师生共读创设情境提升生物学学科核心素养

董卅姝 成立曼

摘要 阐述教师通过多渠道阅读生物学最新研究，选择合适的素材整合利用在生物课堂上，创设情境，帮助学生理解和应用生物学知识，提升学生的科学研究能力，达到根据专业文献尝试编写高考模拟试题的水平，并最终能够对最新的生物学研究进展进行自我评价，提高学生的生物学学科核心素養。

关键词 情境教学 核心素养 期刊阅读

中图分类号G633. 91

文献标志码B

建构主义学习理论强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者、引导者。教师要转变自身角色，进行以学为主的教学设计，为学生创设一个积极的学习环境，激发学生的学习动机。

纵观近年来的北京生物学高考题，题目基本都是根据较新的生物学研究成果创设情境，考查学生对知识的理解和应用以及分析能力，体现了课程标准中“提高学生科学素养”的理念，明确了生物学教学的目的。同时，高三年级的复习课知识量巨大，题目练习多，学生容易陷入单纯地复习知识和做题的枯燥圈子中。

笔者尝试在复习课上引入真实的生物学事件和近期生物科学领域的新发展和动向，让学生联系所学的生物学知识进行分析讨论，体会生物学知识在现实生活中的应用以及生物科技的新发展。本研究中的“师生共读”并不是教师和学生一起阅读一篇文章的过程，而是前期教师要进行大量工作，阅读多篇文章进行筛选，寻找适应学生当时认知层次和能力的内容，再在课堂上通过多种方式呈现给学生进行讨论或研究。“师生共读”提高了学生上课的积极性，既复习巩固了基础知识，又提高了学生的生物学学科核心素养。笔者以高三复习课为例，通过“师生共读”模式，进行三段式情境化教学。

1 阅读新闻及科普文章，成为“社会性科学议题”参与者

1.1 由新闻引发社会热点讨论，参与承担社会责任

曾经“魏则西事件”震惊全国，各种媒体也报道过夺取他生命的滑膜肉瘤和欺骗他进行治疗的医院所宣传的“免疫疗法”。因此，在复习“免疫调节”这部分内容时，笔者引入科普文章“免疫疗法，你需要知道的真相”，结合新闻报道让学生分析“免疫疗法”的原理及其合理性。经过研究和讨论，学生发现“免疫疗法”本身是有一定科学性的，只是现在依然处于实验阶段无法临床推广。

本节课在知识维度上复习了免疫调节和相应的细胞工程的内容，促进学生参与社会热点讨论，使学生体验到了学习生物学所带来的现实收获，加强了学生的生命观念，强化了学生的社会责任。

1.2 读科技前沿文章，紧跟科学探索脚步

根据“最近发展区”的原理，教师选择了稍高于学生自身层次的与教学内容联系紧密的文字材料，把材料信息融入在课堂教学中。笔者发现某杂志中的一篇文章“用DNA存储视频”的内容与将要复习的“基因的表达”这部分契合。于是，修改文章，使学生更易理解内容，同时寻找背景材料及视频，在课堂上创设了一个以学生已知的遗传学理论“DNA存储遗传信息”为基础，把DNA当作存储介质制造生物硬盘的未来情境。

教学过程中，教师提出科学家把视频储存在DNA中时，学生十分惊讶，迅速进入情境发表自己的观点。通过教师的引导，学生根据自己所具备的基础知识明确了此技术所应用的原理。该原理借鉴了DNA编码遗传信息再通过转录、翻译读取信息表达的过程。学生既惊叹于科技的发展，也产生了自己的思考。当教师提出DNA存储成本高，与现代存储方式相比不划算时，学生马上提出要有前瞻性，要看到未来的发展。这说明学生不仅停留在知识层面的复习也提升了生物学核心素养。

此情境的创设为“基因的表达复习”做了良好的开端，巩固了基因传递和表达信息的原理。之后在练习高考题目时，学生能在题目创设的情境下迅速找到情境框架下的知识主体，顺利作答。

1.3 关注诺奖，与科学家近距离接触

“免疫调节”复习课中，“癌细胞的逃逸”这篇阅读文献是笔者参考了很多篇相关科技文献之后按照学生的知识水平和思维能力重新编写的。这一环节更是与2018年诺贝尔生理学或医学奖获得者——美国免疫学家詹姆斯·艾利森和日本生物学家本庶佑的相关研究紧密相关。在教师的引导下，学生阅读文献后，进行癌症治疗的实验设计，最终与2018年诺贝尔生理学或医学奖的思路不谋而合，使学生在亲身参与的基础上深刻感受到生物学对科技发展的影响。教师展示免疫治疗成功的实例和我国近期批准相关抗癌药物上市的新闻，使学生更加有了切身的体会，体验到了知识的价值，培养了学生的生命观念和社会责任。

2 研读专业文献，化身高考出题者

经过一轮复习和第一次模拟考试，学生基本掌握了高考题的出题规律。为了锻炼学生的思维能力和开拓他们的视野，笔者从专业科技期刊上选取了《分泌性卷曲相关蛋白5表达上调对小鼠肝脏糖代谢的影响》和《SA浸种对盐胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响》这两篇文献的。两篇文献内容分别涉及动物和植物的生命活动调节，也包括生物技术的知识，实验结果的呈现方式多样，但难度不高，学生稍加思考可以理解。笔者要求学生阅读文献后，仿照高考题编题。

学生积极性很高，但由于缺乏经验，阅读第一篇文献的时间较长，某些学生很难完全看懂。但有一部分学生能够大致理解文章，编写出了质量较高的题目。以下为一位学生根据第一篇文献所出题目：

已知Ⅱ型糖尿病是糖尿病的主要类型，是一种由多遗传因素及环境因素相互作用且共同参与发病的多基因复杂疾病。胰岛素抵抗是重要的病理生理机制，胰岛素抵抗表现为机体对胰岛素敏感性降低。

（1）胰岛素是由____________分泌的激素，其能 ________ 人体对糖类物质的_______。胰岛素与胰高血糖素为

作用。分泌性卷曲相关蛋白5 （SFRP5）与糖尿病密切相关，具有抗糖尿病作用。糖尿病患者的的血清SFRP5与正常人血清相比____，相关研究发现，在SFRP5缺陷型小鼠中，高热量饮食导致葡萄糖不耐受加重，而在糖尿病小鼠中注射______ 可改善葡萄糖耐受。

（2）为进一步研究SFRP5表达量对Ⅱ型糖尿病的影响，实验人员做了如下实验。研究人员选用SFRP5过量表达的小鼠和正常小鼠进行试验。

①研究人员为获取SFRP5过量表达小鼠，对正常小鼠进行处理。处理后实验人员为检测是否处理成功，检测了SFRP5的mRNA及蛋白质相对表达水平（图1）。结果显示________，处理成功。

②PEPCK和G6Pase是肝脏糖异生途径的关键基因，研究人员对其表达量进行了研究，将其分为普通喂食组和高脂喂食组，在其余条件相同的情况下喂食12周。研究人员得到了图2数据，可从图得出______________________________。研究人员进一步研究发现其蛋白质的表达量与mRNA表达量变化趋势一致。

（3）高脂喂养下，研究人员发现SFRP5过量表达组中的胰岛素受体磷酸化水平明显升高，导致受体障碍。①进一步发现Wnt5a激活了磷酸化。据此研究人员认为高脂饮食小鼠发生Ⅱ型糖尿病的原因为

②据此你认为有何治疗手段______________________。

答案：

（l）胰岛B细胞促进吸收、利用、储存拮抗低SFRP5

（2）①Ad-SFRP5组中SFRP5的mRNA及蛋白质相对表达水平较Ad-gFP组显著升高

②普食喂养组中，Ad-CFP组与Ad-SFRP5组中PEPCK和G6Pase的mRNA水平无明显变化：高喂养组，水平显著降低

（3）①高脂饮食组中Wnt5a表达增加，激活了胰岛素受体磷酸化，导致受体障碍，产生胰岛素抵抗，进而产生Ⅱ型糖尿病

②使用降低磷酸化的药物

笔者把编写较好的试题发给全体学生练习，在文献较难理解部分带领学生分析，引导学生分析、讨论试题，总结其科学性和不合理之处。

第二次文献阅读时，学生在阅读和出题方面有了很大的进步，能准确把握涉及到的知识点。有多位学生编写的题目都十分精彩，以下是一位学生根据第二篇文献编写的题目：

盐碱地在我国面积十分广泛，并伴随着人口增长、化肥使用不当等不利因素的影响日益加重，严重影响我国农业发展。研究人员发现SA（水杨酸）对盐胁迫下小麦幼苗生长具有影响，为改善目前状况，做了如下研究。

（1）研究人员选用盐敏感品种鲁麦15作为材料，分别在物质量浓度为100 mmoL/L的NaCl高盐溶液和正常环境下培养，高盐环境下为实验组，正常环境下为对照组。

①SA作为植物激素，是植物体内的一

。

②研究人员发现在相同时间培养下实验组幼苗高度____对照组幼苗高度，进而发现物质量浓度为100 mmoL/L的NaCl溶液____小麦生长。

③实验人员为研究不同浓度SA浸种对幼苗干重的影响，利用物质量浓度为0.1、0.2和0.3 mmol/L的SA溶液对小麦种子进行浸种预处理12 h。之后分组萌发得到了如图3所示的结果，发现____SA浓度效果最好。

（2） MDA是植物在高盐环境胁迫下膜脂过氧化的产物，其含量可反映植物在高盐环境下受伤程度，实验人员选用小麦叶片进行研究，研究人员从图4得出_____________________，说明SA能显著缓解NaCl胁迫对小麦的伤害。

（3）①酶____是蛋白质，酶的特点____、____、____.

②SOD、CAT和POD是植物体内重要的活性氧清除酶。图5可知，高盐环境下，小麦叶片中SOD、CAT和POD活性都显著_______________，而SA组____

。

（4）在高盐环境下，植物体内活性氧会不断积累，导致膜脂过氧化，损坏膜结构。SOD、CAT和POD能共同清除植物体内积累的活性氧。进而研究人员认为SA的作用机理为______________.

（5）为了使大量的盐碱地利用起来。除了用一定浓度的SA浸种外，请你结合所学知识提出一个新的治理思路________。

答案：

（1）①信号分子②低于抑制③0.2mmol/L

（2）盐环境使小麦叶片中的MDA含量显著升高，SA组与高盐组相比其含量显著下降

（3）①绝大部分 高效专一条件温和

②降低显著提高了高盐环境下小麦叶片中SOD、CAT和POD的活性

（4） SA显著提高了SOD、CAT和POD的活性，清除了植物体内积累的活性氧，减轻了膜脂过氧化，保护膜结构，使得MDA含量明显降低，提高耐盐性

（5）给植物充足的水分：提高活性氧清除酶活性（合理即给分）

3 进阶共读，成为主动评价者

做完自编题目，笔者再次带领全体学生研究此篇专业文献进行分析理解。学生此时主动对题目做出评价，指出试题编写中的问题以及精彩之处。这表明学生通过之前的阅读科普文章进阶到科技文献，他们的生物学研究的专业素养已经有所提高，科学思维、科学探究得到了充足的发展。

在“免疫調节”二轮复习中，学生了解到我国批准引进宫颈癌疫苗，网上也有了各种不同的争论，引起了学生的关注。学生找到一篇介绍宫颈癌的发病原理的科普文章，同时结合做过的一道背景材料就是“HPV疫苗”的高考原题，主动复习了有关“细胞癌变”和“免疫调节”的知识，并总结出宫颈癌疫苗的原理及效果。最后，师生对HPV疫苗的使用达成共识：相信科学，HPV疫苗的接种十分有必要。学生从被动地接受科普到主动寻找研读科普文章解决社会问题，他们作为评价者去参与并评价有关生物学的社会热点问题，运用自己的知识去解释，表明学生的生命观念和社会责任有了阶段性提高。

整个高三复习阶段，“师生共读”的活动内容和形式会随着学生认知水平和能力的提高而有所改变，以提高学生生物学学生核心素养为基准，达到生物学教学的真正目的。由简单的新闻到一般难度的科普文章到终极的专业文献，学生逐步增强阅读和思考问题的能力;由单纯的题目训练到阅读文献主动出题，学生的科学思维和科学探究素养以及解题能力也在逐步提高。教师在课堂上进行多种情境化教学，学生才能在做题过程中去情境化，迅速抓到问题的主干作出正确解答。通过情境化学习，学生能够关注相关理论和技术方面的研究进展，关注当年诺贝尔奖与所学生物学知识的关系，关注其研究成果在实践中的应用，感受科技发展为人类的生活做出极大的贡献。

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