以實際問題解決為引領，促進生物學學科核心素養(yǎng)的落實

李偉

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》明確將生物學學科核心素養(yǎng)作為課程宗旨和課程實施的基本要求，充分體現(xiàn)了生物學的學科特點和育人價值。生物學學科核心素養(yǎng)是學生在生物學課程學習過程中，通過聚焦大概念理解和應用、注重實踐經(jīng)歷和探究、關注差異的學業(yè)評價，逐漸形成的必備品格和關鍵能力，是學生通過學習生物學課程內化的具有生物學學科特性的品質和正確的價值觀念。生物學學科核心素養(yǎng)包括4個要素：生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。

生物學科是與現(xiàn)實生活聯(lián)系最為緊密的學科之一。在課堂教學中高中生物學以貼近學生生活的問題解決為引領，激發(fā)學生科學探究和科學思維的熱情，讓學生在解決真實情境中的實際問題時將正確的價值觀念、必備品格和關鍵能力表現(xiàn)出來，增強學生溝通合作能力和社會責任感，使學生在分析、解決實際問題的過程中促進生物學學科核心素養(yǎng)的落實。

1在實際問題解決中，促進生命觀念的內化

“生命觀念”是構建生物學概念和規(guī)律等的提煉、抽象和升華，是在生命現(xiàn)象及其相互關系或特性的基礎上對生命的本質和生物學學科本質整體理解和認識而形成的意識、觀念和思想方法。在高中生物的學習中，“生命觀念”表現(xiàn)為能夠應用生命觀念解釋、認識生命現(xiàn)象，形成科學的生命觀、自然觀和世界觀，并以此為指導探究生命活動規(guī)律、解決實際問題。

生物學是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學，生命觀念是生物學學科核心素養(yǎng)的邏輯起點和最終歸宿，是生物學課程的核心目標之一。如何有效促進學生樹立正確的生命觀念？心理學研究表明，以生命觀念相關的觀點、觀念和思想方法為起點，有意識地應用于解決真實情境下的實際問題，最終就能有效促進這些觀點、觀念和思想方法的樹立，并真正內化，形成素養(yǎng)。教師結合生物學的大概念，精心創(chuàng)設需要在生命觀念指導下解決實際問題的學習情境和學習活動，圍繞解決實際問題構建生物課堂教學，通過學生對相關生命現(xiàn)象和事件的深刻理解，有效促進生命觀念的內化，促使學生在顯著提升生物學大概念理解的基礎上形成生命觀念，如結構與功能觀、進化與適應觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質與能量觀等。在此基礎上，教師要能以生命觀念為指導，開展解決實際問題的學習活動，進一步促進學生生命觀念的形成。

以促進“穩(wěn)態(tài)和平衡觀”的建立為例，教師可提供實例，某草原生態(tài)系統(tǒng)因過度放牧導致草場退化，讓學生結合已有的知識基礎，對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關系或特性進行解釋，并結合草場退化的實際問題進行分析。如教師可提出問題，請分析草場退化的原因，如何確定合理的放牧量……在對實際問題充分分析的基礎上教師可引導學生提出解決實際問題的措施，如可以采取怎樣的辦法盡量提高草場的產(chǎn)出同時保持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。學生在嘗試解決實際問題的過程中構建生物學的概念和思想方法，逐步形成相應的生命觀念。

2在實際問題解決中，促進學生科學思維的發(fā)展

在生物學學科核心素養(yǎng)中，科學思維是一種建立在事實和嚴密推理基礎上的思維，不僅要求學生理解和掌握基本的科學原理和方法，更要尊重事實和證據(jù)，有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為。作為生物學學科核心素養(yǎng)的要求，它也包含崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度以及理解能力和分析問題、解決問題的能力。

掌握良好的科學思維能力是提升學生創(chuàng)新能力的重要條件。為了能夠更好地適應社會發(fā)展和學生個性化發(fā)展的需求，課堂教學應將實際問題的解決與典型思維方法有機結合，以提高思維的質量，提高學生分析問題和解決問題的能力，發(fā)展學生的科學思維能力。

比如，在構建種群數(shù)量變化一節(jié)的課堂活動時，教師可以先創(chuàng)設一個真實情境中的問題：視頻展示小球藻的市場需求和小球藻的生長增殖情況，和學生共同營造一個創(chuàng)業(yè)情境——創(chuàng)辦小球藻生產(chǎn)基地。學生根據(jù)提供的現(xiàn)有信息，思考要實現(xiàn)產(chǎn)值一個億的創(chuàng)業(yè)目標需要多少時間。在分析實際問題過程中，學生需要參與觀察、假設、批判、預測、交流，最終得出理想條件下種群數(shù)量增長的“J”型曲線。學生聯(lián)系實際問題，分析提出創(chuàng)業(yè)理想和現(xiàn)實的差距。在此基礎上，教師引導學生思考：如何讓現(xiàn)實接近理想，盡可能快地實現(xiàn)1個億的創(chuàng)業(yè)目標？學生設計實驗，進一步探討，在不同小組實驗數(shù)據(jù)交流中得出種群增長的“S”型曲線，并結合分析“S”型曲線，提出可以提高小球藻產(chǎn)量的具體措施。學生在嘗試解決實際問題的過程中需要模型與建模、歸納與概括、演繹與推理、批判性思維等思維方法。這種以解決實際問題為主線的課堂活動能有效促進學生掌握知識和技能，提高學生分析和解決問題的能力，發(fā)展學生科學思維能力。

3在實際問題解決中，開展科學探究活動

作為生物學核心素養(yǎng)，科學探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實實際情境中的生物學問題，以特定的需解決的實際問題為目標，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。

以解決實際問題為目標開展課堂教學，教師要將科學探究作為課堂教學的關鍵環(huán)節(jié)，又將科學探究作為一條主線貫穿整個課堂，要組織和引導學生針對有價值的實際問題進行研究，激發(fā)和培養(yǎng)學生解決實際問題的熱情和能力。教師要以實際問題的解決為驅動力讓學生親身體驗科學家是如何探究世界的，包括變量的確定與實施，實驗方案的設計與改進，數(shù)據(jù)的收集與處理，模型的構建與分析等多種過程。

科學探究對于學生掌握科學概念，參與科學實踐，理解科學本質，成為獨立的思考者和學習者都有重要作用。比如，結合觀察植物根尖細胞有絲分裂，教師的實驗可以設計實際問題情境：介紹作為裝修污染源之一的甲醛對人體健康的影響。然后，教師再提出問題：甲醛對植物的細胞分裂是否也有影響呢？能否將相關的植物作為室內裝修環(huán)境污染的指示植物？學生圍繞問題進行假設、實驗設計，展開科學探究。通過不斷地嘗試，學生對實驗操作進行改進，比如解離的時間、漂洗的方式、染色的操作。再對實驗結果進行分析、交流和討論。這種就實際問題開展的富有成效的科學探究活動能夠有效地培養(yǎng)學生科學探究的各方面能力。

4在實際問題解決中，積極承擔社會責任

社會責任感是個體積極承擔社會責任或幫助他人的一種比較穩(wěn)定的心理品質，是學生成就人才與幸福生活的核心素質，更是社會和諧、民族興盛與良好風尚的重要保證。生物學科的社會責任是指運用生物學的認識、理解和思想方法，參與個人與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)、生活實際問題的擔當和能力。社會責任是生物學課程的目標，是解決實際問題過程中形成生命觀念、科學思維、科學探究等生物學核心素養(yǎng)后的拓展和延伸，期待學生能夠應用所學的生物知識來處理生活中遇到的實際問題，做出科學合理的決策，完善自身，體現(xiàn)出自身肩負的責任，并造福社會。

生活中蘊含著許多生物學知識和原理，高中階段涉及到了人體健康、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、關愛生命等各方面，很多知識都可以與日常生活和生產(chǎn)中的實際問題緊密聯(lián)系：

①為什么越抓越癢？

②麻醉藥的作用機理是什么？

③為什么毒品能使人上癮？

④為什么面包或饅頭的制作過程要發(fā)酵？

⑤為什么長時間的陰雨天氣能導致農(nóng)作物的的面積減產(chǎn)？

⑥為什么保持養(yǎng)豬圈的合適溫度能使同等飼喂條件下豬長得更快？

這些問題能引領學生從書本走向實踐，既可以發(fā)展學生的科學思維和科學探究，使學生建立正確的生命觀念，也可以讓學生體驗到生命科學在解決實際問題的價值和力量，體驗社會責任感。實際問題的分析和解決會引導學生更多地關注涉及生物學的生產(chǎn)生活實際問題，使學生逐漸樹立尊重科學、關愛生命、保護環(huán)境、造福社會的社會責任感，提升學生學以致用解決實際問題的意識和能力，促進學生生命健康成長，成為健康中國的促進者和實踐者，讓學生有足夠的勇氣去承擔社會責任。

生物學學科核心素養(yǎng)是學生在生物學課程學習過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格與關鍵能力。落實生物學學科核心素養(yǎng)在高中生物教學中占有重要地位，教師要融合生物學科的核心素養(yǎng)內涵，創(chuàng)設實際問題情境，讓學生在分析、解決實際問題的學習和探究活動中尊重和理解生命，發(fā)展科學思維與科學探究，積極承擔社會責任，通過實際問題的解決促進學生生物學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。