核心素养下的遗传学教学研究

　　摘要：高中生物课程应以发展学生的学科核心素养，培养全面发展的学生为宗旨。培养学生的核心素养既是课程教学本身的需求，也是适应高考的需求。在课堂教学中，我们可以通过巧设问题，层层推进，引导学生分析遗传现象背后的原因；深入剖析，精辟点拨，帮助学生领悟科学研究方法的精髓；自主尝试，探索总结，推动学生发现特殊的规律。最后，培养核心素养贵在坚持。

　　关键词：核心素养；科学思维；科学探究

　　中图分类号：G633.91文献标识码：A文章编号：1992-7711（2020）14-068-2

　　《普通高中生物课程标准（2017版）》提出，高中生物课程应以发展学生的学科核心素养，培养全面发展的学生为宗旨。学科的核心素养，既是教师开展课堂教学的总目标，也是高考生物学所考查的高阶目标。在教学过程中，如何让核心素养落地，成为亟待教师探究并解决的问题。

　　高考生物遗传学可考查的内容丰富、途径多样，能体现考生生物学素养层级。遗传学试题考查的知识兼具广度与深度，能力目标涵盖了4个维度。尤其是理性思维和科学探究的素养。下面笔者将以遗传学部分章节的教学为例，来谈一谈为什么、以及如何在教学中实现对学生科学思维和科学探究能力的培养。

　　一、为什么要加强学科核心素养的培养

　　1.培养生物学核心素养是课程教学本身的需求

　　科学思维是获取知识的过程，包括所有为了获取更多的知识而进行的有目的的思维过程。《普通高中生物课程标准（2017版）》中，对遗传学板块的要求比如“运用模拟植物或动物性状的杂交实验，运用基因的分离和自由组合定律，由亲代的性状预测子代的性状”“以人类红绿色盲或血友病的研究为例，分析性染色体上的基因在遗传上的特点”等等就需要学生具有一定的逻辑思维、演绎推理能力。

　　科学探究是指学生能够针对有价值的问题、疑问、难题或者想法进行研究，基于好奇与困惑来理解生命观念、建构知识。遗传学三大定律，是科学家通过假说演绎法获得的。因此，遗传学规律的学习，本身就是一个很好的科学探究过程。在课堂上安排一定的探究活动，可以让学生体验科学家是如何探索遗传学规律，更好地理解科学家进行科学研究的方法——假说演绎法，同时作为一种自主学习的方式，它也能帮助学生建构生物学知识——基因的分离定律和自由组合定律以及伴性遗传。

　　2.培养生物学核心素养是适应高考的需求

　　历年高考实测数据显示，遗传学试题区分度较高，可对考生进行有效的区分和选拔，助力高考服务选才核心功能的实现。根据2014-2018年高考理科综合全国卷生物试题的实测统计数据可知，遗传学试题相对较难，零分人数比较高。究其原因，一是考生对计算类题目的“原生恐惧”，二是理科综合试题作答时间有限的“主动放弃”。

　　二、如何在教学中培养学生的科学思维和科学探究能力

　　教育不是没有思维过程的事实性知识的累积，不是教师将思维传递给学生，而应该是学生个人的思维过程。所以，为了培养学生的科学思维和科学探究能力，笔者在遗传学的教学中进行了以下三个方面的尝试。

　　1.巧设问题，层层推进，引导学生分析遗传现象背后的原因

　　比如：在基因的自由组合定律这一节的学习中，首先抛出问题“我们已经知道了一对相对性状在遗传时具有怎样的规律，那么如果双亲之间具有两对相对性状，它们在遗传时每一对是否还能遵循基因的分离定律？相互之间会不会相互影响”，引出这节课要研究的主题。这也是后面在分析實验现象时要紧扣的问题。比如：“我们可以设置怎样的实验方案呢？”“孟德尔也是这样设计的。孟德尔的实验现象是怎样的？”“你觉得黄和绿、圆和皱在遗传时每一对是否还能遵循基因的分离定律？你的依据是什么？”“对实验结果中F2既有与亲本相同的黄色圆粒、绿色皱粒，又有与亲本不同的绿色圆粒、黄色皱粒，你能否做出相关的假设或解释？”“F2的不同表型的比为什么近似于9：3：3：1？”这样就避免了知识的直接灌输，能够让学生自己去分析和解决一定的问题。另外，在用棋盘法进行结果分析之后，再次以问题串的形式激发学生的思维。比如：“图中，有哪些不同的基因型，比例各占多少？表现型有哪几种，比例各占多少？”“这说明了什么问题？”“你能否从图解中找出一定的规律？”“如果不画图解，你能否快速地得出有哪些基因型？及某一种基因型所占的比例？”学生们在回答这些问题的过程中，也许会有一定的障碍，或者完成得不够好的地方，但是不可否认的是，他们能够自主地发现一些属于他们自己的东西。

　　2.深入剖析，精辟点拨，帮助学生领悟科学研究方法的精髓

　　在遗传学中，最基本的研究方法就是假说演绎法，最基本的研究方案就是杂交、自交和测交，这些可以说是贯穿整个遗传学教学始终的。然而学生们往往忽视了这种方法本身，只关注遗传学的基本规律，或者对这种方法的理解不够，无法在学习和实践中进行相关的运用。其实在教学中我们应该在适当的时候加以剖析和点拨，帮助学生领悟其精髓。比如：“第二节基因在染色体上”的教学过程。在学习摩尔根的果蝇的眼色遗传实验时，在观察到相关的实验现象后，可以提出这样的问题：“果蝇的眼色的遗传是否遵循基因的分离定律，为什么？”“F2中白眼都是雄果蝇，你是怎么看待这个现象的？你觉得红眼白眼基因应该位于什么样的染色体上？请说明理由？”“你怎么向他人证明你的观点？”“你有哪些可行的方案，预期的实验现象和结果是什么？请用图解表示出来。”而学生在做完他的相关的方案设计以后，就可以点出来，摩尔根也是这样做的。还可以引导同学们反思，其实自己在设计方案的时候，用到的自交、杂交和测交就是遗传学研究的基本交配方案，我们在研究相关问题的时候关键就是要找对合适的亲本来进行交配。通过演绎既要能解释已有的现象，又能准确预测未知实验的结果，才能证明自己的假说是正确的。帮助学生理解什么是演绎，以及如何评判演绎的结果是否正确。

　　3.自主尝试，探索总结，推动学生发现特殊的规律

　　在伴性遗传这一节中，关于如何判断基因在染色体上的不同位置一直是一个难点，但也是高考常考的点。它对于学生的科学思维和科学探究能力都很高。要想真正让学生掌握一套解决问题的方法，最好的办法就是让他们自己去探索、发现和总结规律。在学习红绿色盲的过程中，可以要求学生自己去思考“人类关于红绿色盲有多少种可能的交配组合，不同的交配组合下子代具有什么样的特点”“哪些交配组合下子代会表现出明显的性别差异？为什么会不同？”当学生真正找出这些特殊性的时候，再请他们思考“要通过某种交配方案确定某性狀的遗传是否是伴X遗传，有哪些可行的方案”时，他们就能较快地说出自己的思路了。有了红绿色盲的学习基础之后，再来推进学生啃硬骨头“区分基因在染色体上的不同位置”。首先以XY染色体的示意图，让学生提出基因在染色体上有哪些可能的位置。然后再来分别研究不同位置上的遗传特点。这里最难的就是XY同源区段的遗传。仍然可以先问学生“如何探究XY同源区段的遗传特点”“你觉得它与常染色体遗传比较像还是与伴X遗传比较像”“你打算怎么做”。比如关于基因型的书写、交配组合的类型等等。当学生自己写完12个交配组合的结果以后，就能很快找出特点了。这时，可以点拨一下，让学生知道，我们需要关注的就是它在什么情况下会表现出伴性遗传“与性别相关联”的特点，并引导学生分析“为什么这些交配组合下子代会表现出雌雄的不同”，强化理解，而这些特殊的交配组合就是我们解决相关问题的关键。然后拿出相应的例题，让学生来区分“常染色体与XY同源区段的遗传”以及“伴X遗传与XY同源区段的遗传”，自己尝试总结相关的规律。

　　三、培养核心素养，贵在坚持

　　培养学生的核心素养，并不是一朝一夕的事，也不是靠几节课、几个教学内容就能做到的。它需要教师在教学过程中不断地开发资源、创造环境，在不同的教学内容中培养学生不同的能力，助推学生的全面发展。它需要教师为学生留出思考的时间、思维的空间，为学生挖掘探究的问题、创设探究的条件，让学生成为学习的主人。