刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
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核心期刊:
中文核心期刊(2011)
中文核心期刊(2008)
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中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
基于核心素养的高中生物课堂教学
【作者】 李 琦
【机构】 (浙江省宁波市镇海区龙赛中学)
【正文】摘 要:本文在阐述核心素养的概念及高中生物学科素养内涵的基础上,提出培养学生生物学核心素养的四大策略:以大概念为载体,培养学生的生命观念;以恰当的问题情境为素材,培养学生的科学思维;巧妙设计实验,培养学生动手探究能力;注重理论联系实际,培养学生的社会责任。
关键词:核心素养;生命观念;科学思维;科学探究;社会责任
修订的高中生物课程标准最突出的变化之一是将原有的三维教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)调整为生物学核心素养,即学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,以培养全面发展的人为核心,是知识、能力、态度或价值观的融合。生物学核心素养关注的是学生获得的持久能力和品格,是学生终身受益的学习成果。
一、关于生物学科素养的界定
1.学科核心素养的概念
学科核心素养是核心素养在特定学科的具体化,指“个体在面对复杂的、不确定的现实生活情境时,综合运用学科观念、方法、知识与技能解决实际问题所表现出来的必备品格与关键能力”。它是学科育人价值的集中体现,是最关键、最重要的共同素养,是通过学科教育而习得的,它具有发展的连续性和阶段性,兼具个人价值和社会价值。
2.高中生物学核心素养的内涵
生物学核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个要素。这4个要素是一个有机的整体:生物都是有生命的物体,所以生命观念是生物学核心素养的基础,生命观念的形成离不开科学思维和科学探究,即运用科学思维、科学方法探讨生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题,科学思维始终渗透于科学探究过程的各个环节,要善于发现生物学现实问题,开展科学探究活动。学生在形成生命观念、发展科学思维、进行科学探究的过程中,形成社会责任意识,承担相应的社会义务。这4个要素的相互关系如图1所示。
二、生物学科核心素养的培养
1、以大概念为载体,培养学生的生命观念
“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是经过实证后的观点,有助于理解或解释较大范围的相关事件和现象。在生物学课程中,大概念包括了对原理、理论等的理解和解释,是生物学科知识的主干部分。在教学中,教师围绕着生物学大概念组织并开展教学活动,能有效地提高教学效益,有助于发展学生的生命观念,如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等,并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象。
如在学习必修1《细胞膜和细胞壁》时,通过科学史完成对于细胞膜的流动镶嵌模型结构(磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子分布于其中,而磷脂分子与大多数蛋白质分子是可以运动的)这一大概念的构建,从而理解细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,细胞膜的这种结构决定了细胞膜的功能:与细胞的物质交换、细胞识别、免疫、细胞控制和细胞通讯方面有着重要作用。这种结构与功能相适应的生命观念还体现在分子、细胞器、细胞、组织、器官以及生态系统等不同层面上。在课堂教学中渗透生命观念,不能仅仅立足于理解生物知识,要促使学生形成一种思维习惯,并能在今后生物学的学习中加以应用。
2、以恰当的问题情境为素材,培养学生的科学思维
“科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。教师要时刻关注生命科学研究前沿,巧用生物学史,结合学生身边生活化的事例让学生学会“透过现象看本质”,回归知识原点,运用科学思维分析解决问题,逐步发展理性思维,如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法,探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。
高中生物必修2的遗传部分就能很好地锻炼学生的科学思维能力。教材从140 多年前的孟德尔的豌豆杂交实验开始,沿着科学发展的痕迹,逐步深入到遗传的本质——基因。孟德尔运用“假说—演绎法”,提出了遗传的两大规律;20 世纪初,萨顿在孟德尔遗传规律以及减数分裂过程中的染色体行为等方面的成果上,运用“类比—推理法”提出了遗传的染色体学说,即(孟德尔所说的)遗传因子可能就在染色体上。但是,当时拿不出有效的证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根通过果蝇的遗传学实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿的假说。后来,格里菲斯、赫尔希、蔡斯等科学家的科学实验证明DNA是遗传物质。1953年,沃森、克里克构建DNA结构模型,基因是有遗传效应的DNA片段等概念的提出,从分子水平揭示了基因的本质。
3、巧妙设计实验,培养学生动手探究能力
“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果交流与讨论的能力。生物学是一门以实验为基础的自然科学,几乎所有的生物学规律都源于生物学实验。布鲁姆曾说:“孩子们在教室里的所为和科学家在实验室所为只有程度不同,没有本质区别。”实验作为高中生物教学中不可或缺的组成部分,不仅能够清楚地解释生物现象,还能帮助学生实现生物学知识的内化,锻炼学生的实践能力和探究能力。
以必修3《生长素的发现》教学为例,禾本科植物的幼苗培养方便,实验操作简单。教师可以积极鼓励学生通过自学生长素发现的实验,关于“探究幼苗是否具有向光性”、“探究幼苗的感光部位”、“探究幼苗生长弯曲的部位”、“探究玉米幼苗尖端是否产生了促进生长的物质”等让学生结合自己的理解,自己设计可行性方案实施操作,定期观察并作好观察记录(课前完成)。课堂上,由学生通过自己的记录向全班同学展示实验设计方案、实验结果并得出相应的结论。这比在课堂上借助多媒体技术真实得多,同时能归纳出科学研究的一般过程(提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→分析与论证→得出结论”,若论证错误,则需要重新“猜想与假设”),教师应积极创造条件开展实验,开拓学生视野,培养学生动手能力、团队合作能力、解决问题能力,真正将生物核心素养落实在课堂中。
4、注重理论联系实际,培养学生的社会责任
“社会责任”是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。高中生物教学还应该跟自然、社会紧密联系起来,以培养学生民主、科学、平等的观念,树立学生的社会责任感,尝试用所学知识解决现实生活中与生物学相关的问题。
人类的活动与生态环境息息相关,并且具有全球性,需要全人类的共同关注和合作。如必修3《人类对全球环境的影响》列举的温室效应、臭氧减少、酸雨、水体污染等一些环境问题的原因和危害,学了之后学生就能更好地理解近年来国家为何要提出关注经济发展的“绿色GDP”,为何要给各级地方政府提出减少排放CO2的目标和任务,也能更好地理解习总书记提出的“既要金山银山,也要绿水青山,绿水青山就是金山银山”的深刻含意。课后也可结合实际组织学生对学校周边的河流进行了水质检测,并提出了解决方案,这种活动正是核心素养在生物学科落地生根的具体表现,也是培养学生社会责任感的很好途径。
随着新课程改革的进行,教师要更加关注学生学科能力的培养,才能突破素质教育评价的束缚,切实促进学生核心素养的发展。对学生核心素养的培养应把重点放在课堂教学上,只有融入核心素养培养的课堂才是学生真正自主学习的课堂,更有魅力课堂的展现。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.《普通高中生物学课程标准》.人民教育出版社,2017年
[2]周晓强.基于生物学核心素养的课堂教学体验.《中学生物学》,2016,11
[3]赵群英.初探高中生物学科素养的培养.《生物学教学》,2017,3
关键词:核心素养;生命观念;科学思维;科学探究;社会责任
修订的高中生物课程标准最突出的变化之一是将原有的三维教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)调整为生物学核心素养,即学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,以培养全面发展的人为核心,是知识、能力、态度或价值观的融合。生物学核心素养关注的是学生获得的持久能力和品格,是学生终身受益的学习成果。
一、关于生物学科素养的界定
1.学科核心素养的概念
学科核心素养是核心素养在特定学科的具体化,指“个体在面对复杂的、不确定的现实生活情境时,综合运用学科观念、方法、知识与技能解决实际问题所表现出来的必备品格与关键能力”。它是学科育人价值的集中体现,是最关键、最重要的共同素养,是通过学科教育而习得的,它具有发展的连续性和阶段性,兼具个人价值和社会价值。
2.高中生物学核心素养的内涵
生物学核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个要素。这4个要素是一个有机的整体:生物都是有生命的物体,所以生命观念是生物学核心素养的基础,生命观念的形成离不开科学思维和科学探究,即运用科学思维、科学方法探讨生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题,科学思维始终渗透于科学探究过程的各个环节,要善于发现生物学现实问题,开展科学探究活动。学生在形成生命观念、发展科学思维、进行科学探究的过程中,形成社会责任意识,承担相应的社会义务。这4个要素的相互关系如图1所示。
二、生物学科核心素养的培养
1、以大概念为载体,培养学生的生命观念
“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是经过实证后的观点,有助于理解或解释较大范围的相关事件和现象。在生物学课程中,大概念包括了对原理、理论等的理解和解释,是生物学科知识的主干部分。在教学中,教师围绕着生物学大概念组织并开展教学活动,能有效地提高教学效益,有助于发展学生的生命观念,如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等,并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象。
如在学习必修1《细胞膜和细胞壁》时,通过科学史完成对于细胞膜的流动镶嵌模型结构(磷脂双分子层构成基本骨架,蛋白质分子分布于其中,而磷脂分子与大多数蛋白质分子是可以运动的)这一大概念的构建,从而理解细胞膜的结构特点是具有一定的流动性,细胞膜的这种结构决定了细胞膜的功能:与细胞的物质交换、细胞识别、免疫、细胞控制和细胞通讯方面有着重要作用。这种结构与功能相适应的生命观念还体现在分子、细胞器、细胞、组织、器官以及生态系统等不同层面上。在课堂教学中渗透生命观念,不能仅仅立足于理解生物知识,要促使学生形成一种思维习惯,并能在今后生物学的学习中加以应用。
2、以恰当的问题情境为素材,培养学生的科学思维
“科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。教师要时刻关注生命科学研究前沿,巧用生物学史,结合学生身边生活化的事例让学生学会“透过现象看本质”,回归知识原点,运用科学思维分析解决问题,逐步发展理性思维,如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法,探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。
高中生物必修2的遗传部分就能很好地锻炼学生的科学思维能力。教材从140 多年前的孟德尔的豌豆杂交实验开始,沿着科学发展的痕迹,逐步深入到遗传的本质——基因。孟德尔运用“假说—演绎法”,提出了遗传的两大规律;20 世纪初,萨顿在孟德尔遗传规律以及减数分裂过程中的染色体行为等方面的成果上,运用“类比—推理法”提出了遗传的染色体学说,即(孟德尔所说的)遗传因子可能就在染色体上。但是,当时拿不出有效的证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根通过果蝇的遗传学实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿的假说。后来,格里菲斯、赫尔希、蔡斯等科学家的科学实验证明DNA是遗传物质。1953年,沃森、克里克构建DNA结构模型,基因是有遗传效应的DNA片段等概念的提出,从分子水平揭示了基因的本质。
3、巧妙设计实验,培养学生动手探究能力
“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果交流与讨论的能力。生物学是一门以实验为基础的自然科学,几乎所有的生物学规律都源于生物学实验。布鲁姆曾说:“孩子们在教室里的所为和科学家在实验室所为只有程度不同,没有本质区别。”实验作为高中生物教学中不可或缺的组成部分,不仅能够清楚地解释生物现象,还能帮助学生实现生物学知识的内化,锻炼学生的实践能力和探究能力。
以必修3《生长素的发现》教学为例,禾本科植物的幼苗培养方便,实验操作简单。教师可以积极鼓励学生通过自学生长素发现的实验,关于“探究幼苗是否具有向光性”、“探究幼苗的感光部位”、“探究幼苗生长弯曲的部位”、“探究玉米幼苗尖端是否产生了促进生长的物质”等让学生结合自己的理解,自己设计可行性方案实施操作,定期观察并作好观察记录(课前完成)。课堂上,由学生通过自己的记录向全班同学展示实验设计方案、实验结果并得出相应的结论。这比在课堂上借助多媒体技术真实得多,同时能归纳出科学研究的一般过程(提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→分析与论证→得出结论”,若论证错误,则需要重新“猜想与假设”),教师应积极创造条件开展实验,开拓学生视野,培养学生动手能力、团队合作能力、解决问题能力,真正将生物核心素养落实在课堂中。
4、注重理论联系实际,培养学生的社会责任
“社会责任”是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。高中生物教学还应该跟自然、社会紧密联系起来,以培养学生民主、科学、平等的观念,树立学生的社会责任感,尝试用所学知识解决现实生活中与生物学相关的问题。
人类的活动与生态环境息息相关,并且具有全球性,需要全人类的共同关注和合作。如必修3《人类对全球环境的影响》列举的温室效应、臭氧减少、酸雨、水体污染等一些环境问题的原因和危害,学了之后学生就能更好地理解近年来国家为何要提出关注经济发展的“绿色GDP”,为何要给各级地方政府提出减少排放CO2的目标和任务,也能更好地理解习总书记提出的“既要金山银山,也要绿水青山,绿水青山就是金山银山”的深刻含意。课后也可结合实际组织学生对学校周边的河流进行了水质检测,并提出了解决方案,这种活动正是核心素养在生物学科落地生根的具体表现,也是培养学生社会责任感的很好途径。
随着新课程改革的进行,教师要更加关注学生学科能力的培养,才能突破素质教育评价的束缚,切实促进学生核心素养的发展。对学生核心素养的培养应把重点放在课堂教学上,只有融入核心素养培养的课堂才是学生真正自主学习的课堂,更有魅力课堂的展现。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.《普通高中生物学课程标准》.人民教育出版社,2017年
[2]周晓强.基于生物学核心素养的课堂教学体验.《中学生物学》,2016,11
[3]赵群英.初探高中生物学科素养的培养.《生物学教学》,2017,3