
升为⼀名⼈民教师,应该要对新课程的了解,与教案的报备,提前准备。下⾯是由店铺编辑为⼤家整理的“2022年⽣物新课程解读全新解读”,仅供参考,欢迎⼤家阅读本⽂。
2022年⽣物新课程解读全新解读
教育部今天召开发布会,介绍了义务教育课程⽅案和课程标准修订情况。
据介绍,现⾏《义务教育课程设置实验⽅案》和各课程标准,在引导和推动教育教学改⾰⽅⾯发挥了重要作⽤,但也存在⼀些与新形势新要求不相适应的地⽅。
例如,学段纵向有机衔接不够,课程标准缺乏对“学到什么程度”的具体规定,教师把握教学的深度与⼴度缺少科学依据,课程实施要求不够明确等,必须有针对性地解决这些问题。
同时,现⾏义务教育课程⽅案和课程标准已分别实施了20年和10年以上,根据课程改⾰⾃⾝规律性要求,有必要进⾏进⼀步的修订完善。
新修订的《义务教育课程设置实验⽅案》对课程⽅案、课程标准等内容均作了调整。
关于课程⽅案。
⼀是完善了培养⽬标。
全⾯落实总关于培养担当民族复兴⼤任时代新⼈的要求,结合义务教育性质及课程定位,从有理想、有本领、有担当三个⽅⾯,明确义务教育阶段时代新⼈培养的具体要求。
⼆是优化了课程设置。
整合⼩学原品德与⽣活、品德与社会和初中原思想品德为“道德与法治”,进⾏九年⼀体化设计;改⾰艺术课程设置,⼀⾄七年级以⾳乐、美术为主线,融⼊舞蹈、戏剧、影视等内容,⼋⾄九年级分项选择开设;科学、综合实践活动开设起始年级提前⾄⼀年级;落实要求,将劳动、信息科技及其所占课时从综合实践活动课程中独⽴出来。
三是细化了实施要求。
增加课程标准编制与教材编写基本要求;明确省级教育⾏政部门和学校课程实施职责、制度规范,以及教学改⾰⽅向和评价改⾰重点,对培训、教科研提出了具体要求;健全实施机制,强化监测与督导要求。
关于课程标准。
⼀是各课程标准基于义务教育培养⽬标,将党的教育⽅针具体化细化为本课程应着⼒培养的学⽣核⼼素养,体现正确价值观、必备品格和关键能⼒的培养要求。例如,道德与法治课程明确了政治认同、道德修养、法治观念、健全⼈格、责任意识等培养要求。
⼆是优化了课程内容结构。
基于核⼼素养要求,遴选重要观念、主题内容和基础知识技能,精选、设计课程内容,优化组织形式。涉及同⼀内容主题的不同学科间,根据各⾃的性质和育⼈价值,做好整体规划与分⼯协调。设⽴跨学科主题学习活动,加强学科间相互关联,带动课程综合化实施,强化实践要求。
三是研制了学业质量标准。
依据核⼼素养发展⽔平,结合课程内容,整体刻画不同学段学⽣学业成就的具体表现,形成学业质量标准,引导和帮助教师把握教学深度与⼴度,为教材编写、教学实施、考试评价等提供依据。
四是增强了指导性。
各课程标准针对“内容要求”提出“学业要求”“教学提⽰”,细化了评价与考试命题建议,注重实现教、学、考的⼀致性,增加了教学、评价案例,不仅明确了“为什么教”“教什么”“教到什么程度”,⽽且强化了“怎么教”的具体指导,做到好⽤、管⽤。
五是加强了学段衔接。
注重“幼⼩衔接”,基于对学⽣在健康、语⾔、社会、科学、艺术领域发展⽔平的评估,合理设计⼩学⼀⾄⼆年级课程,注重活动化、游戏化、⽣活化的学习设计。依据学⽣从⼩学到初中在认知、情感、社会性等⽅⾯的发展变化,把握课程深度、⼴度的变化,体现学习⽬标的连续性和进阶性。了解⾼中阶段学⽣特点和学科特点,为学⽣进⼀步学习做好准备。
⼀、课程性质
⽣物学是⾃然科学中的⼀门基础学科,是研究⽣命现象和⽣命活动规律的科学,其研究对象是具有⾼度复杂性、多样性和统⼀性的⽣物界。⽣物学是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。⽣物学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程,形成了结论丰富的知识体系,以及⼈类认识⾃然现象和规律的⼀些特有的思维⽅式和探究⽅法。当今,⽣物学在微观和宏观两个⽅向的发展都⾮常迅速,并且与信息技术和⼯程技术的结合⽇益紧密,在⼈类健康与疾病防治、粮⾷和⾷品安全、⽣态环境保护等⽅⾯产⽣越来越⼤的影响。
义务教育⽣物学课程注重探究和实践,以丰富的⽣物学知识为载体,通过多种教学活动展现⼈们认识⾃然现象和规律的思维⽅式及探究过程,反映⾃然科学的本质。学习⽣物学课程有利于学⽣养成科学思维的习惯,形成积极的科学态度,学会学习,提升科学素养,对学⽣的健康⽣活、终⾝发展具有重要意义。
⼆、课程理念
1.核⼼素养为宗旨
义务教育⽣物学课程以新时代中国特⾊社会主义思想为指导,贯彻党的教育⽅针,落实⽴德树⼈根本任务,充分发挥学科育⼈价值。本课程着眼于学⽣适应未来社会发展和个⼈⽣活的需要,⽴⾜于坚实的⽣物学科内容基础,密切结合中国学⽣发展核⼼素养研究等教育领域新成果,融⼊社会主义核⼼价值观的基本内容和要求,发展学⽣核⼼素养。
2.课程设计重衔接
课程设计积极吸纳科学教育和学习科学的研究成果,充分利⽤我国⽣物学教育教学实践的有效经验,使初中阶段的⽣物学学习与⼩学和⾼中阶段的学习能够有效衔接、循序渐进、连贯⼀致,引导学⽣逐步深⼊地认识⽣物学的科学本质和重要思想观念。
3.学习主题为框架
依据⽣物学的特点、社会发展对⼈才的需求和学⽣发展的需要,⽣物学课程以学习主题为单位构建课程内容体系。每个主题包含若⼲⽣物学重要概念,同时融⼊⽣物学的思想观念、研究过程和⽅法。此外,设置“⽣物学与社会·跨学科实践”学习主题,引导学⽣综合运⽤⽣物学、化学、物理、地理、数学等学科的相关知识和⽅法,尝试分析和解决实际问题。
4.内容聚焦⼤概念
⽣物学课程的设计和实施追求“少⽽精”的原则,优化课程内容体系,提炼⼤概念,精选学习内容,突出重点,切合初中学⽣的认知特点,明确学习要求,⼒求学⽣有相对充裕的时间主动学习,让学⽣能够深刻理解和应⽤重要的⽣物学概念,发展核⼼素养。
5.教学过程重实践
⽣物学课程⾼度关注学⽣学习过程中的实践经历,强调学⽣的学习过程是主动参与的过程,选择恰当的真实情境,设计学习任务,让学⽣积极参与动⼿和动脑的活动。通过实验、探究类学习活动或跨学科实践活动,使学⽣加深对⽣物学概念的理解,提升应⽤知识的能⼒,激发探究⽣命奥秘的兴趣,进⽽能⽤科学的观点、知识、思路和⽅法探讨或解决现实⽣活中的某些问题,从⽽引领教与学⽅式的变⾰。
6.学业评价促发展
⽣物学课程重视以评价促进学⽣的学习与发展,重视评价的诊断、激励和促进作⽤。开展学业评价要⾼度关注⽣物学科的特点,将评价重点放在学⽣的学习活动上,特别要注重对探究和实践过程的评价,致⼒于创建⼀个主体多元、⽅法多样、既关注学业成就⼜重视个体进步和多⽅⾯发展的⽣物学学业评价体系。提倡在评价中关注学⽣的个体差异和发展需求,帮助学⽣认识⾃我、建⽴⾃信,改进学习⽅式,促进其核⼼素养的形成。
三、课程⽬标
⽣物学课程围绕核⼼素养,体现课程性质,反映课程理念,确⽴课程⽬标。
(⼀)核⼼素养内涵
⽣物学课程要培养的核⼼素养,主要是指学⽣通过本课程学习⽽逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能⼒,是⽣物学课程育⼈价值的集中体现,主要包括⽣命观念、科学思维、探究实践、态度责任。
1.⽣命观念
⽣命观念是从⽣物学视⾓,对⽣命的物质和结构基础、⽣命活动的过程和规律、⽣物界的组成和发展变化、⽣物与环境关系等⽅⾯的总体认识和基本观点,是⽣物学概念、原理、规律的提炼和升华,是理解或解释⽣物学相关现象、分析和解决⽣物学实际问题的意识和思想⽅法。⽣命观念主要包括⽣物学的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、⽣态观等。
⽣命观念对认识⽣命世界具有指导作⽤,是科学⾃然观和世界观的有机组成和重要基础。
2.科学思维
科学思维是指在认识事物、解决实际问题的过程中,尊重事实证据,崇尚严谨求实,基于证据和逻辑,运⽤⽐较、分类、归纳、演绎、分析、综合、建模等⽅法,进⾏独⽴思考和判断,多⾓度、辩证地分析问题,对既有观点和结论进⾏批判审视、质疑包容,乃⾄提出创造性见解的能⼒与品格。
发展科学思维是培育学⽣理性思维、批判质疑、勇于探究等科学精神的重要途径。
3.探究实践
探究实践是源于对⾃然界的好奇⼼、求知欲和现实需求,解决真实情境中的问题或完成实践项⽬的能⼒与品格。探究实践活动主要包括科学探究和跨学科实践。主要环节有:发现问题或提出任务,制订⽅案,实施⽅案,获得证据或形成初步产品,分析证据或改进设计,得出结论或物化成果,进⾏表达、交流或展⽰等。
科学探究是学习⽣物学的重要⽅式,跨学科实践是扩展视野、增强本领的重要途径,探究实践是创新型⼈才的重要标志。
4.态度责任
态度责任是指在科学态度、健康意识和社会责任等⽅⾯的⾃我要求和责任担当。其中,科学态度是指乐于探索⾃然界的奥秘,具有严谨求实、勇于质疑、理性包容的⼼理倾向;健康意识是指在掌握⼈体⽣理和卫⽣保健知识的基础上,关注⾝体内外各种因素对健康的影响,形成健康⽣活的态度和⾏为习惯;社会责任是指基于对⽣物学的认识及对科学、技术、社会、环境相互关系的理解,参与个⼈和社会事务的讨论,作出理性解释和判断,解决⽣产⽣活问题的责任担当和能⼒。
态度责任关系到知识和能⼒的正确运⽤,是⽣物学课程育⼈价值的重要体现。
(⼆)⽬标要求
学⽣通过本课程的学习,应该达到以下⽬标。
1.掌握⽣物学基础知识,形成基本的⽣命观念
获得⽣物体的结构层次、⽣物的多样性、⽣物与环境、植物的⽣活、⼈体⽣理与健康、遗传与进化等⽅⾯的基础知识;初步形成⽣物学的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、⽣态观等⽣命观念;能够应⽤⽣命观念探讨和阐释⽣命现象及规律,认识⽣物界的多样性和统⼀性,认识⽣物界的发展变化,认识⼈与⾃然的关系等,初步形成科学的⾃然观和世界观;能够应⽤⽣命观念分析⽣活中遇到的⼀些与⽣物学相关的实际问题。
2.初步掌握科学思维⽅法,具备⼀定的科学思维习惯和能⼒
尊重事实证据,能够运⽤⽐较和分类、归纳和演绎、抽象和概括、分析和综合等思维⽅法认识事物,解决实际问题,初步形成基于证据和逻辑的思维习惯;能够进⾏独⽴思考和判断,多⾓度、辩证地分析问题,提出⾃⼰的见解;能够对他⼈的观点进⾏审视评判、质疑包容;能够运⽤科学思维,探讨真实情境中的⽣物学问题,参与社会性科学议题的讨论。
3.初步具有科学探究和跨学科实践能⼒,能够分析解决真实情境中的⽣物学问题
能够从⽣物学现象中发现和提出问题、收集和分析证据、得出结论。综合运⽤⽣物学和其他学科的知识、⽅法与实验操作技能,采⽤⼯程技术⼿段,通过设计、制作和改进,形成物化成果,将解决问题的想法或创意付诸实践,逐步形成团队合作意识、坚持不懈的探索精神、实践创新意识、审美意识和创意实现能⼒。
4.初步确⽴严谨求实的科学态度,乐于探索⽣命的奥秘
初步理解科学的本质,能以科学态度进⾏科学探究;⾯对各种媒体上的⽣物学信息或社会性科学议题,做到不迷信权威,不盲从他⼈,能对⾃⼰或他⼈的观点进⾏理性审视,尊重他⼈的观点;乐于探索⾃然界的奥秘,关注⽣物科学和⽣物技术的新进展及其对个⼈和社会发展的促进作⽤。
5.树⽴健康意识和社会责任感,能够强⾝健体和服务社会
关注⾝体内外各种因素对健康的影响,在饮⾷作息、体育锻炼、疾病预防等⽅⾯形成健康⽣活的态度和⾏为习惯;能够基于⽣命观念和科学思维,破除封建迷信,反对伪科学;理解科学、技术、社会、环境的相互关系,参与社会性科学议题的讨论;初步形成⽣态⽂明观念,践⾏“绿⽔青⼭就是⾦⼭银⼭”的理念,积极参与环境保护实践,⽴志成为美丽中国的建设者;主动宣传关于⽣命安全与健康的观念和知识,成为健康中国的促进者和实践者。
四、课程内容
根据义务教育阶段的培养⽬标,综合考虑学⽣发展的需要、社会需求和⽣物学发展三个⽅⾯,以学科知识内在逻辑为主线,从微观到宏观、个体到群体、多样性到统⼀性等视⾓,系统构建课程结构。课程内容选取以下7个学习主题:“⽣物体的结构层次”“⽣物的多样性”“⽣物与环境”“植物的⽣活”“⼈体⽣理与健康”“遗传与进化”“⽣物学与社会·跨学科实践”。
从内容结构来看,“⽣物学与社会·跨学科实践”学习主题与其他6个学习主题构成了完整的课程内容体系,它们之间是相互融合的关系。在课时安排⽅⾯,这7个学习主题的总课时数应与课程⽅案相⼀致,前6个学习主题约占总课时数的90%,“⽣物学与社会·跨学科实践”学习主题约占总课时数的10%。
每个学习主题都包括内容要求、学业要求和教学提⽰。其中,内容要求部分以⼤概念、重要概念和次位概念的形式呈现相应的概念体系,有利于教师的教和学⽣的学;学业要求部分对学⽣学完相应主题的内容后在核⼼素养⽅⾯的表现提出具体要求;教学提⽰部分包括教学策略建议、情境素材建议和学习活动建议,这些内容对教师的教学具有指导性,在实际教学中教师还可以根据实际情况进⾏必要的拓展和补充。
五、学业质量(⼀)学业质量内涵
学业质量是学⽣在完成课程学习后的学业成就表现,反映核⼼素养要求。
学业质量标准是以核⼼素养为主要维度,结合课程内容,对学⽣学业成就具体表现特征的整体刻画。⽣物学课程学业质量标准是学业⽔平考试命题及评价的重要依据,同时对教学设计与实施、教材编写等具有⼀定的指导作⽤。
(⼆)学业质量描述
基于真实的⽣物学问题情境,描述⽣物学现象或与⽣物有关的特征,运⽤⽣物学的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、⽣态观等⽣命观念解释产⽣特定⽣物学现象的原因,分析⽣物学的发展趋势及对社会产⽣的影响,针对⽣物学相关议题进⾏科学论证与合理决策,并尝试探究⽣命活动过程、⼈体健康、⽣物与环境等⽅⾯的问题。在这⼀过程中,能够初步形成从不同⽣命观念的视⾓认识和分析⽣物学问题的意识;初步形成基于证据、逻辑分析和解决问题的科学思维⽅式;形成科学态度和健康意识,并具有⼀定的责任担当。
在与健康和疾病相关的问题情境中,识别⼈体结构,描述其发⽣的变化;根据⽣理指标等⽅⾯的检测结果,运⽤结构与功能观、⽣物与环境的关系等知识进⾏分析,推测产⽣特定病症的可能原因;从机体⽣理功能稳定、经济成本、社会伦理、环境保护等⽅⾯考虑,尝试提出可能的疾病预防或治疗⽅案;形成健康⽣活的态度和⾏为习惯,学会对⾃⼰的健康负责;鉴别与疾病治疗、营养健康有关的传⾔或伪科学,主动传播⽣命安全与健康⽣活的观念和知识。
在与⽣物资源开发和利⽤有关的问题情境中,如粮⾷⽣产、⽔资源保护、优良品种选育、⽣物材料应⽤等,运⽤光合作⽤、呼吸作⽤、蒸腾作⽤、⽣物进化等⽣物学概念,确定⽣物资源⽣产和应⽤过程中的关键因素;结合研究结果,运⽤物质与能量、进化与适应等⽣命观念,分析⽣物资源⽣产或应⽤等社会性科学议题中有待解决的问题,并作出合理的判断;认识到⽣物资源的开发与利⽤对于缓解⽣态压⼒、提⾼⼈类⽣活质量具有重要作⽤。
在与⽣物和环境有关的问题情境中,如环境污染治理、⽣物多样性保护、⽣物防治等,识别⽣态系统中的不同成分,分析其作⽤;运⽤进化与适应观和⽣态观分析⽣物在形态结构和⾏为等⽅⾯与环境相适应的特征;结合有关⽣态环境、⽣物多样性等⽅⾯的监测结果,分析环境污染、⽣物多样性变化等现象产⽣的原因;针对相关的⽣态学问题,从⽣物与环境的关系、⽣态可持续发展、经济效益等⽅⾯,尝试提出研究思路或可能的解决⽅案,积极参与环境保护实践,展现⽣态⽂明观念。
在与⽣物技术有关的问题情境中,如⼈体⽣理指标的智能监测产品、转基因技术、利⽤⼈造器官治疗疾病的新技术等,分析相应技术中所涉及的⽣物学原理;运⽤⽣物学、物理、化学、地理、数学、技术与⼯程学等多个学科的知识和思想⽅法进⾏分析,尝试提出⽣物技术产品的设计或改进⽅案;尝试从技术进步、个体⽣存、种群延续、⽣态安全、社会发展和伦理等⽅⾯辩证地分析⽣物技术的前景及应⽤中需要解决的问题。
六、课程实施包括教学建议、评价建议、教材编写建议、课程资源开发与利⽤、教学研究与教师培训。
⼀、总体变化
1.删除了“课程设计思路”,将部分内容整合进“课程性质”中。
2.课程内容:内容顺序、表现⽅式、具体要求都有变化。
3.增加“学业质量内涵”“学业质量描述”。
4.课程实施中增加“教学研究与教师培训”。
⼆、具体栏⽬内容的变化
(⼀)【课程性质】
1.针对⽣物学的影响,与2011版中宽泛的“影响社会、经济、⼈类⽣活”的介绍相⽐,具体阐明了⽣物学发展迅速,与信息技术和⼯程技术结合紧密,在⼈类健康与疾病防治、粮⾷与⾷品安全、⽣态环境保护等⽅⾯产⽣巨⼤影响。
2.明确指出⽣物学课程要注重探究和实践。
(⼆)【课程理念】
1.强调了⽣物学习要注重与⼩学阶段、⾼中阶段学习的衔接、连贯。
2.增加了“跨学科实践”的要求,要求学⽣能过综合运⽤数、理、化、⽣、地等学科知识去解决问题。
3.课程设计追求“少⽽精”的原则,从课程内容的整合中可以看出这⼀原则的体现。给学⽣以充裕的时间进⾏主动学习。
4.重点强调了“探究”“实践”在学习过程中的地位。
(三)【课程⽬标】
将课程⽬标进⼀步细化成两⼤⽅⾯:“核⼼素养内涵”和“⽬标要求”。2011版中重点阐述了能⼒⽬标⽅⾯的要求,⽽2022版除了⽬标能⼒⽅⾯的要求外,还对“核⼼素养”的具体内涵进⾏了阐述。
2022版从“⽣命观念”“科学思维”“探究实践”“态度责任”四个⽅⾯对“核⼼素养”的内涵作了具体描述。要求学⽣通过学习形成正确的价值观、品格和关键能⼒。
2022版,在⽬标要求中延续了对基础知识、学习能⼒、思维的要求,对2011版中有关“情感·态度·价值观”的要求,进⾏拆分和细化,重点要求学⽣初步具有跨学科实践的能⼒。对于“社会⽣活”⽅⾯的要求进⾏了具体的阐述,如不迷信权威、不盲从他⼈,能以科学的态度进⾏探究;关注⾝体内外各种因素对健康的影响;积极参与环境保护实践等,都从⼗分具体的⽅⾯作了阐述和要求。
(四)课程内容:由原来的10个⼀级主题改为7个学习主题:
每⼀主题分为[内容要求](本主题需要掌握的概念知识)、[学业要求](学⽣需要达到的核⼼素养具体要求)、[教学提⽰](从教学策略建议、情境素材建议、学习活动建议三个⽅⾯指导教师教学活动)。
[内容要求]除了内容顺序的调整外,还进⾏了内容的拆分合并:
(1)原“科学探究”内容,不再单独要求,在“⽣物体的结构层次”中体现。
(2)“动物的运动”与“健康的⽣活”移⾄“⼈体⽣理与健康”中,“动物的⾏为”相关内容在新课程标准中未有体现。
(3)原“⽣物的多样性”中的进化移⾄“遗传与进化”中。
(4)原“⽣物技术”内容移⾄“⽣物学与社会·跨学科实践”中。并提升了素养要求,由原来的“明确概念”“说明原理”变为能够将这些理论知识进⾏实际运⽤。
[学业要求]强调通过内容学习达到核⼼素养⽅⾯的提升。
教学提⽰]从“教学策略”“情境素材”“学习活动”三个⽅⾯对教师教学提出建议。
(五)【学业质量】
学业质量是学⽣完成课程学习后的最直观的成效表现,反映出核⼼素养的要求。从“真实的⽣物学问题情境”“与健康和疾病相关的问题情境”“与⽣物资源开发利⽤有关的问题情境”“与⽣物和环境相关的问题情境”“与⽣物技术有关的问题情境”⽅⾯具体描述了学⽣在完成课程学习后具体的成效表现。
(六)【课程实施】
1.教学建议⽅⾯
(1)与2011版相⽐,着重强调“教学⽬标应体现发展核⼼素养的要求”。
(2)在2011版“关注重要概念学习”的基础上,强调了“内容聚焦⼤概念”的内涵,通过对能解释较⼤范围的⽣物学现象的⼤概念的学习,引领学⽣主动构建概念,加强概念间的联系,使知识结构化。
(3)重视运⽤以探究为特点的教学策略,进⼀步扩⼤了原先“实验探究教学”的内涵,引导学⽣从真实情境中提出问题,主动获取证据,做出判断,重视探究活动报告的完成和交流。
(4)在原先“加强科学、技术、社会相互关系教育”的基础上,进⼀步提出了“现代信息技术与教学的深度融合”的概念,要求重视运⽤互联⽹技术、移动通信技术和⼈⼯智能等现代信息技术⼿段,促进学⽣个性化学习。
2.教学评价⽅⾯
(1)细化了评价内容,从“课堂评价”“作业评价”“单元评价”“跨学科实践活动评价”“期末评价”五个⽅⾯进⾏了要求。要求试题素材应有利于问题融⼊真实情境和思维过程,贴近学⽣⽣活。试题考查要重视学⽣对基础知识的理解状况以及运⽤知识解决问题的能⼒。试题要有开放性。
(2)重点强调“学业⽔平考试”,并指出考试成绩是初中⽣毕业和⾼⼀学校招⽣录取的重要依据。学业⽔平考试由“笔
试”“实验操作考试”“跨学科实践活动测评”三部分组成。考试命题通常包括选择题和⾮选择题两部分,素材要选取⽣产⽣活中的实际问题、社会热点问题、⽣物科技新进展、⽣物科学史等,创设问题情境。
3.教材编写建议⽅⾯
(1)重点强调了要引导学⽣热爱⾃然、真爱⽣命,树⽴“绿⽔青⼭就是⾦⼭银⼭”的⽣态⽂明观念和⼈民⾄上、⽣命⾄上的理念。
(2)指出要符合初中⽣的知识基础、认知发展⽔平,注重联系学⽣⽣活、学习、思想实际,通过举例、演⽰、类⽐等多种形式阐述抽象的⽣物学概念。
(3)教材内容选择则从“精选基本内容”“重视科学实践活动设计”“体现科学、技术、社会的相互关系”“关注⼈⽂素养培
养”“具有⼀定的弹性和灵活性”五个⽅⾯,对2011版中这⼀⽅⾯的内容进⾏了具体的阐述和要求。
(4)内容组织上要求兼顾⼤概念之间及⽣物学科与其他学科之间的联系。习题设计要求呼应正⽂或活动的学习要求,题⽬类型要多样化,注重设计开放性问题。
(5)呈现⽅式上要求各分册在体例结构、⾏⽂风格、栏⽬设置、排版设计上尽可能⼀致。
4.增加了“教学研究和教师培训”的要求,提出了区域教研的建议和校本教研的建议。
2022版减少了具体案例,每个实例后增加【案例评价】,从核⼼素养的达成⾓度对实验成果进⾏评价,从实践中培养学⽣的探究能⼒。
⼀、艾弗⾥实验中要先去掉绝⼤多数蛋⽩质,那么RNA和脂质呢?
⾸先,第⼀个问题。艾弗⾥实验中要先去掉绝⼤多数蛋⽩质,那么RNA和脂质呢?
我想,问这个问题的⽼师他⼀定对艾弗⾥实验有⽐较深⼊的研究。因为我们的教材只是简单地进⾏了描述,说,“20世纪40年代,艾弗⾥和他的同事将加热⾄死的S型细菌破碎后,设法去除绝⼤部分糖类、蛋⽩质和脂质,制成细胞提取物。”所以这个地⽅其实并没有说去掉的是⼤多数蛋⽩质,也没有说没有去掉RNA和脂质啊,所以⽼师们提出这个问题⼀定是对这个实验有研究。那么我们来看⼀下,尽管教材没有讲,但是我想可以跟⽼师们深⼊的说⼀下这个实验是怎么做的。
艾弗⾥他们呢是这样提取这个细胞提取物的,⾸先,他们将S型细菌⽤盐溶液来漂洗,然后⽤氯仿抽提数次。⽤氯仿抽提是什么意思呢?就是⽤氯仿和这个盐溶液混合,混合之后震荡。因为氯仿它可以使蛋⽩质变性,同时还是脂溶性的,所以在这个抽提过程中,脂质和蛋⽩质就会被提取出来。拿到这个混合物之后再离⼼,取上清液,上清⽤⼄醇沉淀,⼄醇可以把核酸还有少量的蛋⽩质沉淀下来,再将这个沉淀溶到盐溶液⾥头。这个时候呢,他们做了这⼀步,就是加⼊了⽔解多糖的酶,在37℃进⾏消化,消化完之后呢,再⽤氯仿进⾏抽提。这个氯仿就可以继续除去这个⽔解多糖的酶,以及残留的蛋⽩质和脂质。最后,离⼼,再⽤⼄醇沉淀,就制得了这个细胞提取物。刚才说了氯仿是脂溶性的,脂质可以溶于氯仿。⽽RNA⾮常的不稳定,⽐较容易分解,所以最后获得的这个细胞提取物,它是以DNA为主,但也有少量的RNA以及微量的蛋⽩质和脂质。他这个提取过程是以上这样的。
我认为,⽼师们在教学中根本不需要和学⽣讲过多的这个提取的过程,这是(我对)第⼀个问题(的解答)。
提取过程:将S型菌⽤⼀种盐溶液漂洗,然后⽤氯仿抽提数次,离⼼后取上清液→上清液⽤⼄醇沉淀→将沉淀溶于盐溶液→加⼊⽔解多糖的酶,37℃消化4~6 h→再⽤氯仿抽提,离⼼后取上清液→⽤⼄醇沉淀→制得了“细胞提取物”。
氯仿:脂溶性,脂质可以溶于氯仿。
RNA不稳定,易分解。
获得的细胞提取物:DNA为主,有少量RNA和微量的蛋⽩质和脂质。
⼆、为什么在艾弗⾥实验中,其中⼀组⽤的是“酯酶”,⽽不是磷脂酶?什么是酯酶?
第⼆个问题是,为什么在艾弗⾥的实验中,其中⼀组⽤的是“酯酶”,⽽不是磷脂酶?什么是酯酶?请看教材的插图(必修2第44页图3-3),其中中间这⼀幅图我们⽤的是这个“酯酶”。为什么⽤这个词?因为这样做是尊重事实。在艾弗⾥的实验中⽤的这个“酯酶”是三丁酰⽢油酯酯酶(tributyrin esterase),⽽不是磷脂酶(phospholipase)或脂肪酶(lipase)。那么这个酯酶和磷脂酶有什么样的区别呢?那就要看酯和脂有什么区别。前⾯这个酯,它是⼀种有机酸和醇发⽣酯化反应⽣成的物质,其中的酸和醇在⼀定范围内是任意的。⽽我们教材必修1讲,脂质中常见的脂肪是三分⼦脂肪酸和⼀分⼦⽢油形成的,⽽磷脂与脂肪的不同在于⽢油的⼀个羟基与磷酸或其他衍⽣物结合。所以从概念以及结构式去⽐较的话,我们就知道这⾥的这个酯,实际上是范围更⼴、概念更⼤,它包含脂肪、包含磷脂。所以我们推测这个酯酶,是能够将酯⽔解为酸和醇的。考虑到三丁酰⽢油酯和磷脂结构上的相似,我们推测艾弗⾥实验中所⽤的这种三丁酰⽢油酯酯酶对磷脂等脂质可能会有作⽤。但是⼤家也不⽤太纠结,因为在刚才讲过的前期的这个提取过程,实际上已经将⼤部分脂质都给溶解,都给提取⾛了。这是第⼆个问题。
尊重事实
艾弗⾥实验中⽤的酯酶是三丁酰⽢油酯酯酶(tributyrin esterase),⽽不是磷脂酶(phospholipase)或脂肪酶(lipase)。
酯(ester)和脂有什么区别?
酯是有机酸和醇发⽣酯化反应⽣成的物质,分⼦通式为R-COO-R'。其中的酸和醇在⼀定范围内是任意的。
脂质中常见的脂肪是由三分⼦脂肪酸和⼀分⼦⽢油形成的。磷脂与脂肪的不同在于⽢油的⼀个羟基与磷酸或其他衍⽣物结合。
所以,酯包括脂肪。
推测:
酯酶能够将酯⽔解为酸和醇。考虑到三丁酰⽢油酯和磷脂结构上的相似性,艾弗⾥实验中所⽤的三丁酰⽢油酯酯酶对磷脂等脂质可能会有作⽤。
三、艾弗⾥实验的过程,新版教材与上⼀版教材相⽐有较⼤改动,请问上⼀版教材中的内容,科学史中并没有真实发⽣,是吗?
第三个问题是这样问的。我是这样想的,就是新教材上的艾弗⾥实验是在1944年发表的有关遗传物质本质的第⼀篇论⽂的原⽂基础上精简编写的,也就是说,新教材的这个修改呢,体现了对科学史原貌的尊重。原教材记录的这个艾弗⾥的实验是后来改进的做法,也是我们现在通常都能够想到的、认为⽐较好的⼀种做法。⽽当时的编写呢,实际上是参考了⼀些⼤学教科书的写法。从这个新旧教材之间的⽐较,实际上⼤家看到我们的新教材也是在不断地更新,⽽这种更新可以归功于近些年咱们科学史研究的⼀些进步。这是第三个问题。因为艾弗⾥的实验变化⽐较⼤,所以⽼师们问的问题也⽐较多,我就在前⾯集中地做了⼀个解说。
新教材中艾弗⾥实验是在1944年艾弗⾥发表的论⽂原⽂基础上,精简编写的,体现了对科学史原貌的尊重。
原教材记录的艾弗⾥实验是后来改进的做法,当时的编写参考了⼤学教科书的写法。
更新反映了科学史研究的进步。
四、“四分体中的⾮姐妹染⾊单体之间经常发⽣缠绕,并交换相应的⽚段”,这⾥继续定义为“交叉互换”可以吗?
第四个问题,四分体中的⾮姐妹染⾊单体之间经常发⽣缠绕,并交换相应的⽚段。这⾥可以继续定义为“交叉互换”吗?这个问题就涉及到新教材将“交叉互换”这个名词改成了“交换”。我⾸先给⼤家⼀个结论,就是我建议⼤家以后⽤“互换”或者“交换”就可以了。
⼤家知道,在细胞⽣物学这个领域中研究减数时,⼀般⼈为地将减数Ⅰ的前期分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和浓缩期等五个阶段,⽽互换⼀般发⽣在粗线期。此时四分体中的⾮姐妹染⾊单体之间可以发⽣互换,互换的结果就是交换了相应的染⾊体区段。接着,两条同源染⾊体分开,进⼊到后⼀个时期,这时才能观察到交叉这个现象。因此我们简单地来说的话,如果我们按照时间顺序的话,互换发⽣在交叉之前。因此我们认为,就是⽤“互换”或“交换”就可以了,不要再⽤“交叉互换”。实际上咱们要仔细看⼀些专著的话,基本上也不太⽤交叉互换这个词,这是第⼀点。第⼆点我想说的是,就是⽼师们在教学中不⽤让学⽣记住这样⼀个定义,不⽤给出这样⼀个定义,知道这个定义我觉得意义不是很⼤,我们认识互换这种现象,认识互换背后的意义实际上更重要。好,这是第四个问题。
⾸先,建议⼤家以后⽤“互换”或“交换”。
其次,这⾥不⽤让学⽣记住⼀个“定义”。认识“互换”的意义更重要。
五、镰状细胞贫⾎是由隐性基因引起的遗传病,还是由显性基因引起的遗传病?
第五个问题,镰状细胞贫⾎是由隐性基因引起的遗传病还是由显性基因引起的遗传病?我们说,判断显隐性的关系,要看依据的表型和性状是什么。镰状细胞贫⾎是由⼀对隐性基因HbSHbS控制的遗传病,患者表现为严重贫⾎、发育不良,多在幼年期死亡。在显微镜下观察患者⾎液,如果使⾎液不能接触氧⽓,则全部红细胞都变成镰状,由此得名。我们再看杂合⼦,杂合⼦(HbAHbS)⼀个基因是正常的,另外⼀个基因是HbS,杂合⼦的表型正常,⼀般⽆临床症状。但是,把他们的⾎液放在显微镜下检验,不使其接触氧⽓,也有⼀部分红细胞变成镰状。因此我们从临床⾓度来看,这个HbAHbA就是正常⼈群,肯定是没有临床症状的。那么杂合⼦呢?他也没有临床的症状,只有隐性纯合才表现出贫⾎,是贫⾎患者。因此我们从临床的⾓度来看,这个 HbS基因对HbA是隐性的。刚才说了,正常的⼈群,他们的⾎液⼀定是没有镰状细胞的,但是杂合⼦有⼀部分细胞在缺氧情况下会变成镰状,⽽纯合⼦贫⾎患者的细胞在缺氧的状态下都会变成镰状。因此,从镰状细胞的有和⽆来看,这个HbS基因对HbA基因⼜是显性的了。我们还可以从第三个标准确定,就是从镰状细胞的数⽬来看。正常⼈群他没有镰状细胞,是⽆,⽽杂合⼦有镰状细胞,但是镰状细胞数量少,正常细胞数量多,⽽纯合的贫⾎患者他的镰状细胞是⾮常多的。因此在这种情况下呢,HbS基因对HbA基因就⼜变成了不完全的显性。由此可见,如果我们改变判断的标准的话,这个基因是显性还是隐性,其实也有可能发⽣变化。那么教材在第92页的表述说,镰状细胞贫⾎是⼀种隐性致病基因引起的遗传病,这是从疾病的⾓度来说的。因此说这种疾病是隐性遗传病的这种表述是没有问题的。这个问题我们是经常在读者来信中看到的,我在这⼉还想强调⼀下,就是⽼师们知道这个疾病是隐性遗传病即可,不需要在教学中过多地向学⽣渗透这个如何判断显隐性这⽅⾯的内容,这是第五个问题。
镰状细胞贫⾎是由⼀对隐性基因HbSHbS控制的遗传病,患者表现为严重贫⾎,发育不良,多在幼年期死亡。
在显微镜下观察患者⾎液,如果使⾎液不能接触氧⽓,则全部红细胞都变成镰状,由此得名。
杂合⼦(HbAHbS)表型正常,⼀般⽆临床症状。但是,把他们的⾎液放在显微镜下检验,不使其接触氧⽓,也有⼀部分红细胞变成镰状。
六、表观遗传引起的变异,属于可遗传变异吗?
第六个问题,表观遗传引起的变异属于可遗传变异吗?表观遗传确实是⼀块新增加的内容,它甚⾄有些我们的传统遗传学,所以确实有很多的⽼师在反映(这个问题)。我们先看看表观遗传它的定义,我引⽤刘祖洞先⽣编写的《遗传学(第三版)》上的表述,“表观遗传指的是在DNA序列不改变的情况下,基因功能发⽣的可遗传的变异,最终可导致表型改变,包括DNA的甲基化、组蛋⽩修饰、RNA介导的基因沉默等。”
因此按刘祖洞先⽣编著的《遗传学(第三版)》上的说法,他们认为表观遗传是⼀种可遗传的变异。但是,就在这本书中这段话紧接着的内容⼜说,“也有⼈定义,由DNA甲基化、组蛋⽩修饰、RNA介导的基因沉默等因素造成的染⾊质结构的变异,可改变染⾊质的表达活性,但不⼀定可遗传。”在这⾥,他们给出了另⼀些⼈的其他看法,就是这个表观遗传不⼀定有可能遗传,也有可能不遗传。
我们再看看另外⼀本书,由戴灼华、王亚馥两位先⽣主编的《遗传学》。他们在这本书中对表观遗传的概念有三种表述,第⼀种是,不依赖于DNA序列改变的、“可遗传”的个体表型的改变;或在基因本⾝的DNA序列未变的情况下,基因在表达和功能上发⽣的“可遗传”的变化。这⾥⾯有⼏个关键点,第⼀是DNA序列没改变,第⼆是个体表型改变,第三个是强调了可遗传。但是,第⼆种表述怎么说呢?第⼆种表述说不改变DNA序列,⽽是通过改变染⾊质的结构与活性改变基因的表达与功能,并最终造成个体表型的改变。它⾥⾯也强调了以下⼏点,第⼀个是DNA序列不变,第⼆个是染⾊质的结构或者是活性有改变,从⽽导致基因表达与功能改变。
但这个描述⾥没有强调可遗传。第三点是不改变DNA的序列,通过改变染⾊质的结构和活性改变基因的表达与功能,并最终产⽣可遗传的个体表型的改变。这⾥⾯也强调了可遗传。那为什么同⼀本专著⾥头它有1-2个或者是1-3个不同的关于表观遗传概念的定义呢?我想可能还是因为就是这个概念在学术界还没有形成完全统⼀的⼀个定义。我们最后也是征求了很多专家的意见,包括咱们国家专门做表观遗传研究的院⼠,最后得到了他们的这个普遍认可,我们给出了这样的⼀个定义。这是教材中的⿊体字,就是,“⽣物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发⽣可遗传变化的现象,叫作表观遗传。” 所以我们认为,⼀般来讲表观遗传是可遗传的。⽽实际上从教材中的例⼦我们也可以看出来,⼀个是柳穿鱼,是⼀种植物。
它的花会因为表观遗传的修饰造成花型的改变。左边的植株A是正常的花,表现为两侧对称,还有⼀种开反常的、辐射对称的花型的植株B。如果让这两种植株进⾏杂交的话,那么所得的这个F1的花是与植株A相似,也就是说F1主要开的是这种正常的花。F1⾃交得到的F2中,绝⼤部分植株的花与植株A相似,绝⼤部分是正常的花,但也有少部分植株开的花与植株B相似。可见,在F2中⼜出现了反常的花。那么这就是⼀种遗传的表现。
但这⾥我们为什么说的是绝⼤部分和少部分呢?因为它的数值(性状分离⽐)不符合孟德尔遗传规律。在这⼉,我们也设置了专门的思考题,去讨论F1的花为什么与植株A相似?F2植株的花为什么⼜与植株B相似。实际上,(我们设置)这个问题就是引导学⽣去注意到这种现象是可以遗传的。但是我想,这个遗传恐怕不是我们传统意义上讲的⾮常稳定的⼀种遗传。实际上也有研究表明,有些表观遗传现象可以遗传⼏代,⼏代之后可能这个现象就慢慢的减弱,甚⾄消失不见。
这快内容确实⾮常新,还处在研究热点之中,它的概念、实例等等还处在不断的更新中,我想⽼师们在教学之前、在教学中也可以多去了解有关表观遗传的⼀些知识。
《遗传学(第3版)》(刘祖洞等著)
表观遗传指的是在DNA序列不改变的情况下,基因功能发⽣的可遗传的变异,最终可导致表型变化,包括DNA甲基化、组蛋⽩修饰、RNA介导的基因沉默等。
也有⼈定义:由DNA甲基化、组蛋⽩修饰、RNA介导的基因沉默等因素造成的染⾊质结构的变异,可改变染⾊质的表达活性,但不⼀定可遗传。
《遗传学(第3版)》(戴灼华、王亚馥主编) 表观遗传概念的三种表述:
1、不依赖于DNA序列改变的、“可遗传”的个体表型的改变;或在基因本⾝的DNA序列未变的情况下,基因在表达和功能上发⽣的“可遗传”的变化。
2、不改变DNA序列,⽽是通过改变染⾊质的结构与活性改变基因的表达与功能,并最终造成个体表型的改变。
3、不改变DNA序列,通过改变染⾊质的结构与活性改变基因的表达与功能,并最终产⽣“可遗传”的个体表型的改变。
上述实例中,柳穿鱼Lcyc基因和⼩⿏Avy基因的碱基序列没有变化,但部分碱基发⽣了甲基化修饰(图4-10),抑制了基因的表达,进⽽对表型产⽣影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代,使后代出现同样的表型。像这样,⽣物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型可遗传变化的现象,叫作表观遗传(epigenetic inheritance)。
答:⼀般认为是可遗传的变异。
七、“基因重组能产⽣进化的原材料”,正确吗?
第七个问题,基因重组能产⽣进化的原材料,这句话正确吗?我个⼈认为这句话是正确的。教材给出的基因重组的概念是这样说的,是指⽣物体在进⾏有性⽣殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。那么基因重组的结果是什么呢?就是产⽣了⼤量的变异类型。但是⼤家注意,基因重组产⽣的是新的基因型,⽽不产⽣新的基因,因此产⽣的是不同的性状组合,⽽这个不同的性状组合对环境的适应能⼒可能也是不同的,可供⾃然选择,所以说基因重组也是⽣物进化的原材料。
答:正确。
基因重组是指⽣物体在进⾏有性⽣殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。
基因重组的结果是产⽣⼤量的变异类型,但只产⽣新的基因型,不产⽣新的基因,因此产⽣不同的性状组合,⽽不同的性状组合对环境的适应能⼒不同,可供⾃然选择。
所以,基因重组也是⽣物进化的原材料。
⼋、教材内删减了关于苯丙酮尿症的解释,但在习题中展⽰了,那我们需要采取跟旧教材⼀样讲解的⽅式吗?
问题⼋,新教材删减了关于苯丙酮尿症的解释,但在习题中展⽰了,那我们需要采取跟旧教材⼀样讲解的⽅式吗?
关于这个问题,我是这样想,咱们在引导学⽣学必修2的时候,不可避免地要涉及到很多遗传病和其他⽣物⾝上的性状。我想这样的题⽬重点是训练学⽣的思维、运⽤概念的能⼒,训练他们的推理能⼒,⽽不是让学⽣去了解像苯丙酮尿症这种疾病的症状。所以教材如果删去了关于苯丙酮尿症症状的⼀些内容,我想这些内容就不需要再讲了。
我还想在这⼉多说⼀句,就是新教材在涉及苯丙酮尿症的题⽬中特意增加了⼀问,这⼀问涉及我国启动的对于苯丙酮尿症患⼉进⾏帮扶的项⽬,叫特殊奶粉项⽬。我想我们增加这个内容的⽬的主要是凸显党和对⼀⽅⾯患者的关爱,引导学⽣去关爱遗传病患者,并认同党和国家的做法,进⼀步增强爱国情怀。
有⽼师也问说这个社会责任不知道怎么落实,我想通过这样的例⼦去引导学⽣爱国,这就是我们在落实社会责任。
答:关于涉及苯丙酮尿症等遗传病的题⽬,重点是训练学⽣的科学思维,训练推理能⼒,⽽不是了解苯丙酮尿症等疾病的症状等。
另外,新教材涉及苯丙酮尿症的题⽬的第三问特意增加了“我国启动苯丙酮尿症患⼉特殊奶粉补助项⽬”的内容,意在凸显党和对遗传病患者的关怀,引导学⽣关爱遗传病患者,并认同党和国家的做法,进⼀步增强爱国情怀。
九、为什么先讲遗传规律,再讲减数?
问题九,为什么先讲遗传规律再讲减数?这个问题实际上是刚才我在后台看到有⽼师问我临时增加的。我想有必要向⽼师们再解释⼀下教材的编排思路。除了要落实党的教育⽅针、落实学科核⼼素养等等之外。
在编写必修2教材的时候,我们主要是遵循课标的这个聚焦⼤概念的这样⼀个理念⽽编写的。⾸先,我们要围绕着两条⼤概念去组织内容。必修2有两条⼤概念:概念3遗传信息控制⽣物性状并代代相传,概念4⽣物的多样性和适应性是进化的结果。
那么,概念3涉及的原理、理论、概念要更多,⽽且还是学习概念4的⼀个基础,所以它俩之间的这样的⼀个顺序,包括概念3、4的下位概念的顺序,决定了教材⼤致的⼀个安排。这是第⼀的理念、编写的第⼀个考虑。第⼆个考虑,就是我们要考虑在聚焦概念的基础上要把教学内容定位在基因的⽔平。因为现在咱们的科技发展⽔平,包括我们平时的⽣活,经常能接触到基因这个词,所以把教学内容定位在基因⽔平,学⽣是可以理解的。第三个考虑就是我们可以按照科学发展的历史进程安排。因为⼈类认识基因的过程,与学⽣去学习的这样⼀个思维过程实际上是⾮常吻合的。
⾸先我们会碰到第⼀个问题,就是⼈类是怎样认识到基因的存在?那么,这就对应于我们教材的第⼀章《遗传因⼦的发现》。知道有⼀个遗传因⼦后来被命名为基因之后,⼈类就会想这个基因到底在哪⾥?这样就引出了我们的第⼆章《基因和染⾊体的关系》,知道基因在染⾊体上。知道基因在染⾊体上之后,⼈们就去研究基因到底是什么。既然在染⾊体上,那么它到底是染⾊体上的什么呢?这就引出了我们的第3章《基因的本质》。
知道了基因的本质之后,⼈们⼜去探索基因的功能,这就对应着《基因的表达》。后⾯我就不再说了。这⾥的关键点就是为什么要把《遗传因⼦的发现》放在《减数》之前?第⼀,是尊重了科学研究的顺序。因为孟德尔在19世纪研究发现遗传因⼦的时候,他是⾮常孤独的,只有他进⾏了这样的⼀个伟⼤的发现。那是不是与此同时没有科学家再做别的事情呢?实际上不是,因为在细胞学领域,⼈们也在观察细胞中的变化,发现了⼀些减数过程中染⾊体的变化。
于是到了1900年前后,细胞学研究和遗传学研究它们相遇,最后才有了这个萨顿对基因在哪⾥的⼀个预测以及后续证明基因在染⾊体上的这样的⼀个个结果。所以说这样安排很好地体现了科学研究的⼀个顺序。因为科学就是⼀个不断发展的过程,⽽学习科学史能使学⽣沿着科学家探索⽣物世界的道路去理解,沿着科学的本质去理解科学研究的思路和⽅法,也可以进⾏整个科学精神⽅⾯的培养,⽽这些内容我想对于提⾼学⽣的⽣物学学科核⼼素养都是很有意义了。
科学是⼀个发展的过程。
学习⽣物科学史能使学⽣沿着科学家探索⽣物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的思路和⽅法,学习科学家献⾝科学的精神,这对提⾼学⽣的⽣物学学科核⼼素养是很有意义的。
今天我跟⽼师们交流的就是以上九个问题,如果解答得有不当之处,敬请⽼师们批评指正!可以打电话或者发邮件跟我们交流。⾮常感谢⼤家!再见。
