基于核心素養的高中生物課堂教學實踐

陳海波

摘 要 闡述了生物學科的核心素養著眼于培養學生的生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任。高中生物課堂教學基于這四個維度，以“光合作用”一節為例在教學的各個環節，靈活運用多種手段，巧妙結合生物學科知識特點，充分激發學生合作探究的興趣，積極嘗試了在高中生物課堂教學中對學生核心素養的培養。

關鍵詞 生物學科 核心素養 課堂教學

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

高中生物學科教學應注重培養學生用科學的觀點、知識、思路和方法能面對或解決現實生活中的某些問題。這就需要教師在課堂教學中讓學生充分地動手、動腦，通過自主學習、合作探究、創新延伸等，不斷加深學生對生物學概念的理解，提高應用知識解決現實問題的能力，也就是培養學生生物學科的核心素養。筆者以“光合作用原理的應用”的課堂教學實踐為例，從核心素養的生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四個緯度教學進行了積極的探索和嘗試。

1 情景引入，形成生命觀念

生物學科是與現實生活聯系最為緊密的學科之一。在課堂教學的引入環節，教師可以采用貼近學生生活實際的新聞或事件，激發學生的情感共鳴，使學生迅速融入課堂，結合學生已有的知識基礎，讓學生對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋。學生在嘗試解釋和抽象的過程中學習生物學的知識、觀念和思想方法，逐步形成相應的生命觀念。

“光合作用原理的應用”聯系最為緊密的是農業生產，筆者以所在區域的生態農場最近因較長時間的陰雨天氣導致大部分農作物大面積減產事件作為引入。學生利用最近所學的光合作用原理的知識嘗試對該事件進行了解釋，提出了由于“低溫寡照”影響了絕大部分農作物的光合作用強度而導致減產，進而抽象出“光照、溫度、CO2”是影響光合作用強度的環境因素。有部分學生發現在該生態農場并不是所有農作物均減產了，比如玉米的產量沒有明顯變化，進而抽象出“農作物本身的色素、酶”等是影響光合作用的內部因素。學生在嘗試解釋該事件的過程中初步形成了“物質與能量觀”的生命觀念。

2 自主學習，培養理性思維

自主學習是高中階段學習的重要方式。在高中生物課堂教學中，教師指導下的自主學習不僅可以激發學生主動探知的欲望，更重要是的能夠引導學生在尊重事實和證據的基礎上，以嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方式去探討、闡釋生命現象及規律。

“光合作用原理的應用”一課的課堂教學之前，導學案已經下發，導學案包括“復習舊知”“自主學習”“合作探究”“聯系生活”四大模塊。“復習舊知”模塊是將光合作用的過程進行框圖形式填空（圖1），“自主學習”模塊展示了夏季晴朗的一天某綠色植物CO2變化趨勢圖（圖2），要求學生對曲線圖上每個拐點和每一段發生的原因及主要的限制因素進行分析，并配以一道例題。這兩個模塊要求學生在課前完成，學生通過自主學習，可以了解大部分的基礎知識，并應用自主學習所得知識對例題進行解析，同時將自主學習中產生的新問題帶入課堂，提高課堂學習效率。課堂上教師對學生的分析和產生的問題進行引導和匯總、解釋、修正，學生在積極思考和再認識中逐步發展了自己的理性思維。

例題：研究人員以某植物為材料，利用如圖3所示的實驗裝置，對影響光合作用的各種環境因素進行研究。

（1） 在光合作用過程中，光反應為暗反應提供的兩種物質是______。

（2） 在溫度、二氧化碳濃度等條件不變的情況下，將實驗裝置由陽光下移至黑暗處，則植物葉肉細胞內三碳化合物含量______。

（3） 為了探究溫度對光合作用的影響，首先應在實驗裝置的燒杯內加入______溶液，然后再打開該裝置的活塞開關，使U形管兩側液面如圖所示，關閉活塞，這一操作的目的______。

（4） 實驗的觀察指標是U形管A側液面的變化值。在每一給定溫度且其他條件均相同、適宜的情況下光照1 h，實驗數據見表1。

請根據以上數據在指定方框的坐標內以直方圖的形式畫出各溫度下的實驗結果。分析所繪圖形可知溫度與光合作用強度的關系是______。

（5） 夏季去除實驗裝置的水浴裝置后，置于自然環境條件下，假定玻璃罩內植物的生理狀態和自然環境中相同，且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響、微生物對CO2濃度影響均忽略不計，利用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內一晝夜CO2濃度的變化情況，繪制成如圖乙曲線。問圖中CD段CO2濃度上升的原因是______，G點時植物光合作用與呼吸作用的關系特點是______。

本例題從實驗事實入手，既考查基礎知識，也有綜合分析。學生通過解析，一方面能夠加深對光合作用過程的理解，另一方面通過對實驗現象的原因分析，結合“夏季晴朗的一天某綠色植物CO2變化趨勢圖”加深對光合作用原理的理解，從而為整節課的高效推進奠定了堅實的基礎。

3 設計實驗，注重科學探究

對生命現象的解釋和證實，最直接、最有說服力的就是實驗證據。在高中生物學教學中，教師必須培養學生的實驗思維，即培養學生針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的能力，并在探究中樂于并善于團隊合作，勇于創新。

“光合作用原理的應用”一課中，學生通過復習舊知和自主學習總結出影響光合作用的外部因素和內部因素。那么，這些因素是否真的對光合作用強度產生影響呢？具體的影響結果與自主學習中的曲線所示一致嗎？這就需要通過實驗加以探究和驗證。教材上給出了利用葉圓片探究光照強度對光合作用強度影響的基本思路。本節課上，筆者對該試驗進行了適當的改編，這也是本節課的亮點所在。實驗方案在學生的小組討論和教師的指導下完善，學生共分為8組進行實驗。教師給1～6組提供了新鮮的葉圓片，給7～8組提供了衰老發黃的葉圓片。實驗結果以表格形式呈現，1～6組的實驗很成功，7、8兩組學生認為自己實驗“失敗”了。既然“失敗”了，就要分析原因，全班學生一起觀察7、8兩組的實驗，共同分析，找出可能的原因。學生通過對比發現，7、8兩組的葉圓片綠色較1～6組的淺，提出可能是葉片中色素的原因所致。教師順勢提出問題：你們能通過實驗來證明自己的猜測和分析嗎？學生們結合已有的知識，提出將兩種葉片中的色素提取并分離后做比較。由于該實驗比較簡單，學生馬上進行實驗，對比結果很明顯，1～6組所用葉片提取的色素種類和含量較7、8兩組的葉片多。學生們通過實驗的再探究，從“失敗”的實驗中抽象總結出了影響光合作用的內部因素——葉片中色素的種類和數量、酶的數量等。

4 聯系生活，增強社會責任

學科核心素養的提出較之前最大的跨越是實現了學科教學思想向公民教育思想的轉變，著力培養學生基于生物學的認識。教師結合本地資源開展科學實踐，引導學生嘗試解決現實生活問題，激發學生的家國情懷、責任擔當以及社會關愛等。

“光合作用原理的應用”一課中，教師以當地生態農場減產事件引入，當學生通過自主學習和科學探究對“光合作用與農作物的產量”的關系有了深刻理解的情況下，回歸實際生活，嘗試運用自己所學的知識解決身邊發生的問題，提出在大棚生產中提高農作物產量的措施。學生根據初中化學知識及平時生活經驗，提出施放干冰、燃燒秸稈、入夜開燈、養殖家禽、合理灌溉、增施肥料等措施，并針對這些建議進行可行性分析，提出優化措施。教師適當加以引導和點評，尤其針對“燃燒秸稈”“養殖家禽”“增施肥料”等措施的優化，引導學生形成生態環境的保護意識。隨后，提出我國是農業大國，國家提出了“保持基本農田不動搖”的國策，那么在大田生產中，提高農作物的產量的具體措施有哪一些呢？由于現在大部分學生缺少農村生產實踐經驗，對于大田生產中的間作、輪作等措施難以理解，教師需要進行簡單解釋，在解釋過程中讓學生體會勞動人民在生產實踐中節約土地資源，提高土地生產力的智慧。進而提出，學生雖不能直接參與農業生產，但在學習和生活中要注意節約糧食，養成不浪費的習慣。該教學環節對學生的能力提升、情感激發、社會責任提高便成為課堂教學的主旋律。

新形勢下的高中生物教師要持之以恒地進行反思、學習和實踐，不斷改善和創新課堂教學模式，把以培養生物學科核心素養為目標的高中生物教學理念落到實處，讓生物學科的核心素養真正成為學生終生收益的成果，成為公民基本素養的重要組成。