靖廣珍

摘要：生物學(xué)科的核心素養(yǎng)旨在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科能力，思維方式和品格，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);合作交流;綜合運(yùn)用;模型構(gòu)建;理性思維;高階思維;持之以恒

發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)校的教育過程中逐步養(yǎng)成起來的，適應(yīng)個人終身發(fā)展與社會發(fā)展的人格品質(zhì)和關(guān)鍵能力。生物學(xué)核心素養(yǎng)，是學(xué)生通過學(xué)習(xí)生物學(xué)知識和技能，思想與方法而習(xí)得的重要觀念、關(guān)鍵能力與必備品格。本文以DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程一節(jié)的教學(xué)為例，簡述如何在生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

一、培養(yǎng)學(xué)生善于借鑒他人研究成果及合作交流的能力

習(xí)近平總書記在2019年6月15日的亞信杜尚別峰會上說：“封閉的空間只會四處碰壁，開放的道路才會越走越寬。”同樣在科學(xué)研究中，我們要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)，要善于與他人溝通和交流。沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過程中，用到了科學(xué)界已有的知識，即DNA的基本組成單位是四種脫氧核苷酸;利用了威爾金斯和富蘭克林的DNA衍射圖譜;聽取了化學(xué)家的意見;最后借鑒了查哥夫的堿基互補(bǔ)配對方式。最終構(gòu)建出正確的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。牛頓的一句話現(xiàn)在我們經(jīng)常提及：如果我看的更遠(yuǎn)一點(diǎn)的話是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?。可見，善于借鑒是個人成功的必備素養(yǎng)。閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的。

追溯過往我們更可發(fā)現(xiàn)每一次科學(xué)研究的成功并非巧合，而善于共同合作交流則是必備的要素。良好的合作習(xí)慣有助于研究的順利進(jìn)行，是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會交流與傾聽，以正確的方法和態(tài)度說清自己的見解、聽懂別人的發(fā)言、思考問題的結(jié)論。對一些不擅于表達(dá)的學(xué)生要鼓勵;比較強(qiáng)勢的孩子，教育他要尊重別人的勞動成果。當(dāng)然，合作交流是建立在獨(dú)自思考的基礎(chǔ)之上，學(xué)生首先要進(jìn)行自主探究，對合作的問題產(chǎn)生深層次的認(rèn)識，才能在合作交流中說出自己的獨(dú)特見解，進(jìn)行比較和篩選，進(jìn)而獲得最終的結(jié)論。

二、培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科知識綜合運(yùn)用的能力

沃森和克里克獲得成功并非偶然，多學(xué)科知識的背景是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的前提。在研究DNA分子結(jié)構(gòu)時他們依次用到了（1）分子生物學(xué)，化學(xué)知識— DNA分子由含四種含氮堿基的脫氧核苷酸組成（2）物理學(xué)知識—威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜（3）生物化學(xué)、數(shù)學(xué)的知識—鮑森揭示生物大分子結(jié)構(gòu)，即按照X射線衍射分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立模型的方法（4）化學(xué)及數(shù)學(xué)計(jì)算的知識—查哥夫提供的DNA分子中嘌呤堿基數(shù)總是等于嘧啶堿基數(shù)。隨著科學(xué)的發(fā)展，學(xué)科間的交叉和綜合越來越多，學(xué)科之間的界限越來越不明顯。“邊緣學(xué)科”即代表了一個新名詞，也說明了學(xué)科間的相互聯(lián)系。現(xiàn)代許多生物科學(xué)成果的取得都是多學(xué)科交叉運(yùn)用的結(jié)果，反過來多學(xué)科的交叉運(yùn)用又促進(jìn)生物學(xué)科的發(fā)展。這就要求我們在科學(xué)研究中不但善于借鑒他人的成果和經(jīng)驗(yàn)，還要具備相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識，并能在生物學(xué)研究中將相關(guān)學(xué)科的知識融會貫通、靈活運(yùn)用。所以在平時的學(xué)習(xí)中，我們應(yīng)該各個學(xué)科知識都要認(rèn)真學(xué)習(xí)，練習(xí)跨學(xué)科知識綜合運(yùn)用，為以后的學(xué)習(xí)和研究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

三、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的研究方法—模型構(gòu)建法

生物學(xué)研究方法有許多種，但每一種生物科學(xué)知識的研究方法并不是千篇一律的，科學(xué)的研究方法是我們通向成功之門的重要保障。下面我們就以沃森和克立克DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)構(gòu)建過程為例來講述模型構(gòu)建法。沃森和克里克根據(jù)當(dāng)時科學(xué)界對DNA的認(rèn)識和威爾金斯與富蘭克林提供的DNA衍射圖譜，最初嘗試構(gòu)建了多種DNA的雙螺旋模型和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，且堿基位于外部。很快被否定;隨后又構(gòu)建了堿基排在內(nèi)部的雙螺旋結(jié)構(gòu)，但相同堿基配對。這一點(diǎn)被化學(xué)家指出違反化學(xué)規(guī)律。就在他們困惑不前時，查哥夫提供一個重要信息，在DNA中，嘌呤數(shù)總是等于嘧啶數(shù)，沃森和克里克頓時興奮起來，他們改變了堿基配對方式，終于獲得了成功。

模型構(gòu)建法，是自然科學(xué)研究中常用的一種方法。當(dāng)研究對象難以直接操作或研究時，可以考慮模型構(gòu)建法。該方法用模型來模擬研究對象，被模擬的研究對象稱作原型。模型的構(gòu)建是否正確，需要與原型的比較來確證。沃森和克里克構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型最終被認(rèn)可，就是因?yàn)檫@一模型與原型—DNA結(jié)晶的衍射圖譜相符，并能解釋DNA作為遺傳物質(zhì)所具備的功能。模型構(gòu)建可以幫助人們透過現(xiàn)象忽略次要因素，從本質(zhì)認(rèn)識和處理問題。建立模型還可以顯示復(fù)雜事物及過程，幫助人們研究不易，甚至到無法觀察到的現(xiàn)象。從而使抽象的事物具體化、直觀化和簡單化。因此掌握模型構(gòu)建法是我們生物科學(xué)研究的一種必備素養(yǎng)。

四、培養(yǎng)學(xué)生理性思維的核心素養(yǎng)

理性思維指的是尊重事實(shí)、崇尚事實(shí)求是的求知態(tài)度，是能夠運(yùn)用科學(xué)的思維方式認(rèn)識事物，提出并解決問題的思維習(xí)慣和能力。在構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過程中，沃森和克里克先是提出DNA究竟有什么樣的結(jié)構(gòu)才使其具備遺傳物質(zhì)的功能問題，然后根據(jù)已有的素材構(gòu)建模型，隨后用科學(xué)事實(shí)來檢驗(yàn)構(gòu)建的模型。如此反復(fù)，直到獲得正確的結(jié)論。通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生理性思維素養(yǎng)，學(xué)會結(jié)構(gòu)與功能，假說與驗(yàn)證，演繹與推理，模型與實(shí)物等之間辯證關(guān)系的理性思維方式。正如布魯納所說：科學(xué)研究過程是一種提出問題和解釋問題的持續(xù)不斷的活動，思維永遠(yuǎn)是問題的開始。在課堂教學(xué)過程中，教師要精心設(shè)計(jì)問題，活化學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生理性思維的動力，促進(jìn)學(xué)生理性思維的發(fā)展。

五、培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力

高階能力集中體現(xiàn)信息技術(shù)時代對人才培養(yǎng)的新需求，是未來公民應(yīng)具備的最核心、最關(guān)鍵的能力，主要包括創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問題的能力和批判性思維的能力。沃森和克里克在構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時，善于借鑒、勇于創(chuàng)新、勤于動手而又尊重科學(xué)，歷經(jīng)多次的試錯、糾正才最終獲得成功?？梢娚锟茖W(xué)研究離不開創(chuàng)造性思維、離不開靈感和想象。創(chuàng)新是一個民族的靈魂，沒有創(chuàng)新就沒有進(jìn)步，沒有國家的發(fā)達(dá)。在教學(xué)中我們應(yīng)實(shí)現(xiàn)角色的轉(zhuǎn)變，應(yīng)積極的創(chuàng)設(shè)情境，誘發(fā)學(xué)生的動機(jī)，鼓勵學(xué)生展開想象，積極創(chuàng)作，充分釋放學(xué)生的潛能。正所謂：海闊憑魚躍，天高任鳥飛。當(dāng)然，最終我們還要引導(dǎo)學(xué)生以事實(shí)為依據(jù)，以科學(xué)實(shí)踐來檢驗(yàn)研究的成果。

六、培養(yǎng)學(xué)生持之以恒，鍥而不舍的精神

毛澤東說過：貴有恒，何必三更起五更眠，最無益，只怕一日曝十日寒?？v觀沃森和克里克DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程并不是一帆風(fēng)順的，他們歷經(jīng)了多次嘗試、失敗，再嘗試、再失敗-----如此反復(fù)。試設(shè)想，如果他們被其中任何一次的失敗所擊垮，就不可能獲取成功。持之以恒，鍥而不舍的精神不僅是科學(xué)研究所必須的，同樣是我們做任何事情所必須的。所以，在今后的學(xué)習(xí)和工作中我們樹立理想，確立目標(biāo)后一定要腳踏實(shí)地的認(rèn)真踐行這種精神，否則將一事無成。

當(dāng)然，在本節(jié)教學(xué)中還應(yīng)以北京中關(guān)村DNA模型為例加強(qiáng)對學(xué)生的美學(xué)教育，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，倡導(dǎo)健康的生活方式，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感和家國情懷，同時提高學(xué)生實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)

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