《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》提出:生物学课程基本理念强调核心素养为宗旨,教学过程重实践。生物学课程从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科素养,培养适应未来社会发展的人才。生物学课程强调学习的过程是主动参与的过程,通过创设探究性活动或者模型制作等任务,让学生积极动手和动脑,从而加深对生物学概念的理解和提升解决问题的能力。
实施深度教学,强调创设情境让学习真实发生,在情境中培养生命观念、科学思维和社会责任;通过任务驱动并结合模型制作,培养学生的科学思维和科学探究能力,从而实现学科育人功能。通过拓展科学史,还原科学探究的过程,培养科学思维和科学探究的能力。
一、创设科幻情境促进深度学习,培养生命观念、科学思维和社会责任
(一)情境与深度学习的关系
情境是指在一定时间内各种情况的相对的或结合的境况,是人的行为赖以发生的场域要素集成,决定着人们认知人、事、物的过程和结果。深度教学追求由符号学习走向意义学习,必须依赖一定的情境[1]。
(二)挖掘情境中的学习主题
本节“问题探讨”讲述了科幻电影《侏罗纪公园》中的情节,即科学家用恐龙的DNA复活了恐龙。对此情境的利用,我将从三个方面进行开展。
1、构思科幻故事,培养科学思维
科学想象是基于现有的科学知识,但又超越现实条件,在充分发挥联想的能力来描绘科学发展的奇妙远景。科学想象能够积极主动的帮助人类发展创造性思维,这是科学思维中比较高级的思维方式[2]。
首先教师抛砖引玉,列举我们生活中的转基因产品:抗虫棉、大肠杆菌生产人类胰岛素、转基因大豆等。其次请同学们列举生活中的生物科技,让学生们留意生物知识在生活中的应用。然后教师引导学生展开自己的想象,让生物科技改变生活。学生们会天马行空的提出“可以将植物的叶绿体植入动物,这样动物就可以自己制造有机物了,不用吃食物了”“我想改造自己的肥胖基因,这样就不用为体重烦恼了”。学生们想象的闸门一旦打开,就有无数的科幻故事等着他们去书写。最后请同学们课后按照自己的想象,写成一篇科幻故事。通过书写,学生们会再次梳理自己的思考,调动自己的科学知识,丰富自己的想象,开发自己的创造性思维。
2、体会科技两面性,培养社会责任
教师引导学生回顾电影中的情节,人类怎样控制侏罗纪公园的?侏罗纪公园的防护系统是否无懈可击?参观公园的两位博士和两个小孩经历了什么?给你们什么样的思考?通过回顾,学生们感受到科技的两面性,科技既可以造福人类,也可以毁灭人类,从而增强了自己的社会责任感。在未来使用科技的时候,学生们会想到不能随心所欲的创造生命、掌控生命,要对自然心存敬畏。
3、讨论复活过程,培养生命观念
生命活动的承担者是什么?蛋白已不复存在怎样制造生命?什么物质是规划生命的蓝图?如何获得恐龙的DNA?如何修复不完整的DNA?具备了恐龙DNA,请问如何规划恐龙的生命?学生们会积极调动自己的所学知识和影片中的细节加以结合,将生命的信息加以整合,构建遗传信息传递的途径,引导学生建立生命信息观,使学生进一步形成生命是物质、能量和信息的统一体的生命观。
二、利用任务驱动,结合模型制作,完成概念教学,提升学科核心素养
基因指导蛋白质的合成,这一动态过程复杂、微观、抽象,学生难以理解,为了更好突出重点、突破难点,本节教学内容设计通过提炼“主干”,整合“侧枝”,将主干知识设计成“问题串”,再将“问题串”逻辑展开变成“思维串”,采用明确的任务驱动学生思考[3]。学生围绕问题,利用构建物理模型,并利用分析与综合、抽象、概括等逻辑思维解决问题,建构基因表达的概念。
模型的制作建立在学生动手操作基础上,通过对结构的认识设计模型,通过对过程的理解简化模型,通过多模型的制作和演示加深对过程的思考和理解,从而构建基因表达的概念。模型建构能够促进学生深度学习、培养生物学学科核心素养以及推动素质教育的进程具有重要意义[4]。
三、拓展科学史,还原科学探究的过程,培养科学思维和科学探究的能力
假说是建立在某些现象的基础之上,结合很多想象和猜想形成的解释,是理论产生的根源,是科学发展的动力。尝试经历假说演变为理论的过程就是锻炼学生科学思维的过程。克里克的“中心法则”假说是在综合了大量的研究结果,将DNA、RNA和蛋白质有机联合起来形成整体,是创造性的伟大举动。让学生了解中心法则的提出和修正过程,有助于对其科学性和重要性的认识。
通过查阅文献请学生补充科学史,引导学生将科学史分为三个阶段:克里克假说的形成理论依据、假说的修正和发展、“朊病毒”的发现与“中心法则”。以生物科学史为主线,让学生参与假说演变为理论的过程,训练科学的思维方式,提高实证意识和探究能力。
深度学习的策略还有很多,比如本节课还可以采用小组合作的形式制作模型和参与讨论;以及应用现代信息技术将PPT与 FLASH动画相结合的方式,播放基因表达的完整过程,增强概念间的直观性,让学生对“基因表达”这一多层次多概念的动态流程有更深刻的理解和直观的体验。
参考文献:
[1]李敏.情境教学:抵达深度学习的一种路径[J].教育研究与评论(中学教育教学版).2021,(4).
[2]张浩.试论联想和想象在科学探索中的作用[J].河南师范大学学报(哲学社会科学版).2007(01).
[3]王健.深度学习:走向核心素养(学科教学指南.初中生物)[M].北京:教育科学出版社,2019:14-16.
[4]樊向利.试论模型在高中生物教学中的作用[J].中学生物学.2007(07).