(四)地方和学校实施本课程的建议
附录 2 教学与评价案例
案例 1 “生态系统的稳定性”教学目标的制订
1. 通过对案例的分析讨论,能用物质和能量的输入和输出平衡 观点,认识具体生态系统的稳定性。
2. 通过对生态系统各种成分功能和营养结构关系的讨论,以及 运用反馈调节原理,能初步判断不同生态系统维持其稳定性的相 对能力。
3. 能够根据生态系统各种成分、结构以及数量关系构建稳定性 生态系统模型,并制作简易生态瓶。
4. 能够为常见生态系统的合理利用和维持可持续发展提出有价值的 建议。
案例 1 评析 养成生物学学科核心素养是本课程学习的宏观目标。
教师在备课时,要根据实际上课具体内容,确定每个课时的具体教学 目标。习惯了以三维目标来描述教学要求和意图,教师在对应核心素 养制订教学目标时或许会感到困惑。本案例旨在示范如何依据核心素养 来制订一节课的教学目标。
案例中的教学目标,是依据内容要求、学业要求和学业质量标 准,围绕培养学生核心素养的要求制订的。目标 1 着重体现了“生命 观念”的要素;目标 2 着重反映了“科学思维”的要素;目标 3 和 4 分别着重指向“科学探究”和“社会责任”。这四个目标之间相互也 有交叉,每个目标中可能还含有对其他素养的要求。核心素养几个要 素的协调发展是学生品格和认识问题、解决问题能力的具体表现,是 制订教学目标的出发点和课堂教学活动实施的落脚点。
案例 2 筛选分离土壤中尿素分解菌的教学设计
分 组 实 施 探 究: 取 样、 配 制 培 养 基、
灭菌、接种、培养、鉴定。
能正确、合理运用无菌操作技术等相 关技能实施实验探究过程。
展示交流实验探究结果,分析成功或 失败原因。
总结、评价、反思探究活动。
案例 2 评析 这是一个相对完整的、在教师指导下学生围绕某一 主题自主讨论、设计、完成探究实验的案例。巩固已有的生物学知 识、练习相关的实验技术、学习新的实验方法、提高动手能力是这一 教学活动的基本要素。许多教师在教学中都会关注这些要点并将其作 为教学目标和课后评价的重点。在本案例中,授课教师不仅注意到了 教学内容的基本要素,还将实验活动与发展学生的生物学学科核心素 养有机结合,显著提升了教学效果。值得提倡的是,教师在教学中 注意生命观念(核心素养 1)的渗透;在提出问题、构想实验方案及 问题解决等环节中促进学生科学思维(核心素养 2)和科学探究能力
(核心素养 3)的发展。如果教师引导得当,学生还可以思考怎样应 用相关的技术来应对现实生活中的问题(核心素养 4)。
案例 3 寻找疯牛病的病原体
生物学教学中探究有多种不同的方式。除了实验探究,通过对资 料的分析进行探究也是一种常用的学习方式,关键在于教师对素材的 选择和组织。通常,社会和学生关注的、与教材相关的问题教师可优 先考虑选用。教师可充分利用这些素材引导学生提出问题,寻找证 据,培养学生的科学思维。
例如,教师可就“疯牛病”这一社会关注的生物学议题,搜集有 关资料,在课堂上或具有网络互动功能的平台上和同学们一起探讨这
个问题。
情境设置:简介欧洲某些国家疯牛病发生和传播的事实。教师提 出一系列环环相扣的问题引导讨论。
● 为什么国家要严格控制牛肉的进口?这说明疯牛病有什么特点?
● 哪些病原体会导致传染病?
● 如果有一种原因不明的传染病,如何着手寻找它的病原体?
● 应该从病牛的哪些(个)部位提取病原体?
● 如何鉴别引发疯牛病的病原体(寄生虫、细菌、病毒等)?
● 陶瓷纤维过滤器能否滤除病毒?
● 根据实验结果,可以对该病原体的性质和大小作出什么判断?
● 能否根据这一项实验结果就断定病原体是病毒?会不会还有其他的 可能?
● 如果认为病原体可能是病毒,试设计杀灭病毒的探究方案。
● 实验结果否定了病原体是病毒,病原体可能是蛋白质吗?
● 如何检验病原体是否是蛋白质?
最后教师进行总结:疯牛病的病原体是一种空间结构改变了的 蛋白质。由于这种蛋白质能像病毒一样传播疾病,因而称为“朊病 毒”。教师还可提供一些有关朊病毒研究的网址和资料,鼓励有兴趣 的同学通过查阅资料对朊病毒进行更深入的探索。
案例 3 评析 从教学策略的角度来看,这是一个基于资料分析的 探究教学案例。该案例鲜明地展示出以下特征:(1)教师课前精心搜 集、遴选和加工图文资料,设计探究情境;(2)由表及里地提出结构 化的、有启发性的问题串;(3)引导学生一步步地深入思考、积 极交流。
通过以上备课和教学过程,促使学生进一步养成“科学思维”与
“科学探究”的生物学学科核心素养。
案例 4 建立种群增长模型
型曲线吗?(引出“J”型生长曲线,即图 2 乙的讨论)
这种情况下,假定酵母菌种群的起始数量为 N0,一定时间间隔 后为 N1,这样可以得到当前时刻与前一时刻种群数量的比值,即种 群增长的倍数λ(λ= N1/N0 = N2/N1 = …),那么 t 个时间间隔后该种群 的数量是多少?
学生思考讨论后得出公式:Nt = N0 λt。
教师将实验数据加以归纳和抽象,提升到从理论上建立种群增长 的数学模型的高度(科学思维)。
案例 4 评析 有些实验活动如需要较长的时间,可以采用课内外 结合的方式开展。教师要对学生的活动提出明确的要求,教会学生科 学地观察和记录。在科学研究中,构建数学模型是一种解决实际问 题、探索客观规律的有效途径。引导学生构建数学模型,有利于培养 透过事物现象揭示其本质特性的洞察力以及简约严密的思维品质,体 验由具体到抽象的思维模式转化。
案例 5 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
高中生物学课程中的一部分实验属于验证性实验。验证性实验有助 于学生理解生物学重要概念、获得相应的实验技能。在精心规划和设计 下,这类活动中还可融入探究成分,以发展学生的科学思维和探究能力。
例如,“检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质”实验可参考如 下设计。
1. 在实验材料的选取上预留出探究空间
课前,教师为每组学生准备梨、花生、大豆三类典型的实验材 料,提供规范的操作方法;此外,还可为全班准备面粉、番茄、马铃 薯、小白菜、甘蓝叶、甘蔗汁、葡萄糖溶液、食用油等当地易获取的 材料,为部分学生自主选择实验材料尝试探究提供可能。
2. 重视对实验设计的分析,引导科学探究
学生按照实验操作检测发现梨中有还原糖,花生含脂肪,大豆含 蛋白质。教师引导学生思考:在实验中为什么选择梨、花生、大豆作 为典型的实验材料?能否有替代品?如果使用其他材料进行实验,结 果又会如何呢?
3. 围绕实验结果展开讨论,发展科学思维
在讨论中引导学生思考:生物组织中是否只含有一种物质,比如 梨中是否只含有还原糖?有没有蛋白质?能否用梨来检测蛋白质?能 否检测花生中的还原糖、大豆里的脂肪呢?
案例 5 评析 验证性实验通常有明确的实验步骤和预期结果,实 验中学生往往会不假思索,按部就班地进行操作,得到预期结果便算 完成了任务。本案例在验证性实验的基础上,为学生提供了更为丰富 的实验材料,使原本的验证性实验具有了一定的探索空间。在实验 中,教师注重了激发学生主动思考和探究的积极性,使其对实验原 理、材料选择以及操作要求等有更深刻的理解。这种设计安排,在加 强学生动手技能、养成实验室工作习惯、强化生物学概念的同时,也 培养了学生的科学思维和科学探究能力。
案例 6 核心素养的评价案例
每年 7 月至 10 月,在加拿大、美国阿拉斯加和挪威等地可观赏到 三文鱼洄游的奇观。临近产卵期的三文鱼浩浩荡荡地逆流而上,跃过 小瀑布和小堤坝,历经艰辛回到出生地产卵,随即结束自己的生命。
而孵出的小鱼苗将顺流而下回到海洋,通常 3 至 5 年长大成熟。据统 计,野生三文鱼数量在过去 30 年内已减少 2/3。仅在 1994 年至 1999 年间,北美河流的三文鱼年穿行量就从大约 20 万尾下降到 8 万尾。自 20 世纪 60 年代开始的肆无忌惮的商业捕捞是三文鱼濒临生存警戒线 的根本原因。
2015年11月,美国食品药品监督管理局在经过5年食用安全性和 3年环境安全性的评估后,批准了转基因三文鱼上市。该转基因三文鱼 是在大西洋三文鱼的基因组中导入了两个基因,其中一个是奇努克三 文鱼的生长激素基因,从而改变了大西洋三文鱼原有的生长激素调节 方式。这些转基因三文鱼经进一步实验处理成为三倍体雌鱼。经过基 因修饰后的大西洋三文鱼生长迅速,仅需18个月便能生长到成年体型。
问:
(1)三文鱼是深受人们喜爱的鱼类,其竭尽生命产卵的景象辉煌 而悲壮。人类可以采取哪些措施保护野生三文鱼资源?
(2)对转基因生物释放到自然界中的担忧之一是:转基因生物中 含有的目的基因可能会通过有性生殖扩散到野生种群的基因库中,从 而对遗传多样性造成影响。你认为本例中的转基因三文鱼是否会发生 此种情况?为什么 ?
(3)你认为培育转基因三文鱼的优势是什么?
(3)你认为培育转基因三文鱼的优势是什么?