高中生物教学中核心素养的培养

发展学生的核心素养，是学生在接受相应学校的教育过程中逐步养成起来的，适应个人终身发展与社会发展的人格品质和关键能力。生物学核心素养，是学生通过学习生物学知识和技能，思想与方法而习得的重要观念、关键能力与必备品格。本文以DNA双螺旋结构模型的构建过程一节的教学为例，简述如何在生物教学中培养学生的核心素养。

一、培养学生善于借鉴他人研究成果及合作交流的能力

习近平总书记在2019年6月15日的亚信杜尚别峰会上说：“封闭的空间只会四处碰壁，开放的道路才会越走越宽。”同样在科学研究中，我们要善于利用他人的研究成果和经验，要善于与他人沟通和交流。沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的过程中，用到了科学界已有的知识，即DNA的基本组成单位是四种脱氧核苷酸;利用了威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱;听取了化学家的意见;最后借鉴了查哥夫的碱基互补配对方式。最终构建出正确的DNA双螺旋结构模型。牛顿的一句话现在我们经常提及：如果我看的更远一点的话是因为我站在巨人的肩膀上。可见，善于借鉴是个人成功的必备素养。闪光的思想是在交流与撞击中获得的。

追溯过往我们更可发现每一次科学研究的成功并非巧合，而善于共同合作交流则是必备的要素。良好的合作习惯有助于研究的顺利进行，是科学发现的关键。教学中要引导学生学会交流与倾听，以正确的方法和态度说清自己的见解、听懂别人的发言、思考问题的结论。对一些不擅于表达的学生要鼓励;比较强势的孩子，教育他要尊重别人的劳动成果。当然，合作交流是建立在独自思考的基础之上，学生首先要进行自主探究，对合作的问题产生深层次的认识，才能在合作交流中说出自己的独特见解，进行比较和筛选，进而获得最终的结论。

二、培养学生多学科知识综合运用的能力

沃森和克里克获得成功并非偶然，多学科知识的背景是科学发现的前提。在研究DNA分子结构时他们依次用到了（1）分子生物学，化学知识— DNA分子由含四种含氮碱基的脱氧核苷酸组成（2）物理学知识—威尔金斯和富兰克林提供的DNA 的X射线衍射图谱（3）生物化学、数学的知识—鲍森揭示生物大分子结构，即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（4）化学及数学计算的知识—查哥夫提供的DNA分子中嘌呤碱基数总是等于嘧啶碱基数。随着科学的发展，学科间的

交叉和综合越来越多，学科之间的界限越来越不明显。“边缘学科”即代表了一个新名词，也说明了学科间的相互联系。现代许多生物科学成果的取得都是多学科交叉运用的结果，反过来多学科的交叉运用又促进生物学科的发展。这就要求我们在科学研究中不但善于借鉴他人的成果和经验，还要具备相关学科的基础知识，并能在生物学研究中将相关学科的知识融会贯通、灵活运用。所以在平时的学习中，我们应该各个学科知识都要认真学习，练习跨学科知识综合运用，为以后的学习和研究打下扎实的基础。

三、培养学生科学的研究方法—模型构建法

生物学研究方法有许多种，但每一种生物科学知识的研究方法并不是千篇一律的，科学的研究方法是我们通向成功之门的重要保障。下面我们就以沃森和克立克DNA双螺旋结构构建过程为例来讲述模型构建法。沃森和克里克根据当时科学界对DNA的认识和威尔金斯与富兰克林提供的DNA衍射图谱，最初尝试构建了多种DNA 的双螺旋模型和三螺旋结构模型，且碱基位于外部。很快被否定;随后又构建了碱基排在内部的双螺旋结构，但相同碱基配对。这一点被化学家指出违反化学规律。就在他们困惑不前时，查哥夫提供一个重要信息，在DNA中，嘌呤数总是等于嘧啶数，沃森和克里克顿时兴奋起来，他们改变了碱基配对方式，终于获得了成功。

模型构建法，是自然科学研究中常用的一种方法。当研究对象难以直接操作或研究时，可以考虑模型构建法。该方法用模型来模拟研究对象，被模拟的研究对象称作原型。模型的构建是否正确，需要与原型的比较来确证。沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型最终被认可，就是因为这一模型与原型—DNA结晶的衍射图谱相符，并能解释DNA作为遗传物质所具备的功能。模型构建可以帮助人们透过现象忽略次要因素，从本质认识和处理问题。建立模型还可以显示复杂事物及过程，帮助人们研究不易，甚至到无法观察到的现象。从而使抽象的事物具体化、直观化和简单化。因此掌握模型构建法是我们生物科学研究的一种必备素养。

四、培养学生理性思维的核心素养

理性思维指的是尊重事实、崇尚事实求是的求知态度，是能够运用科学的思维方式认识事物，提出并解决问题的思维习惯和能力。在构建DNA双螺旋结构模型的过程中，沃森和克里克先是提出DNA究竟有什么样的结构才使其具备遗传物质的功能问题，然后根据已有的素材构建模型，随后用科学事实来检验构建的模型。如此反复，直到获得正确的结论。通过本节内容的学习教师应注重培养学生理性思维素养，学会结构与功能，假说与验证，演绎与推理，模型与实物等之间辩证关系的理

性思维方式。正如布鲁纳所说：科学研究过程是一种提出问题和解释问题的持续不断的活动，思维永远是问题的开始。在课堂教学过程中，教师要精心设计问题，活化学生的思维，激发学生理性思维的动力，促进学生理性思维的发展。

五、培养学生的高阶思维能力

高阶能力集中体现信息技术时代对人才培养的新需求，是未来公民应具备的最核心、最关键的能力，主要包括创新能力、解决实际问题的能力和批判性思维的能力。沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型时，善于借鉴、勇于创新、勤于动手而又尊重科学，历经多次的试错、纠正才最终获得成功。可见生物科学研究离不开创造性思维、离不开灵感和想象。创新是一个民族的灵魂，没有创新就没有进步，没有国家的发达。在教学中我们应实现角色的转变，应积极的创设情境，诱发学生的动机，鼓励学生展开想象，积极创作，充分释放学生的潜能。正所謂：海阔凭鱼跃，天高任鸟飞。当然，最终我们还要引导学生以事实为依据，以科学实践来检验研究的成果。

六、培养学生持之以恒，锲而不舍的精神

毛泽东说过：贵有恒，何必三更起五更眠，最无益，只怕一日曝十日寒。纵观沃森和克里克DNA双螺旋结构模型的构建过程并不是一帆风顺的，他们历经了多次尝试、失败，再尝试、再失败-----如此反复。试设想，如果他们被其中任何一次的失败所击垮，就不可能获取成功。持之以恒，锲而不舍的精神不仅是科学研究所必须的，同样是我们做任何事情所必须的。所以，在今后的学习和工作中我们树立理想，确立目标后一定要脚踏实地的认真践行这种精神，否则将一事无成。

当然，在本节教学中还应以北京中关村DNA模型为例加强对学生的美学教育，激发学生学习生物学的兴趣，倡导健康的生活方式，增强学生的社会责任感和家国情怀，同时提高学生实践能力。