科交叉知识，创设一定的情景引起学生的探索兴趣，从而撬动学生利用现有的认知把被动学习转换为我要学习，引发学生逐步深度思考。如利用以下实例让学生体验类比推理的科学研究方法。
类比推理法是在实验教学和科学研究中常用的方法之一，对培养学生的分析归纳能力、逻辑思维能力等也有重要的意义。有了类比推理法这个知识基础再将学生带入到教材中的问题情景，更容易让学生产生共鸣，充分调动学生的主观能动性，提高学习效果。
二、基于现象，归纳总结，激发探究精神
学生已经掌握了“分离定律”、“减数分裂形成染色体减半的配子”、“自由组合定律”等相关知识，能运用原有的认知对所发现问题进行深度思考、分析和推理。
教师可利用对比图呈现原有知识（图1），根据生物学中的现象及事实引导学生观察、思考：是否可以用同源染色体替换遗传因子重新表述分离定律？基因与染色体之间存在着怎样的联系？用问题引导学生进行思考与学习，撬动学生对知识的兴趣，激发学生学习的欲望，运用类比推理的研究方法，对等位基因与同源染色体之间存在的相似行为进行归纳总结，使其聚焦于“基因在染色体上”的科学探究过程和概念理解。
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图1 染色体行为和基因行为比较
三、合作探究，演绎推理，发展科学思维
以“核心素养为宗旨”的教学，需要教师引导学生深度学习相关知识，不能停留在表层的学习、简单机械化的记忆，要将所学的知识深度理解并内化获得一定的感悟。在实践教学中，可以聚焦核心问题“基因的位置探究”，组织学生应用“假说-演绎法”科学的探究方法展开合作探究。
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在以下教学实践中教师不参与学生的主要讨论，而是在关键之处对学生进行适时的点拨、引导，注重学生主体性地位的体现，让学生积极地参与到合作探讨中，培养学生的科学探究能力和科学思维，加强对“假说-演绎法”的运用并将这种思维应用到具体问题的解决中。
（一）根据现象，作出假设
通过观察获取信息是开启学生思维模式的钥匙，是演绎归纳的前提。由实验一（图2），学生发现，红眼与白眼的遗传表现是符合基因的分离定律，但是为什么F2中的白眼只有雄蝇，而没有雌蝇呢？结合学生原有的认知并与孟德尔的实验比较，学生可对此现象作出“基因位置”的假设：控制眼色的基因是位于细胞核中的性染色体上。结合果蝇体细胞染色体图解（图3）分析可提出假说：1、控制眼色的基因在X染色体非同源区；2、控制眼色的基因在Y染色体非同源区；3、控制眼色的基因在X、Y染色体同源区。
图2 实验一 图3 果蝇体细胞染色体图解
（二）设计实验，演绎推理
若上述假说2成立，则实验一中F1的雄蝇应和父本表现一致均为白眼性状，与实验一所呈现的事实不符，
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所以该过程重点是对假说1和假说3的讨论。假设控制红眼和白眼的基因分别为R和r，通过遗传图解的演绎分析（图4）学生发现两个假说均能对实验一做出解释，所以无法确定基因的位置，因此引起学生的探知欲望，进一步探究。学生很容易能想到隐性（白眼）雌蝇与红眼雄蝇的杂交组合，但实验一中并没有出现隐性（白眼）雌蝇，所以需要根据现有的材料先设计实验得到白眼雌蝇，再与红眼雄蝇杂交，红眼雄蝇的基因型有多种，则由学生之间相互探讨，思维碰撞，选择出纯合红眼雄蝇，再对这2个实验过程（图5和图6）进行遗传图解的演绎分析，根据结果分析，足以判断出基因的位置。
图4 实验一遗传图解 图5 实验二遗传图解
图6 实验三遗传图解
（三）实验验证，得出结论
由于课堂上无法实现真正的杂交实验过程，教师可以适时补充摩尔根的实验史实，与学生的演绎推理结果对照，引导学生充分交流，进行思维碰撞，最后得出实验结论：控制眼色的基因位于X染色体的非同源区，由此验证了基因是位于染色体上的。
培养学生思维是为其在今后学习、生活、工作等具体应用与实际问题解决服务，同时高考中生物的试题非常注重学生探究水平以及实验分析能力。由学生结合情景材料提出假设、设计实验、验证假说的过程，对“假说-演绎法”进行实际的应用和实施，有助于学生解决问题思路的培养，形成批判性的思维进行科学探究。
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在与同学分享交流过程中表达自我，锻炼了学生的语言表达能力、团队合作精神及探究能力，更有利于学生在今后所遇到的问题解决中能够高效、灵活地运用所学知识和方法。
四、剖析核心概念，挖掘次位概念，促成生命观念
以核心素养为导向的教学，需要教师以“大概念”为中心展开教学实践，从而引导学生深入理解概念（表1），接近知识本质，形成正确的生命观念。
基于“染色体在细胞核中”的前知识，再通过对实验的演绎探究，让学生充分掌握、理解基因与染色体之间存在的平行关系，不仅有助于学生深化理解“分离定律”和“自由组合定律”的实质，还加深对生物的物质基础、结构基础和功能三者之间的关系的理解，促使学生“结构与功能观”的生命观念内化过程，并领悟到减数分裂中的染色体行为本质是其上的基因发生分离和自由组合，从而实现了配子的多样性，通过受精作用过程进而形成多种多样的生物。
表1 概念剖析表
五、关注生物科学史，实现情感教育，增强社会责任
教育不仅要对学生进行知识的传输，还要注重通过科学实践引导学生运用知识解决现实生活问题，增强学生的社会责任感，帮助学生将所学知识内化为核心素养并形成科学的自然观和世界观，使学生决心成为复合型人才而奋斗。
教师可以利用生物科学史的时间脉络（图7），构建并完善学生的知识网络，帮助学生串联新旧知识，让学生对生物学家的思维方式、求证方法进行了解。如摩尔根的实验探究史实，让学生明白并非如教材中的简单，是经过严谨且艰辛的探究过程才能得到“基因在染色体上”的结论。通过了解生物科学史，摩尔根从最初质疑孟德尔的遗传规律，到后来坚定的支持，学生能体会科学家身上探究、求真、严谨等精神，对于学生批判性态度和科学研究态度的形成和培养其社会责任感具有重要意义。
图7 遗传学发展的时间轴
综上所述，基于核心素养的培养要求，高中生物教学要注重结合教材从学生实际出发，注重学生能力、情感等提升，培养社会责任感，使生物教学目标顺利实现，并让生物学核心素养伴随学生一生，成为学生终身成长的重要指导。
参考文献：
[1]周初霞. 指向素养、聚焦概念的课程内容及特点解读——以“生物与环境”模块为例[J].中学生物教学，2019（4）：20—22
[2]程晓春,戴金跃.自主学习模式在高中生物教学中的应用探究——以《基因在染色体上》一课为例[J].中学教学参考,2020(08):84-85.
[3]孔祥玲,杨心兵.生物课堂教学中学生核心素养培养反思——以“基因在染色体上”教学设计为例[J].新课程研究,2020(04):97-99.