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新教材“思考•讨论”栏目在培养学生科学思维中的作用 谢骄  邓过房(广东省中山纪念中学) 谢琳纯  黄胜琴(华南师范大学生命科学学院)   摘  要 本文举例说明了人教社2019年出版的“普通高中教科书生物学”两本必修教材中44个“思考•讨论”栏目在培养学生分析与综合、演绎与推理、归纳与概括、批判性思维和迁移思维等科学思维中的作用° 关键词 人教版 生物学 新教材 思考讨论栏目 科学思维   在《普通高中生物学课程标准(2017年版)》中给科学思维做出了界定,即“科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在人教社2019版的生物学教材中,“科学方法”“思维训练”和“思考•讨论”等栏目是针对性地培养学生科学思维的。其中,“思考•讨论”栏目位置醒目、数量较多。该栏目的重要作用是:让学生在思考与讨论的过程中,逐步发展科学思维观念。在人教社2019版的两册必修教材中(必修1、必修2),共有44个“思考•讨论”栏目。其中,有14个是由旧版生物学教材的“思考与讨论”栏目改编或保留而来;有9个是由旧版生物学教材的“资料分析”栏目改编或保留而来;其余基本上是新增的内容。笔者在本文中举例说明该栏目在培养学生科学思维中的作用! 1  以图表和资料为载体,培养分析与综合思维 课标倡导让学生主动学习,不再灌输给学生知识,因此许多教师会给予学生“发现学习”的机会。新教材“思考•讨论”栏目中许多内容就是以图表和资料为载体,帮助学生建构知识,发展思维的。 例如,教材必修1第16页的“思考•讨论”栏目:“玉米细胞和人体细胞的部分元素及含量”表格,就是让学生通过分析表格数据,来发现细胞中含量较多的元素是C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,而且C、H、O、N这四种元素含量最高,感受不同生物体元素种类及含量的统一性;再通过讨论问题“在玉米和人体细胞中含量较多的四种元素一样吗?怎么解释这种现象?”让学生分析玉米细胞中元素含量C>O>H>N,而人体细胞中元素含量C>O>N>H,感受不同生物体元素含量的差异性,综合起来让学生形成对不同生物体元素含量具有统一性和差异性的整体认识,培养学生提炼、分析和整合信息的能力。又如,必修1第54页的栏目:提供了“细胞核有什么功能”4则资料。让学生分析资料1“美西螈实验发现细胞核控制美西螈体色的遗传”、资料2“蝾螈实验发现细胞核控制细胞的分裂与分化”、资料3“变形虫实验发现细胞核控制生命活动”、资料4“伞藻实验发现细胞核控制形态结构的建成”,最后再通过讨论问题“细胞核具有什么功能”,综合得出“细胞核控制着细胞的代谢和遗传”的结论。能培养学生对局部分别进行研究,分析后综合成整体的思维。类似的内容还出现在必修1第118、120、125页的栏目中,以及必修2第57、72、73、102、103、122页的栏目中。     通过这些栏目的学习,学生在分析图表和资料的过程中去理解和建构知识,同时发展了分析与综合的思维。   2  体验科学家的角色,培养演绎与推理思维 目前,在中学课堂教学中越来越鼓励学生来参与设计实验,而在实验设计中非常重要的一环就是演绎与推理,它是高中阶段学习中很重要的一种科学方法。新教材中“思考•讨论”栏目中许多内容就是让学生站在科学家的角度,演绎与推理完成实验预测的。 例如,必修2第36页的“思考•讨论”栏目:让学生预测一位女性红绿色盲基因携带者和一位男性红绿色盲患者结婚的后代情况,以及一位女性红绿色盲患者和一位色觉正常的男性结婚的后代情况,并写出推理过程。这是让学生通过画遗传图解的方式,将子代的基因型和表现型推理出来。又如,必修2第54页的栏目,让学生预测DNA半保留复制离心后试管中的DNA位置,通过演绎与推理来预测子一代和子二代的情况。类似的内容还出现在必修2中第31、35、81、111页的栏目中。 通过这些内容的学习,学生能够体验科学家的角色,像科学家一样根据假设或已知条件进行演绎和推理,并准确地预测结果,发展演绎与推理思维。   3  鼓励学生自主建构概念,培养归纳与概括思维 新课标中提出,教学活动不应该停留在零散的生物学事实层面,而是要通过对事实进行抽象和概括,建立起生物学概念E!新教材中“思考•讨论”栏目中许多内容,就是让学生根据栏目中的内容或已学内容自主归纳出知识的。 例如,必修1第79页的“思考•讨论”栏目:让学生给酶下一个比较完整的定义。学生在学习该栏目之前''比较过氧化氢在不同条件下的分解"的实验中,已经了解酶是具有催化作用的有机物。通过该栏目中巴斯德、李比希和毕希纳的资料,可以知道酶是由活细胞产生的,细胞破碎后能继续起作用,并且通过阅读资料可知道大多数酶是蛋白质。因此,学生可以结合已有的知识和该栏目提供的资料信息,自主构建酶的概念“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质又如,必修2第108页的栏目,让学生在分析完长颈鹿和枯叶蝶的适应过程之后,用自己的语言概括适应是如何形成的,让学生主动说出适应形成的过程。类似的内容还出现在必修1第101、114页的栏目中,以及必修2第57、106页的栏目中。 通过这些内容的学习,学生能够基于事实和证据阐述出生物学概念或规律,发展归纳与概括思维。   4  引导学生质疑与评价,培养批判性思维 对具体事情进行反思,能够让学生更接近事件的本质和真相,敢于质疑与评价能够促进学生思维的批判性。新教材在“思考•讨论”栏目中,有许多内容就是让学生主动地质疑、批判和自主思考并提出论据的。 例如,必修1第3页的“思考•讨论”栏目:在讨论题中提出施莱登和施旺只是观察了部分动植物的组织,却归纳出“所有动植物都是由细胞构成的”这一结论,要求学生说明是否可信及阐述原因。该讨论题就是为了培养学生自主思考并提出论据的能力。又如,必修2第95页的栏目,关于“基因检测的利与弊”的内容,提出“两位恋人即将结婚,其中一方要求另一方出示基因检测报告,判断对方是否有遗传病或其他疾病的致病基因,你认为这也做合适吗?怎样处理比较好?让学生对该做法进行评价,并提出自己的观点。类似的内容还出现在必修1第79页,以及必修2第106页的栏目中。 通过这些内容的学习,学生用辨证的眼光和批判的精神,去看待某些具体的做法或观点,进行评价和质疑,并提出自己的论据。不仅培养了学生的批判性思维,而且还培养了学生的论证能力。   5  解决生产生活中的实际问题,培养迁移思维 科学思维培养的目标,是让学生能够解决实际的问题。新教材“思考•讨论”栏目中有许多内容,就是让学生利用已学的知识和方法类比迁移,解决生产生活中的实际问题。例如,必修1第63页的“思考•讨论”栏目:在学习水进出哺乳动物红细胞的原理之后,让学生运用知识解释临床上输液为什么要用生理盐水。引导学生说出生理盐水浓度与血浆浓度相一致,使细胞不会吸水破裂,也不会失水皱缩,培养学生学以致用的能力。又如,必修2第58页的栏目,在学习脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性之后,让学生解释在刑侦领域,DNA能像指纹一样用来作为鉴定个人身份的科学依据。学生不难说出“每个人的DNA碱基对排列顺序千变万化,每个人的DNA不同,因此DNA可以用来鉴别身份”的观点。类似的内容还出现在必修1第95页的栏目中。 通过这些内容的学习,学生能够学以致用、类比迁移,运用所学的知识和思维方法去解决某些生活、生产和社会实际的问题,发展迁移思维。教师要充分重视且认真剖析该栏目,引导学生真正地思考与讨论,并在思考与讨论的过程中,建构知识并逐步发展科学思维。  来源:《生物学教学》2020年第5期   
 1   0  40天前
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应用非试题类作业引导学生自主学习章青(江苏省苏州实验中学) 摘  要 在教学中应用非试题类作业,引导学生通过绘制图形或图解、制作模型、分析图解、设计表格和推导规律等方式进行自主学习,以此来提升学生的学习能力。关键词 非试题类作业自主学习来源:《生物学教学》2020年第4期   
 0   0  64天前
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例谈核心素养视域下的高中生物学“四化”课堂张玉林(江苏省南菁高级中学)摘  要  为了在课堂教学中更好地发展学生的核心素养,提高学生在真实情境中解决实际问题的能力,笔者从情境、思维、师生互动和学业评价等方面对高中生物学教学进行了优化尝试。关键词  情境 思维 评价 核心素养 来源:《生物学教学》2020年第4期   
 0   0  64天前
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考查科学思维的高考试题分析与备考策略 广东省佛山市第三中学 陈华   摘  要 阐述了科学思维的内涵,以近年高考生物试题为例,分析试题对科学思维的考查特点,在高中生物学备考过程中,结合不同类型的试题,提出针对性较强的4项提升学生科学思维的教学策略。 关键词 科学思维;高考试题;备考策略   新一轮课程改革背景下的生物学高考,不仅考查学生对生物学学科核心主干知识的掌握、关键能力的形成,还考查学生学科核心素养的发展水平。科学思维是生物学学科核心素养之一,是生物学高考试题的“基本骨架”。 1 科学思维的内涵 科学思维是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在生物学高考备考过程中,教师要注重对学生科学思维的训练,提升学生归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等能力,以促进其科学思维品质与习惯的养成和提升。   2 高考全国卷对科学思维的考查 2.1 归纳与概括 归纳和概括是指把对象的各个组成部分联系起来,或把事物的个别特性、个别方面结合成整体的过程。归纳和概括的思维过程要求学生能基于大量的生物学事实提炼形成基本的生物学规律。高考生物学试题对学生“归纳与概括”思维能力的考查常见的形式有两种。一是罗列已归纳概括的结论,让考生进行正误判断,常出现在选择题上,如2019年全国Ⅲ卷第1题,考查学生对高尔基体、线粒体和叶绿体3种细胞器共性的概括与归纳。二是要求学生根据试题素材,结合已有知识对其进行归纳概括并作出准确判断。 例1(2018年高考全国I卷,第2题)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(B) A.  真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物 B.  真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有 C.  若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶 D.  若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶 试题在对DNA-蛋白质复合物作了简单的介绍后,在选项中罗列和归纳了与题干素材相关的事实,如复合物的分布、功能等情况,学生须根据要求对这些情况作出判断。绝大多数考生只考虑到原核细胞没有染色体,而染色体主要由DNA与蛋白质构成,故会认为B项不符合试题要求。学生忽略了原核细胞的DNA在复制与转录的过程中分别会与DNA聚合酶和RNA聚合酶结合,也会形成DNA-蛋白质复合物,因此造成失误。 2.2 演绎和推理 演绎和推理是指从一般性的前提出发,通过推导得出具体的陈述或个别结论的过程。在高中生物学的学习过程中,演绎和推理思维表现为要求学生能运用已学的生物学规律,预测或探讨相关生命现象的机制。高考生物学试题对学生演绎和推理思维能力的考查形式一般也有两种。一种是顺推,即要求学生根据已有条件,结合生物学知识,推测相应的生物学规律或现象。 例2(2019年高考全国I卷,第5题)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是(C) A.  窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中 B.  宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株 C.  宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株 D.  若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子 试题在题干中已给出了性状的显隐关系、基因的位置和“含有基因b的花粉不育”的特殊条件,考查学生从一般性的前提出发,利用伴性遗传的规律,在各选项的假设条件成立或确定的情况下,演绎推理出预期的结果。试题充分考查了学生结合条件,运用所学的生物学规律推测预期结果的能力。 另一种情况是逆推,即要求学生根据试题情境,推断哪些条件成立后,才会出现预期的结果。例如,在2019年全国I卷第2题,“若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是(  )”,学生所选的材料组合就是要达到预期结果所需的条件。又如,2019年全国I卷第32(3)题要求学生根据基因在染色体的分布情况以及果蝇的杂交情况,推测F2应该出现怎样的结果,才能对自由组合定律和伴性遗传进行验证。 2.3 模型和建模 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化描述。建模是指运用模型方法把抽象的、不可测的事实或过程借助身边的材料、用具或者数学方法、图像、方程式等加以描述、概括总结的一种活动。高考生物学试题对学生模型和建模思维能力的考查形式一般也有两种。 一种是模型的解读,即要求学生通过对模型的解读,能获得生物学的基本概念、原理、规律,揭示生命现象的本质,同时培养建模思维和建模能力。在高考生物学试题中,常见的图表题、曲线分析题一般都可以归类为数学模型的解读,如2019年全国I卷第6题,试题以细菌甲在不同条件下的实验探究为背景,考查学生运用种群数量增长的有关知识,准确解读实验结果呈现出来的数学模型。 另一种是建构模型,考查学生运用模型解决和分析问题的能力。这一类试题常见于高考生物学试题中的原因叙述类问题。在备考的过程中,教师可引导学生构建答题模型,分析原因,进而确定问题的条件和结果,并结合所学生物学知识,找出条件与结果之搭连的“桥墩”,即回答问题时把应该表述的知识点用一定的逻辑关系串起来,形成一个较为完整的答案。 例3[2017年高考全国I卷,第29(2)题]若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是_____________。(甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加)上述问题的“因”是“植物密闭在无O2、其他条件适宜和照光培养一段时间”,“果”是“植物的有氧呼吸增加”,涉及的生物学知识是植物光合作用释放出O2,小室中O2的增加会促进植物有氧呼吸的增强,即两者之间要搭起来的“桥墩”。学生在回答时用“桥墩”把因果关系串起来,就可以顺利地解决问题了。具体的分析过程和构建的模型如图1所示。 2.4 批判性思维 批判性思维是指运用一定的观点和行为构建一个合理且公正的判断。学生应具备监控自己思维过程,发现错误并进行更正的能力。在高中生物学学习中,批判性思维的能力要求,为学生能基于生物学原理和限定条件等对生物学问题或观点提出质疑或论证。高考生物学试题考查学生批判性思维能力时,最常见的形式是试题呈现某一实验的相关方案或结论,让学生根据已有的知识对实验方案进行完善,或设计相关的实验方案对结论进行论证。 例4[2019年高考全国I卷,第29(3)题]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论,要求简要写出实验思路和预期结果。    参考答案  取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。 试题在考查学生设计实验能力的同时,实际上还考查学生能否就某一个观点,运用所提供的条件和生物学知识进行论证的批判性思维能力。试题中明确要论证的观点是:①干旱条件下植物气孔开度减小不是缺水引起的;②干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。因此,学生设计的实验方案中,首先要体现ABA缺失突变体植物无论是否干旱处理,其气孔开度不变,这是对观点①的论证。接着在设计的实验中应体现:在干旱环境下的ABA缺失突变体植株用ABA处理后的气孔开度变化,以论证观点②。这一试题从实验的角度充分考查了学生对某一生物学观点是什么而不是什么的判断,并用相应的方案或证据对这一观点进行论证。 2.5 创造性思维 创造性思维是指在客观需要的推动下,以新获得的信息和已贮存的知识为基础,综合运用各种思维形态或思维方式,克服思维定式,经过对各种信息、知识的匹配、组合,从中选出解决问题的最佳方案,创造出新办法、新形象、新观点,从而使认识或实际取得突破性进展的思维活动。对于创造性思维的考查,常见的多为开放性问题,要求学生根据已有条件和所学知识进行方案的设计、问题的阐述等。 例5[2018年高考全国II卷,第31(3)题]大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题:若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测,产生这一结果的可能原因有___________(答出两点即可)。 参考答案 大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食上述试题背景新颖,出现对学生而言较为陌生的概念——“恐惧生态学”。这就要求学生克服思维定式,结合题干对陌生概念的阐述和自身所学的生态学知识,通过对比、综合加工等方法,对新的问题进行阐释。该问题较为开放,摆脱唯一答案的束缚,留给考生充分思考与发挥的空间,体现了考查方式的创新性,有利于对学生创新思维的考查,能够让不同层次的考生都有话可说,符合高考的考试目的,是一道较新颖的创新思维考查试题。   3 高考备考中训练各种科学思维能力的策略 在高三复习备考过程中,教师要充分运用测试与模拟试题,及时诊断学生对生物学知识的掌握情况,以练带思,培养学生的科学思维。教师可以根据不同试题的特点,从不同方面全方位提升学生的科学思维素养。 一是利用信息材料题训练学生的归纳与概括能力。多数学生在考试过程中害怕遇到新情境试题。因此,教师在复习过程中要多利用新颖的素材编制试题,引导学生找出题干信息与教材知识联系的关键点,提升将复杂信息简单化和抽象化的能力。例如,例1中的DNA-蛋白质复合物是新鲜概念,但学生只要将染色体的结构、DNA复制和转录时与酶的结合等知识点联系起来,便能对试题作出准确判断。解这道题的过程实际上就是对学生归纳和概括思维能力的较好训练。 二是利用遗传计算题培养学生的演绎与推理能力。遗传题是每年高考中的难题,对学生的逻辑推理能力要求较高。在复习的过程中,教师要引导学生学会分析试题的条件,运用所学遗传学知识,对问题进行演绎推理,并对演绎的结果进行比较分析。与此同时,教师不仅要关注学生演绎的结果,更要关注其演绎的过程。 三是利用原因叙述类问题培养学生的模型与建模能力。原因叙述类问题是高考生物学试题中最常见的题目,在复习备考中教师可以引导学生通过构建答题模型,运用模型来分析原因,结合问题的条件和结果,运用所学生物学知识,找出条件与结果之间相搭连的“桥墩”。学生在回答问题时,应准确表述知识点,并用一定的逻辑关系把这些知识点串起来,形成一个较为完整、规范的答案。 四是利用实验类试题培养学生的批判性思维与创新思维。实验评价是培养学生批判性思维的良好途径。教师可以呈现实验方案,让学生根据已有知识,辨别试题信息的真实性、证据的充足性以及结论的正确性,来评价实验方案是否合理,从而提升学生的批判性思维能力。实验设计则是培养学生创新性思维的一个切入点。教师可以根据实验目的创设新的情境,开放实验方案,只要学生的方案合理,能达到实验目的,均可对其作出正确的评价。 科学思维作为生物学学科核心素养的重要组成部分,不仅是生物学课程性质的重要体现,更是高考考查的重点。随着新课程和新高考的推进,从核心素养的各个角度对高考试题进行分析,并引导学生进行针对性较强的训练,提升学生的学科素养,这将是高中生物学备考的重要方向。  来源:《中学生物教学》2020年第1期   
 0   1  77天前
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原因类试题的答题技巧 湖北省监利中学 吕爱民 摘  要 原因类试题是近几年高考新增加的题型,分值大,难度高。重点分析原因类试题的类型和答题技巧。 关键词 高考生物学试题;原因类试题;答题技巧   近几年高考理综全国I卷生物学试题的命题方式发生了改变,由以前的填空式作答改为问答式作答,增加了很多原因类试题,其设问方式一般有以下几种:"……合理的解释是____________”"……判断的依据是___________”"……其原因是__________”“……其机理是____________”等。这些试题旨在考查考生的科学思维能力。2019年、2018年、2017年和2016年高考理综全国I卷生物学试题中原因类试题的数量分别为4道、5道、7道和4道,这些试题分值大(2~6分)、难度高,相关参考答案都是由几个长句子组成,是考生获得高分的拦路虎。笔者在认真分析近几年高考试题的基础上,对原因类试题的答题技巧进行了整理,并且在教学中反复渗透,取得了较好的效果。   1 原因类试题的类型 原因类试题可以分为两大类。第一类是解释已知条件与结果之间的逻辑关系,该类试题一般已知某一特定外界条件的改变,然后要求考生回答某一生理过程发生什么样的改变,最后要求考生回答该生理过程发生改变的原因。例如,2019年高考理综全国I卷第29题第(2)问:与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会__________,出现这种变化的主要原因是__________。 第二类是没有对应的外界条件,要求考生直接解释某一生理现象出现的原因。例如,2019年高考理综全国I卷第30题第(1)问:兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是__________。此类试题比较简单,考生只需要用教材中的相关叙述回答即可。 第一类原因类试题所占比重更大,分值也更大,难度也更高,考生往往不知道如何组织文字,很难把要点答全,也会因为答案不准确、不规范而失分。下面分别分析此类试题的答题模板和不同情境下的具体答题策略。 2 解释已知条件与结果之间逻辑关系——原因 原因是指造成某种结果或引起另一件事情发生的条件。在解释已知条件与结果之间的逻辑关系(原因)时,首先要明确问题的条件是什么,在该条件下指向结果是什么,相关的逻辑推理关系和过程是什么等。其答题模板可归纳整理为:“因为……导致……,于是……,所以……”其中“因为……”照抄题干中的已知条件,“所以……”照抄题干中的结果,“导致……,于是……”是用教材知识回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。该答题模板的优点是能够使答案既准确又规范,难点是要运用教材知识把已知条件与结果之间的逻辑关系一层一层地分析清楚。 根据上述答题模板,2019年高考理综全国I卷第29题第(2)问可以回答为:因为干旱处理导致气孔开度减小,于是光合作用所需的CO2减少,所以该植物的光合速率会降低。又如,2018年高考理综全国卷I第31题第(1)问可以回答为:因为注射垂体提取液导致抗利尿激素增加,于是促进了肾小管和集合管重吸收水,所以尿量减少。 当然,不能机械地照搬这一答题模板,而要教会学生根据不同的试题情境适当修改,使语句通顺,既简洁又规范。例如,2018年高考理综全国卷I第30题第(2)问可以回答为:因为种植密度过大导致植株接受的光照强度减弱,从图中可知光照强度减弱甲植物净光合速率下降的幅度比乙大,所以净光合速率下降幅度较大的植物是甲。   3 不同情境的答题策略 下面结合经典的高考试题来强化上述答题模板的灵活运用,并且给出不同试题情境下的具体答题策略。 3.1从分子和分母两方面分析比例变化 例1 [2019年高考理综全国I卷,第37(2)题]若将土壤悬浮液接种在n号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会__________,其原因是___________。 解析 从数学角度出发,比例变化的原因需要从分子和分母两方面去分析。不能降解x的细菌比例会下降的原因,部分考生只回答“不能降解X的细菌减少”,该答案有两个缺陷:一是没有回答不能降解X的细菌减少的原因是缺乏碳源不能增殖;二是没有回答能降解X的细菌能够增殖。因为该比例由不能降解X的细菌的数量和能降解X的细菌的数量共同决定,所以两种细菌的数量变化都要回答。运用上述答题模板可以回答为:因为缺乏碳源导致不能降解X的细菌不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖,所以不能降解X的细菌比例会下降。 参考答案 下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖 3.2 从来源和去路两方面分析物质含量变化 例2 [2017年高考理综全国I卷,第30(1)题]将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是____________。 解析 此题重点是分析光合作用的主要原料——CO2,从来源即呼吸作用释放CO2和去路即光合作用吸收CO2两个方面分析CO2浓度降低的原因。运用上述答题模板可以回答为:因为适宜条件下照光培养导致光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,于是密闭小室中CO2浓度降低,所以两种植物的光合速率都降低。 参考答案 植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低 3.3 要从正面回答而不要从反面回答 例3 [2017年高考理综全国I卷,第37(2)题]为了筛选可分解尿素的细菌,在配制培养基时,应选择__________(填“尿素”“NH4NO3”或“尿素+NH4NO3”)作为氮源,不选择其他两组的原因是__________。 解析 为了筛选可分解尿素的细菌,培养基中应该以尿素作为唯一氮源。不选择其他两组的原因不能从反面回答,如“培养基中应该以尿素作为唯一氮源”,而应该从正面回答选择其他两组带来的负面影响,即“因为其他两组都含有NH4NO3,导致能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,所以不能起到筛选作用”。 参考答案 尿素其他两组都含NH4NO3,能分解尿素的细菌和不能分解尿素的细菌都能利用NH4NO3,不能起到筛选作用 3.4 答清楚逻辑关系,知识点一层层地呈现 例4 [2017年高考理综全国I卷,第30(2)题]若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是_______________。 解析该题首先需要从O2的来源和去路两方面分析照光培养导致密闭小室中O2增加,然后回答O2参与有氧呼吸的第三个阶段。运用上述答题模板可以回答为:因为照光培养导致甲种植物光合作用释放的O2大于有氧呼吸消耗的O2,于是密闭小室中O2增加,而O2与有氧呼吸第三个阶段,所以植物的有氧呼吸增加。 参考答案 甲种植物在光下通过光合作用释放O2,使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加 3.5 既要解释前者又要解释后者 例5 [2019年高考理综全国1卷,第38(3)题]目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是_______________。 解析 部分考生只回答了使用Taq酶的原因“Taq酶热稳定性高”,而没有回答不使用大肠杆菌DNA聚合酶的原因“大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活”。当解释“不是……而是……”“只能……而不能……”“用……而不用……”等原因时,既要解释前者又要解释后者。 参考答案Tag酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 3.6 运用“只有……才能……”的方式解释原因 例6  [2018年高考理综全国I卷,第32(1)题]果蝇体细胞有4对染色体,其中2,3,4号为常染色体,已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上,控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上,某小组用一只无眼灰体长翅雌果蝇与一只有眼灰体长翅雄果蝇杂交,杂交子代的表现型及其比例如表1所示: 表1 眼 性别 灰体长翅:灰体残翅:黑檀体长翅:黑檀体残翅 1/2 1/2雌 9:3:3:1 有眼 1/2雄 9:3:3:1 1/2 1/2雌 9:3:3:1 无眼 1/2雄 9:3:3:1 根据杂交结果,___________ (填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状位于X染色体上。根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断,显性性状是___________,判断依据___________。 解析 一只无眼雌果蝇与一只有眼雄果蝇杂交,杂交子代中有眼雌:有眼雄:无眼雌:无眼雄=1:1:1:1,这对亲本可能为Aa×aa,XAXa×XaY或XAXa×XaY°,所以不能判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状位于X染色体上,则母本的无眼性状是显性性状。但判断的依据学生很难组织文字,此时可以运用“只有……才能……”的方式来进行原因解释,即只有当无眼为显性时,子代中才能出现有眼雌:有眼雄:无眼雌:无眼雄=1:1:1:1。 参考答案  不能  无眼只有当无眼为显性时,子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离 3.7 不要答非所问,要回答题目要求回答的原因 例7 [2016年高考理综全国I卷,第29(3)题]将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32p进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是___________。 解析 此题很多考生只回答“DNA分子的半保留复制”,该答案有两个缺陷:一是没有点到2/n即没有把2/n的原因解释清楚,二是DNA分子的半保留复制只能解释含有P的DNA所占比例为2/n,而没有解释含有32P的噬菌体所占比例为2/n的原因。所以,一定要回答标记的两条单链只能分配到两个噬菌体中。 参考答案  一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记。 3.8 用所学知识,提出合理的假说,解释问题 例8 [2015年高考理综全国I卷,第32(2)题]假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2:1,则对该结果最合理的解释是___________。 解析 基因型为Aa的果蝇种群随机交配产生的第一代中正常情况下应该有AA、Aa和aa3种基因型且比例为1:2:1,现在只有Aa和aa两种基因型且比例为2:1,说明AA致死。至于AA为什么致死不需解释,作为科研人员则需要进一步探究。 参考答案 A基因纯合致死  来源:《中学生物教学》2020年第1期  
 0   1  77天前
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从一道原创实验题的命制谈核心素养的考查周健博(宁波市鄞州高级中学)    摘    要:高中生物原创试题的命制,要挖掘科研实验论文与教材相关知识点的联系,更要体现学科核心素养的考查    关键词:高中生物;核心素养;原创;实验题来源:《教学月刊·教学参考》第2020/1·2期    
 0   0  92天前
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例谈高中生物学遗传题的原创过程广东省中山市实验中学 余跃强摘  要  结合实例阐述原创试题命制过程中的4个环节:获取命题素材、创设试题情境、设置问题和打磨。关键词  原创试题;遗传题;试题命制来源《中学生物教学》2020年第1期    
 0   0  93天前
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基于生物学学科核心素养的三二四命题评价模型的构建与应用 湖南省长沙市教育科学研究院 孔春生   摘  要 命题评价模型从学科核心素养、情境类型、任务完成情况三个维度出发,设置主观开放型和客观标准型两种任务。运用SOLO理论将学生任务完成情况分为四个等级,并对其学科核心素养水平进行分级赋分评价。结合原创试题分析,对命题评价模型应用进行了阐述。 关键词 生物学;学科核心素养;三二四命题评价;命题评价模型   《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称“课标”)提出了“核心素养为宗旨、内容聚焦大概念、教学过程重实践、学业评价促发展”的高中生物学课程基本理念,强调“评价以学生发展为本,以生物学课程内容、学业质量标准为依据,聚焦学科核心素养,促进教师的教和学生的学”。 2019年国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》提出:科学的教育评价和考试招生制度基本建立;优化考试内容,突出立德树人导向,重点考查学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。创新试题形式,加强情境设计,注重联系社会生活实际,增加综合性、开放性、应用性、探究性试题。 这就要求教师的教学评价要聚焦学生学科核心素养水平。评价尤其是纸笔测试的高考(未来的高中学考、选考)和中考(初中学业考试)如何通过命题测评学生的生物学学科核心素养?下面主要就这个问题谈谈我们的研究成果。   1 三二四模型的构建 我们通过摸索研究,尝试构建以课标的内容要求、学业质量标准为依据,以学科核心素养为目标,以学科任务(问题情境)为载体,以学科任务(问题)解决情况为尺度对学生的学习成果进行分类分级的命题评价模型,既三二四命题评价模型(图1)。 1.1 三个维度 维度1:生物学学科核心素养维度,依据课标分为生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等四个方面。其中生命观念主要有结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、平衡与稳定观、信息观和系统观等六大观念。之所以要加信息观,是因为生命活动中物质流、能量流和信息流密不可分,而且信息流更能体现生命活动的特点。例如,微观水平的细胞内遗传信息的复制、转录和翻译;中观个体水平的神经调节、体液调节和免疫调节无一不靠信息传递来完成;宏观生态系统水平中也同样存在大量信息传递活动。 科学思维依据不同的分类标准有很多种,课标只列出了5种,不是很全面。我们认为中学阶段主要应该培养和测评学生的分析思维与综合思维、比较思维与类比思维、归纳思维(包含抽象建模)与演绎思维、发散思维与集中思维、批判性思维等九种常见的思维方式。这九种思维方式特征比较明显,便于我们给试题打标签,方便后期统计分析。各种考试测评要考虑考查学生的这九种思维,当然,并不是要求一次考试九种思维都要考到。科学思维还包括其他内容,且往往与科学探究紧密结合在一起,如尊重事实证据就可与科学探究中的观察记录结果、得出结论合并在一起进行统计。 科学探究主要包括提出问题、作出假设、设计实验方案、观察记录结果、得出结论和评价交流等方面。 对社会责任我们也进行了一点细化和补充。当前社会现实迫切需要在生物学教学中特别加强生命教育、环保教育和爱国自信教育,主要包括珍爱生命健康生活、议题评估崇尚科学、科学实践解决问题、关注技术重视应用、重视环保身体力行和了解成就爱国自信六个方面。 维度2:情境类型维度分为简单熟悉、简单陌生、复杂熟悉和复杂陌生四种。熟悉情境是学生学习过的或者练习过的情境,如在教材和教辅资料中出现过。陌生情境是学生没有学习过的或者练习过的情境,是全新的。情境材料来源于社会生产生活实践或者科研探索实验。简单情境只涉及1个知识点或者信息点,复杂情境一般涉及2~4个知识点或者信息点,有的还有冗余信息。 维度3:任务完成情况维度(生物学学科问题解决情况),由高到低依次分为关联与抽象拓展结构(优)、多点结构(良)、单点结构(中)、前结构(差)四个等级,根据学生答题表现进行等级判定和赋分。   1.2两种任务(问题)类型 对于主观开放型任务(问题),一个任务有多种解决方案,常考查学生的综合思维、发散思维和学科表达能力,训练学生的综合创新能力。 对于客观标准型任务(问题),我们主要根据•学生答题体现出思维的逻辑性、思维是否严谨严密、对生命过程的理解深度和学科表达能力等,对学生任务完成情况进行分级和赋分。当然,这里说的客观标准型任务是较为复杂的,答题时往往要写2~3句话。那些简单的任务,如只要学生分析情境后填写一个学科专业术语或者一个数字之类的就不可能也没有必要分成四个等级。   1.3 四个层级 有两层意义,一是主要针对主观开放型任务,根据学生的任务完成情况进行分级赋分。主要借鉴SOLO教育目标分类体系,即“可观察的学习成果的分类体系”,该理论将评价的目标从学习者的行为转移到学习行为的结果,进而从学习结果在结构上的复杂程度出发来评价学生的学习质量⑵。再具体地从能力、思维操作、一致性与收敛、应答结构4个方面将学生的行为结果(回答)分成五个不同的水平,即前结构(学生基本上无法理解问题和解决问题,或者被材料中的无关内容误导,回答问题逻辑混乱,或同义反复)、单点结构(学生回答只涉及单一的要点,找到一个解决问题的线索就立即跳到结论上去)、多点结构(学生回答能联系多个孤立要点,但这些要点是相互孤立的,彼此之间并无关联,未形成相关问题的知识网络)、关联结构(学生回答能够联想问题的多个要点,并能将这多个要点联系起来,整合成一个连贯一致的整体,说明真正理解了这个问题)与抽象拓展结构(学生回答能够进行抽象概括,从理论的高度分析问题,而且能够深化问题,使问题本身的意义得到拓展)。为了便于操作,可以将关联结构与抽象拓展结构合并为一个层级,即只有四个层级,对应任务完成情况的四个层级。SOLO评价目标的界定清晰,有利于学科核心素养分级评价,可提高评价的效度和信度。 二是主要针对客观标准型任务(问题),学生的任务完成情况一般分为优、良、中、差四个等级(个别分三等级),我们根据学生答题展现出的素养水平进行分级赋分。评价层级设置要合理,不宜太多也不宜过少,太多则级差不明显,容易误判;过少则区分度不够。   2 三二四命题评价模型的应用 例1 某班欲调查校园乔木的种类,将同学分为A,B,C,D4个小组,分别调查校园东、南、西、北四区的乔木种类。发现东区有17种,南区有14种,西区有13种,北区有16种。问:该校的乔木有多少种?(3分) 评价分级:⑴空白或者回答13,14,15,16等答案,完全没有理解调查统计方法,计0分,相当于前结构(差)。相当多的学生从来没做过真实调查,死记硬背对实验结果求平均值得出15。(2)回答17种或60种,有一点点合理性,对调查统计有一点认知,计1分,相当于单点结构(中)。(3)回答校园乔木种类≥17种或≤60种,对调查统计有一定认知但思维还不够严谨,计2分,相当于多点结构(良)。(4)回答17种≤校园乔木种类≤60种,熟悉调查统计,思维严谨,计3分,相当于关联与抽象拓展结构(优)。 命题意图  初高中有调查校园中的植物等系列调查活动,但是相当多的学校都不组织学生进行真实规范的调查,而是让学生背记什么叫调查法,一般分为哪几步,数据如何处理(求和或者取平均值)等等,将“做中学科学”变成了“背中记知识”。没有基本的学科活动经验,何谈核心素养的培养。本题就是针对教学存在的现实问题设计的,考查学生解决这个问题的真实行为表现,从而对学生的科学思维和科学探究进行水平分级,引导各校加强实践体验教学。没做过校园植物调查等调查活动的学生绝大多数处于前两级,做过的学生知道各区之间乔木种类很可能会有重复,处于后两级的人数较少,得满分的只有万分之几。情境类型:简单陌生情境。 例2  我国近三分之二的人口以水稻为主食。近年来,一些农田受到了重金属镉的污染。水稻籽粒中的镉含量及稻谷产量会受土壤中镉浓度的影响吗?有必要在镉污染农田全面停止水稻种植吗?科研人员选择了48个品种的水稻对此展开了研究,结果如表1所示。 (1)实验全程使用专用设备生产的纯净水而非普通水灌溉水稻,这样做的目的是_____________。(1分) (2)实验结果表明,土壤镉浓度增加会导致水稻籽粒中的镉含量________,稻谷产量________(会/不会)降低。(2分) (3)已有研究表明,有的水稻镉吸收能力弱,有的水稻镉吸收能力强,且这两类水稻都有一定的种植价值。你会选择哪类水稻种植于污染区?并说明理由。(2分) (4)A水稻吸收镉的能力比B水稻强,而吸收其他离子的能力差不多,请你推测原因。(要求写出简要推测过程,3分) (5)请你设计方案培育出能在重度镉污染地区栽培和食用的水稻。(3分) (6)请你就重金属污染防治问题提两条建议。(2分) (7)袁隆平院士一直有个“禾下乘凉梦”,一般人认为不可能,但其团队通过十多年的努力终于培育出2米多高的巨型稻。请你就此谈谈自己的感受。(2分) 参考答案  (1)排除水中镉离子的干扰(保证水稻吸收的镉只来自土壤)(2)增加(升高)不会(3)选择镉吸收能力弱的水稻,检测水稻籽粒中的镉含量如果低于国家安全标准值则可以食用,能减少土地资源的浪费;选择镉吸收能力强的水稻,这种水稻将土壤中的镉吸收后能大大降低土壤的镉含量(减轻镉污染),但这种水稻要进行无害化处理(这种水稻不能食用及饲喂动物) 评价分级:只选择没说理由的或者说明不正确的0分;两点说明答对一点,1分;两点全对,2分。 (4)水稻吸收镉离子必须通过主动运输,影响其主动运输效率的因素分别为镉离子载体数量和根细胞呼吸作用供能水平。A水稻只有吸收镉离子能力较强故可推知其根细胞膜上镉离子载体多 评价分级:答错或者空白,0分,相当于前结构(差);答出根细胞膜上镉离子载体多,1分,相当于单点结构(中);答案三句话缺前两句中的一句,逻辑还不够严密,2分,相当于多点结构(良);答案三句话都答对,逻辑性强,说明学生深刻理解了根细胞吸收矿质离子的过程且表达科学完整,3分,相当于关联与抽象拓展结构(优)。 (5) 人工诱变,筛选出吸收镉能力弱的品种;基因工程,将吸收镉离子强的基因换成吸收镉离子弱的基因等;将水稻的镉离子载体基因剪切掉(基因敲除)等所有能减少细胞膜上镉离子载体的方法 评价分级:一种方案都不写或写错,0分,前结构(差);写对1个方案,1分,单点结构(中);写对2个方案,2分,多点结构(良);写对3个方案,并能答出“所有能减少细胞膜上镉离子载体的方法”,3分,关联与抽象拓展结构(优)。 (6) 少用、替代、回收、处理、化学治理、生物吸收等,任答两点 (7) 要敢于突破常规大胆创新,要坚守目标锲而不舍,要有团队合作共同研究等合理答案均可 命题意图(1)(2)主要考查科学探究,但对(1)很多学生答保持单一变量,并没有深刻理解控制变量含义。(3)除了考查学科表达能力外,还隐含考查珍爱生命健康生活和重视环保身体力行等社会责任。(4)主要考查结构与功能相适应和分析推理。(5)主要考查科学探究与实践创新能力。(6)主要考查综合思维和社会责任。(7)弘扬我国成就,渗透科学精神和爱国自信。情境类型:复杂陌生情境。来源:《中学生物教学》2020年第1期    
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核心素养视角下生物学科思想方法及其教学策略 江苏省徐州市教育教学研究室 王波 摘  要 学科思想方法是学科教学的灵魂和精髓,集中反映了学科核心知识本质、主要思维特点和内在学习规律。加强学科思想方法教育,能够优化学生的学习方式,提升学生的思维品质,有助于发展学生核心素养。在教学过程中,可以“探究性学习”体悟学科思想方法,以“主题式教学设计”凸显学科思想方法,以“HPS教学模式”强化学科思想方法。 关键词 生物学科思想方法;探究性学习;主题式教学设计;HPS教学模式   学科知识、学科能力和学科思想是学科体系的三个重要组成部分,其中学科思想是学科的精髓和灵魂。但目前中学生物学教学依然只注重基础知识和基本技能的“双基”层面,普遍忽视学科思想方法。过分强调知识会使学生陷入庞杂、零散知识的记忆之中;过分强调解题技巧和重复训练,则会使学生仅仅停留在浅层学习之中。鉴于此,本文从核心素养的视角,对生物学科思想方法及其教学策略进行探讨。   1 学科思想方法的内涵与价值 学科思想是指在学科发展过程中沉淀形成的本质特征,是具有恒久影响力的观念和认识,集中反映学科核心知识本质、思维特点和内在学习规律,能优化学习方式、提升思维品质,促进学生深刻领悟学科知识,掌握学科学习的认知范式和思维工具,从而提升认知的层次和规格,促进知识的迁移和升华,为发展与创新奠定坚实基础。思想方法是学科的本质和灵魂,引领学科的认知方向,促进学科的创新与发展。抓住了学科的思想方法,就能在复杂多变的学科现象中发现本质不变的东西,从而进入“以不变应万变”的高级认知状态。学科思想方法犹如美国课程专家埃里克森所说的“概念透境”,如果没有概念透镜去聚焦思维使其达到综合、迁移的水平,那么在一场追求更多、更快的知识竞赛中,对事实的强调只能使我们感到被细枝末节缠住脚步。   2 生物学科思想方法的内容与特性 2.1 生物学思想方法的内容 生物学科思想一般包含系统论思想、信息论思想、进化论思想、生态思想等,具体包括生物演化思想、生物体结构与功能相统一的思想、生物与环境相适应的思想、动态平衡思想、生物体的差异性与统一性相结合的思想等。有学者把生物学科思想观念概括为系统观、进化观和生态观这三大观念群。生物学科方法是根据学科主要特征和内在规律提炼的思维方法、研究方法和学习方法。例如,生物学科中的对照实验法、模型建构法、棋盘分析法、假设-演绎法等。 生物学科思想方法可分为宏观的哲学思想方法、中观的一般思想方法和微观的具体思想方法。宏观的哲学思想方法如辩证统一思想、普遍联系思想、量变与质变思想、一般性与特殊性思想等,主要涉及学科的起源与发展、学科的本质与特征等。例如,生命起源和进化历程充分体现了这些思想,生命的本质特征,如生命具有共同的物质基础和结构基础、都有新陈代谢、都能生长发育和繁殖、能遗传和变异、能适应环境、改变环境等本质特征,生物的结构与功能的适应等,也体现了一些宏观的哲学思想。生物学科的一般思想方法主要涉及学科的社会价值和文化地位、学科思想方法的认识论与方法论,如抽象与具体、分析与综合、归纳与演绎、假设与验证。这些思想方法能引导学生逐渐形成正确的学习价值观,形成良好的学科文化,用文化来引领学生积极向上地认知,促进创造性迁移、运用和创新发现,促进知识价值升华,进而提升创新性思维能力和问题解决能力。生物学科具体思想方法是指特定的思想方法,如生物学科的生物演化思想、控制变量法、模型分析法等。这些思想方法能促进学生对知识的透彻理解与深刻建构,促进学习过程中的创新与发现。后两种思想方法对提升学科的核心素养有着重要的促进作用。学科思想方法能对教与学产生“纲举目张”的效果,就像引领航程的地图,指引着学习者在茫茫知识海洋中走得自信、走得从容、走得更远,而不迷失方向。 2.2 生物学科思想方法的特性 由学科思想方法的内涵和内容可知,生物学科思想方法通常不是具体的学科知识,而是从学科概念、原理、定律、理论中抽象、概括、提炼出来的思想观念,它反映了学科内在规律和特点,体现了学科知识的本质和价值,因而具有抽象性与深刻性。生物学科思想方法是一门学科深层次的组织结构,可直接或间接的在学科思想方法体系中得到解释和附着,好比人体的血脉,供养着人体所有的细胞。因此能比较清晰地反映学科的历史脉络和未来趋势,引领学科的发展和完善,帮助学生实现知识的内化和体系化,对学科的教与学具有整合和指导作用,具有统摄性与引领性。生物学科思想方法是在学科历史发展进程中反复荡涤而沉淀下来的“结晶体”,是在无数代人大量研究成果的基础之上锤炼形成的,因此它具有显著的稳定性。对于基础教育而言,这种稳定性更加显著,这是由基础教育的对象、性质和使命所决定的。但同时随着科学的发展和社会的进步,学科思想方法又会被无数后来者反复地验证、修正和完善,因此它在具有鲜明继承性的同时也具有发展性。   3 学科思想方法的教学策略 3.1 以“探究性学习”体悟学科思想方法 探究性学习的目的在于让学科教学充分体现科学本质,使学生掌握科学研究的方法,形成相应的科学探究能力。通过情境再现、过程体验和亲身实践能使学生自主建构科学思想方法,体悟科学本质,养成科学态度,拥有科学精神。 例如,在学习了“绿叶中色素的提取和分离实验”之后,教师可以引导学生探究绿色苋菜与红色苋菜叶片中色素种类的异同,组织学生进行自主设计、小组探究。在探究活动中,有的学生分别采用水、有机溶剂两种层析液进行色素分离,结果发现:(1)以水作为层析液时,绿色苋菜组层析后,滤纸条无色素带,滤液细线仍呈绿色;而红色苋菜组层析后,滤纸条上形成一条紫红色色素带,滤液细线也呈现绿色;(2)以有机溶剂作为层析液时,绿色苋菜组层析后在滤纸条上形成4条色素带,滤液细线呈无色;而红色苋菜组层析后在滤纸条上形成4条色素带,滤液细线却呈紫红色。还有的学生为了加深对关键实验步骤的理解,进行了以下的探究:研磨时加入二氧化硅、碳酸钙对色素提取和分离是否有影响;滤纸条的不同形状是否影响色素的扩散度;滤液细线可以用什么方法划得更细更整齐……通过上述探究性学习,学生不仅掌握了相关实验思想与基本方法,而且深化了对科学知识的理解、体悟了科学本质和科学价值,这对于学生的终身学习和社会生活大有裨益。 3.2 以“主题式教学设计”凸显学科思想方法 所谓“主题式教学设计”,是指以主题为中轴,围绕一个教学主题而展开的,在系统论与教学论指导下,以教学主题为枢纽,在系统内诸要素之间彼此联系、相互作用与协调运行中,驱动师生共同发展以达成教学主体心理结构的完善与自我实现的整体性设计。生物学教学中可以通过“主题式教学设计”将单元教学进行整体设计。例如,学习完“细胞膜”内容后,教师可以引导学生以“结构决定功能的思想”为主题进行归纳和概括。 思想方法是学科的主线,而主体式教学设计是一种整体性设计。学科思想方法作为教学主轴,能较好地实现教学目标、教学活动、教学主题、教学关系以及教学设计手段和方法的统一。这样就能使学科思想方法与主题式教学设计有机融合,实现以学科思想方法为主线统摄相关概念,形成单元知识结构。这有利于促进学生在单元教学前进行系统性思考,在单元教学中分步骤实施,在单元教学后实施知识回顾和梳理。 3.3 以“HPS教学模式”强化学科思想方法 英国科学教育学者孟克和奥斯本在建构主义理论的基础上,提出了把科学史内容融入科学课程与教学的策略,即“HPS教学模式”:教师引导学生重温科学家的研究历程,触摸历史的脉搏,体验知识的发生、发展过程。这种教学模式的程序一般有6环节:提出问题一引出观念一学习历史一设计实验一呈示科学观念和实验检验一总结与评价。 例如,在学习“孟德尔的豌豆杂交实验”时,教师可以组织学生重温孟德尔科学研究的艰难历程和伟大发现,尝试设计科学实验方案,体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维,分析孟德尔遗传实验获得成功的原因,最后提炼和总结孟德尔遗传实验的主要科学方法(表1)。 表1 孟德尔遗传实验中主要科学方法 HPS教学模式具有很大的灵活性和包容性,能够将科学史、科学哲学与社会学有机融合,既有效地达成“三维”教学目标,又强化学科思想方法教育。整个教学过程是一个问题解决的探究过程,有利于充分发挥学生的主体性,有利于培养学生的解决问题能力和创新思维能力,有助于学生形成正确的科学观念。 总之,生物学科思想方法是学习的心理范式和思维工具,是教学的主线和灵魂。充分利用学科思想进行教育教学,能帮助学生从宏观上总揽全局,深刻领悟学科知识并在联系中实现迁移和升华,掌握学科规律、提升创新思维能力和解决问题能力,提升学科核心素养。来源:《中学生物教学》2020年第1期  
 0   0  93天前
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生物:让教学多一点“科研”味儿 乔文军(北京教育科学研究院基础教育教学研究中心生物教研室、特级教师)   北京理综生物试题素材常常源于科研论文,命题者将专业学术的论证过程转化为试题中的科学探究任务,将真研究凝练为考生看得懂、理得清的内容,用巧妙的科学逻辑呈现出问题,为不同考生搭建起展示学科素养的舞台。下面我通过解析理综卷第29题来梳理生物学科试题的基本特征,并探讨我们今后教学的方向。   1. 关注科技发展前沿 人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻我治疗EV病的有效方法,中外科学家进行了系列研究。 埃博拉病毒感染是全球关注的热点问题。近年西非爆发疫情以来,全球各国都在研发快速检测法,中国在这方面表现突出。理综卷第29题以研究治疗埃博拉病毒感染的有效方法作为情境,向考生展现了从宏观到微观、从个体到分子、从科学问题的发现至懈决的过程。历年高考中类似的情境还有“酿酒”“嫁接”等。由此可看出,生物题目选材视野广阔、立意深远,引导考生关注当代社会科技的前沿与发展趋势,注重培养学生科学探究的兴趣与思维习惯,发展与提升学生的创新意识与创新思维,使学生在终生学习中受益。   2.掌握基本概念原理 (1)EV表面的糖蛋白(EV-GP)作为__________刺激机体产生________性免疫反应。 正如科研论文的开篇会有''文献综述"一样,生物试题的第一问落点常在于重要概念和基本原理本身。实际上,本题设置的第一小题旨在考查免疫应答的基本原理,考查“抗原刺激机体产生特异,性免疫反应”。本题的考点不在于“EV-GP”,而是上述蛋白对于机体免疫应答而言的共同属性,即“异物大分子”,往年的试题曾经从“激素”“反射”“碳反应”等多个不同的基础知识点切入。   3.重视思维方法习惯 (2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲乙两人的血液,检测EV-GP抗体的水平。据图1,应选取的血液分离记忆B细胞用以制备单抗。 (3)将制备的多种单抗分别与病毒混合,然后检测病毒对宿主细胞的感染率。据图2,抑制效果最好的两种单抗是_____________。 科学研究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据,需要掌握基本的科学方法;科学研究还需要对证据、数据等进行分析和判断。本题的第二、第三小问呈现了研究结果中对数据处理后构建的数学模型,要求考生具有收集和利用课内外的图文资料及其他信息的能力,要求学生能逐步使用比较法与归纳法进行模型分析,基于实证和科学推理提出观点。这就由第一问考查的知识积累推进到了考查学生科学思维的方法与习惯。类似的设问还有很多,如“豹群数量的变化分析”“豌豆植株14C量的分布比例分析”“接穗新叶中的核酸检测结果分析”等。 4.重点聚焦思维过程 (4)EV-GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV-GP结合的位点是否相同,可按图3所示简要流程进行实验。(图略) ①   请将图3中应使用的抗体填入下表i、ii、in、iv处(填“A”或“B”或“无关抗体”),完成实验方案(一种即可)。 ②   若A、B与EV-GP结合的位点不同,与对照组1、2分别比较,实验组的荧光值应________________。 设置"对照''试验、控制“单一变量”是本题的考点,难度不大,但是推陈出新的试题呈现形式让有解题套路化和思维模式化倾向的考生寸步难行。第四小问以一个未完成的表格的形式考查学生依据探究目的设计实验方案并作出准确预期的能力,对考生的假说、演绎思维的灵活性、逻辑性与严谨性提出了较高要求。“荧光标记蛋白”的技术在研究细胞膜的流动性、基因工程表达产物检测等情境中均有运用,本题将这个知识点迁移运用到“抗原-抗体特异性”的新情境中。 A、B结合“位点”是否相同?从“干预”的角度说,两者同时存在的情况,可谓是“实验组”;而同一种抗体,先用未标记抗体处理(位点被占据)后,再用荧光标记抗体处理,会是荧光值最弱的“对照组2”;而先用未标记的无关抗体处理(位点不受影响)后,再用荧光标记抗体处理,则会是荧光值最强的“对照组1”。若A、B结合“位点”相同,则实验组的荧光值比对照组1弱,与对照组2无显著差异;若A、B结合“位点”不相同,则实验组的荧光值与对照组1无显著差异,比对照组2强。经典句式“若……则……”是高考理综生物试题非选择题目中的高频设问形式,将逻辑推理的意味展现得淋漓尽致。   5.鼓励思维个性创新 (5)中国科学家用分子结构成像技术证实理论A、B与EV-GP结合的位点不同。基于上述系列研究,请你为治疗EV提供两种思路:_________________。 “完成实验方案(一种即可)”“提供两种思路”,这样的试题表述形式提示解题思路多样化,答案不唯一。去年的高考就已经出现这样的开放,性试题To2015年北京理综生物试卷第29题最后一问中的“等”字意在引导考生全面反思实验的严谨性,思路不能停留在单一影响因素上。今年的29题同样为考生展示自己独特的思路提供了广阔的空间。题目鼓励考生从埃博拉病毒基础研究中寻找启迪,让学生畅想将研究成果用于治疗疾病的多种思路。 因为每种抗体都与抗原具有特异性结合的特性,可以单提出“独使用”的思路;因为两种“抗体”的结合位点不同,可以提出“A、B抗体同时使用”的思路;结合“单克隆抗体”的优势特点,可以提出“靶向治疗”的思路;结合蛋白质结构和功能关系,可以提出研制具有抗体特异性结构“新药”的思路……这样的问题不仅具有一定的开放性,而且设问角度选取巧妙,有利于选拔富有创新精神、具备创新思维能力的考生。 从另一个角度来说,对于往年题目中某个重复出现的“知识”考点,或许可以通过反复练习而记住答案,可是,诸如上述这些旨在展示考生良好思维品质的开放,性问题,纵然“记住”去年试题的全部答案也无济于事。唯有在学习时常常亲历问题的提出、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程,才有可能在这类型的问题中出彩。这样的素养不会因为考试的结束而归零,它是学习者在生物学课程中养成的理性思维习惯,是一个人终生学习的能力。 理综生物试卷题目数量不多,“非选择题”第29题比较突出地体现出科研特征。一方面,解决问题需要运用必修3中的“体液免疫”、选修3中单“克隆抗体制备”等不同模块的主干知识;另一方面,需要把握问题、现象、解释及结论的科学研究脉络。这就对生物课堂教学提出“体现科学课程的性质”的基本要求,要在“知识综合”和“理性思维”两个维度上发力。 此外,今年试卷版面上“文字”总量未见减少,简明扼要的同时还不乏生动之处。描述“射门”的连贯动作让学生倍感亲切;强调“中国科学家”“我国古代劳动人民”的点睛之笔让考生的民族自豪感油然而生。尤其值得一提的是,今年试卷版面上“图解”的形式更加多样化,插图的数目显著增多,不仅有柱状图、折线图这样的常见数学模型,还有实验流程图、概念图、实验处理(嫁接)和生理过程(乙烯作用)示意图。生物试卷8道试题中总共出现了9幅插图、3个表格,具有突破意义。 总之,生物学科试题密切围绕有利于“培养科学思维的习惯”这条主线,既考查考生应该获得的基础生物学知识,又考查考生必须领悟的生物学家在研究过程中发现问题、分析问题和解决问题的思路方法。近年的北京高考生物试题“能力立意”导向明确,秉承了试题命制的基本思路与试题呈现方式,这应当引发我们对课程改革和素质教育相适应的深度思考。来源:《北京教育· 普教版》2016年第7期    
 0   0  94天前
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