梁伟

摘 要 以“基因工程”实际教学为例，探究在生物学学科核心素养的背景下，如何结合原三维目标制定教学目标及围绕教学目标设计课堂教学。

关键词 生物学学科核心素养 教学目标 教学设计

结合《普通高中生物学课程标准（2017年版）》及教学大纲，要落实学生达成科学素养的目标，教师需要根据教学内容制定每课时的教学目标，围绕教学目标及学情合理设计课堂教学过程，所以教学目标的制定对课堂教学设计起着重要的指导作用。过去，教师制定教学目标主要以“三维目标”为指导，随着社会的不断进步与发展，教育目标变为培养具有核心素养的公民。那么，如何根据生物学学科核心素养来制定教学目标并设计课堂教学呢？笔者尝试通过理论分析，结合教学案例，对此进行探究。

1 生物学学科核心素养的内涵——教学目标制定的理论基础

生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个维度。生物学学科核心素养是学生在解决实际问题时所表现出的价值观念、必备品格和关键能力，这些能力是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的。其中，生命观念是基础，是整合生物学核心概念的桥梁，它包括结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观。科学思维和科学探究是培育生命观念的手段与方法。科学探究的基本程序是现象观察一提出问题一实验设计一方案实施一交流讨论。在此过程中会用到科学思维中的归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法。所以科学探究与科学思维是相互渗透，相互促进的：科学思维是科学探究的重要内涵，科学探究是科学思维的实证和发展。

2 基于生物学学科核心素养制定教学目标

通过研究，分析生物学学科核心素养之间的联系，教师可以在原三维目标的基础上深度研究教材，结合学情，突出学生主体地位及科学素养发展的目标来制定教学目标。以苏教版生物学教科书《选修3.现代生物科技专题》的“基因工程概述”一課为例，分析教学目标，设计教学策略。

2.1 教材及学情分析

“基因工程概述”是苏教版《选修3.现代生物科技专题》第一章“基因工程”中的第一节内容。该部分教科书主要涉及基因工程的工具和基因工程的实施过程等知识点，以《必修2.遗传与进化》中“DNA的结构与复制”“基因控制蛋白质合成”等知识点为基础。基因工程是高中生物教学中比较难的教学内容，学生对该部分知识点的理解也比较抽象，给教学带来一定的难度。

高二的学生已经学习过DNA的结构与复制、基因控制蛋白质合成等相关知识，对基因的结构与功能有了一定的认识。学生对于基因工程这个先进的生物技术具有很大的兴趣，同时他们对有关转基因问题存在疑惑，使他们对这部分知识具有较强的求知欲。

2.2 基于生物学学科核心素养制定教学目标

根据结构与功能观的基本规律，通过分析抗虫棉等转基因植物的培育成功过程，阐述基因工程能够实现不同生物之间基因“剪切”和“拼接”及外源基因能够在受体细胞中表达的原因。

结合教材中基因工程的工具、基因工程的实施过程，运用遗传学相关知识，探究限制酶、DNA连接酶的作用及特点、载体的选择条件、基因工程的具体操作过程及能否成功的核心技术等相关问题，并能用所学知识阐述抗虫棉等转基因生物的培育过程。

基于基因工程的发展过程，搜集资料，举例说出基因工程的应用及在人类生产生活中的意义，并能用科学的价值观对社会发生“转基因”产品的恐慌现象提出自己的观点。探讨转基因生物的安全性问题，形成正确的科学价值观。

3 围绕生物学学科核心素养教学目标，设计课堂教学

本节课教学目标的设计主要是立足于科学实例的分析，挖掘学科核心素养教育素材。教师主要以问题为导向，创设问题情境，设计学生活动，步步引导学生思考分析，最后达成所制定的教学目标。

3.1 案例1：基因工程的工具

教师结合基因工程的概念，使用自制教具（图1），模拟将生物甲的一个基因与乙的DNA进行重组的过程。

教师创设问题串：①基因是DNA的片段，甲、乙两生物的DNA如何能进行重新组合呢？使用什么工具将基因进行“剪切”和“拼接”？②限制酶能随意“切割”基因吗？为什么？它是如何实现将所需要的基因“切割”下来的？这体现它具有什么特点？③重组DNA分子要借助什么工具才能成功导入受体细胞？④根据模拟重组DNA的过程分析：所需要的载体应该具备哪些条件？

案例设计分析：在设计该部分的教学时.教师采用纸条模拟DNA分子的“剪切”与“拼接”，形象直观地表现出重组DNA的过程。该过程会引发学生思考：如何将“基因”进行“剪切”？用什么工具？限制酶切割基因为什么具有特异性？“拼接”DNA分子时会用到什么工具？学生在模拟过程中也能极大地激发学习兴趣，在探讨过程中不断发生思维碰撞，并擦出火花，为下一步的科学探究起到很好的推进作用。

学生在模拟DNA重组时，除了对教材中的知识有了客观形象的认识以外，还产生了新的疑惑：用同一种限制酶切割目的基因与载体后，产生的黏性末端都是相同的，在拼接时目的基因与目的基因可不可以连接在一起呢？目的基因与载体连接时可以正着拼接，也可以反着拼接，哪一种拼接才能正常表达呢？针对这些疑惑，各学习小组进行激烈的讨论，学生的科学思维得到了发散提升，科学探究的欲望也得到了激发。

3.2 案例2：基因工程的实施过程

在上一节基因工程所需工具的学习基础之上，教师引导学生观察分析教材“积极思维”中“抗软化番茄是如何培育出来的”的资料，创设问题情境，引导学生分析基因工程的实施过程。教师可以提出以下问题：①抗软化番茄与普通番茄相比，有什么优点？所要的目的基因是什么？所以基因工程实施过程的第一步应该是什么？获取目的基因一般有哪些方法？②目的基因能直接导入普通番茄的受体细胞中吗？如果不能，将如何解决？③重组DNA分子如何顺利地导入受体细胞？常用的方法有哪些？④人们如何检测目的基因已成功导入受体细胞？

案例设计分析：教师结合具体实例，引发学生思考。学生在观察分析过程中基本能初步提出基因工程的实施过程。教师结合教学目标及学生的认知水平，对问题进行进一步的补充和阐释，及时消除学生的认知冲突，使学生能在课堂教学过程中主动思考和探究，锻炼学生的科学思维，提高学生的科学探究能力。

在学习过基因工程的相关知识之后，教师可以让学生利用网络，联系生活，搜集有关基因工程应用的现状及在日常生活中有转基因动植物、转基因食品等实例。并引导学生能结合所学知识提出自己的观点：基因工程给人们的生活带来了哪些影响？你如何看待社会所发生的“转基因”恐慌现象？在分析和探讨的过程中学生能初步形成正确看待“转基因”的态度和科学的价值观。

笔者紧紧围绕着教学目标来设计教学，教学目标在教学过程中起着重要的指导作用，为培养学生的科学素养提供了依据和保证。

4 启示与反思

结合以上案例，笔者对在生物学学科核心素养的背景下如何结合原三维目标制定教学目标及围绕教学目标设计课堂教学，最后达成目标实现的教学策略提出了自己的见解。在科学素养的背景下，教师在教学中将面临新的挑战：如何为社会培养具有一定科学素养的人？在这种新形势下，就需要教师在教学的同时能深入研究生物学学科核心素养的内涵，构建其明确具体的内容体系，为教学目标设计提供更科学的依据;重视研究课程育人的教学策略，为学生可持续发展做出更大的努力。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[s].北京：人民教育出版社，2018.

[2]谢旭红.从培养科学素养的视角看中学生物教学[J].中国校外教育：理论，2007，（9）：89-90.

[3]王立刚.指向生物学学科核心素养的教学目标设计策略[J].中学生物教学，2018，（7）：11-13.