基于生物學學科核心素養的課堂轉型

李能國

(江蘇省常州市教科院附屬中學 常州 213001)

教育部新頒布的《普通高中生物學課程標準(2017年版)》(以下簡稱：“新課標”)，明確生物學課程以提高學生生物學學科核心素養為宗旨，要求學生主動地參與學習，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據、檢驗假設和發現規律等過程中習得生物學知識，養成科學思維的習慣，形成積極的科學態度，發展終身學習及實踐創新能力[1]。課程改革的核心是課堂改革，基于核心素養的生物學課堂轉型是一個系統的工程，而不是某一種教學模式就能夠實現，這樣就對生物學教師提出新的要求。

1 生物學學科核心素養的特征分析

1.1 生物學學科核心素養的整體性 組成生物學學科核心素養的四要素是一個統一的整體，彼此相連無法分割。生命觀念是生物學核心素養中最具學科特色的素養，是生物學核心素養的支柱。生命觀念的形成過程離不開科學思維和科學探究，科學思維是科學探究的重要內涵，科學探究是科學思維的實證過程[2]。在進行科學思維和科學探究的活動中，生命觀念和社會責任的形成是水到渠成的過程。

1.2 生物學學科核心素養跨學科性 自然科學中的生物學、物理學和化學等學科，其思想方法、基本原理和研究內容有著密切的聯系。同時，生物學和數學、工程學和信息科學相互滲透、共同發展，生物學核心素養四要素中，科學思維、科學探究和社會責任三者是科學課程共有的素養。生命觀念具有生物學課程的個性特征，這些觀念的形成與其他學科的發展相關，同時也影響著其他學科。加強學科間的橫向聯系，一方面有利于學生理解科學的本質，另一方面也有利于學生建立科學的生命觀和正確的世界觀。

2 生物學課堂轉型的路徑

2.1 重建課程意識 長期以來，較多的生物學教師只有教學意識而缺少課程意識，重建課程意識的核心是課程開發意識和學業質量觀的重建。課程開發是從學生特點與學校實際出發，通過需求分析確定課程目標，選擇教學內容和相關教學活動進行計劃、組織、實施、評價和修訂，以最終達到課程目標的工作過程；“新課標”制定的學業質量標準，是以生物學學科核心素養及其表現水平為主要維度，是階段性評價、學業水平考試的重要依據[1]。因此，課程意識不排斥考試，只有學業質量觀定位正確，才能選擇恰當的教學內容，靈活運用多種教學策略，關注師生的共同發展。在不同的課程意識水平下，教師的教學行為具有顯著的差異。

例如，“減數分裂”這一節的教學內容中，在新課程改革之前，教師備課是寫教案，從教的角度制定教學目標為：“1.介紹減數分裂的過程和特點；2.訓練學生的識圖、繪圖能力；3.觀察減數分裂的固定裝片，培養學生的動手能力。”2002年課程改革后，教學目標的表述為：“1.描述精子和卵細胞的形成過程，說出減數分裂的含義；2.進行觀察細胞的減數分裂實驗，比較有絲分裂和減數分裂的異同；3.養成珍惜生命的情感”。基于“新課標”的學科核心素養的教學設計中，教學目標是學生在教師指導下完成某項學習任務后應達到的質量標準，行為主體是學生，由行為動詞、重要概念、行為條件和表現程度組成：“1.在教師指導下，通過觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片和視頻，簡述減數分裂的過程和特點；2.通過對比有絲分裂和減數分裂過程的異同點，能清晰地說明染色體在細胞分裂過程中的變化規律和意義；3.運用模型建構的方法，能夠獨立模擬減數分裂過程中染色體數目和行為的變化；4.在新情境中，通過集體討論，認同生命活動具有規律性的生命觀念”。

上述三種教學目標中，第一種從教的角度，關注教學的內容，忽略了學生的學習；第二種從教與學兩個角度，對教學目標進行了整體設計；第三種將教學內容、質量標準、學科核心素養、課程資源和教學方法進行了全面描述，是可操作和測量的。可見，課程意識的提升是課堂轉型的動力。

2.2 創新教學環境 普通高中生物學課程由必修、選擇性必修和選修三類課程構成，充分考慮到學生不同的發展需求，學校將形成“選修重組班”與“自然教學班”并存的教學組織形式。“選修重組班”是創新教學環境的契機，可建立專用的生物學科教室，改變原來學生在一個教室里固定不動、教師到各個班級教室里授課的歷史。

例如，我校建設的生物學科教室最基本的功能是教學，課桌椅擺放的形式靈活多變，可以滿足自主學習、合作學習等多種學習方法的需要；學科教室的兩側和后方擺放實驗桌，實驗探究與知識學習過程可同步，既符合學生的認知規律，又恢復了生物學課堂的理科特性；學科教室的墻壁上張貼著與生物學相關的圖片、簡報和實驗報告等；窗臺和櫥柜上培養實驗或觀賞用的動植物，擺放著生物標本、模型和學生作品。走進生物學科教室，就進入有生物學特色的學習情境；學科教室設立圖書角，將圖書館中的生物學藏書放在師生需要時伸手可及的地方，配有多臺電腦，供個人或小組收集生物學信息、處理實驗數據和形成電子實驗報告等；學科教室內設計有教師的辦公區域，從而把平時的教室、實驗室變成教師的工作室、研究室。

生物學科教室是平時的教室、實驗室、教師辦公室和圖書館等功能場館的結合體，具有多種功能。通過這樣的教學環境創新，從而可促進課堂的轉型。

2.3 重組教學內容 基于生物學學科核心素養的教學設計，為打破以知識點為中心的碎片化的課堂教學模式提供了機會。因為核心素養的養成是跨學科、學期和學年的，不可能在一節課實現。以系統化的學科和主題化的跨學科內容所構成的模塊為教學單元，從教學單元設計的高度，對教學內容進行重組。

例如，以“新課標”中概念1為例，糖類、脂質、蛋白質和核酸是四類有機物，蛋白質的內容要求是“闡明蛋白質通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構，細胞的功能主要由蛋白質完成”，核酸的內容要求是“概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子”，兩者的內容和要求差異較大，難以形成“蛋白質和核酸是兩類最重要的生物大分子”的觀念。而概念3中提出“概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息”，這是與蛋白質的內容要求相當的[1]。因此，可以將“細胞的物質組成”作為一個單元，整合模塊1和模塊2的內容，結合化學學科知識和方法，將蛋白質與DNA的結構與功能同步教學、相互比較，從而形成生命觀念。并為闡明細胞核的功能、解釋ATP的結構和描述有絲分裂等內容的教學奠定基礎。

生物學教材是落實課程目標最基本的教學資源，教材內容的組織有其自身的邏輯結構，同時為使用者留有一定的空間，具有開放性和可塑性。因此，教材不是絕對權威，重組教學內容需要有課程意識，內容與生物學學科核心素養相統一，從而實現課堂的轉型。

2.4 優化教學流程 目前國內流行著較多的教學模式，如果將具有不確定性的課堂教學過程作了簡單的處理，會使教學流程變得僵化。在這樣的課堂中，會忽略了學科、教學內容、教師和學生的差異。基于學科核心素養的生物學課堂轉型，可把握課堂教學的核心要素，充實教學流程，為學生核心素養的培養與發展留下空間。

以“說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變成糖與氧氣的過程中，轉換并儲存為糖分子中的化學能”這一知識標準為例，學生在初中階段初步已經學習了“光合作用”的概念，并進行過“綠葉在光下制造淀粉”等實驗。高中教學階段一方面不能忽略學生已有的經驗而創設虛假的情境；另一方面也不能認為學生已有相關經驗而不需要情境。因此，可在生物學科教室里準備水綿、天竺葵和銀邊吊蘭等實驗材料，布置“設計實驗，說明光合作用的原料、產物和條件”“設計實驗，探究環境因素影響光合作用的速率”和“列舉提高光合作用產量、增加農民收入的措施”等任務。

真實的情境有利于激發學生學習和探究的熱情，這幾個活動具有層次性，學生將通過自主學習、合作學習進行探究，從而掌握相關知識，發展科學思維，教師面向全體學生，積極引導，及時發現問題并協助個體解決問題。最后是創造性應用環節，通過討論或角色扮演，從而培養學生的社會責任，可創造收放自如的課堂轉型境界。

2.5 完善課程評價 目前，較多的學校仍以分數作為評價學生發展的唯一依據，除了與教育大環境有關，也與學校缺乏正確的評價理念、行之有效的評價體系和科學的評價工具有關。基于生物學學科核心素養發展水平的課程評價，評價方式主要有表現型評價和紙筆測試兩種形式，是教師了解教學過程、調控教和學的行為和提高教學質量的重要手段。表現性評價有兩種應用：一種是學生成長記錄，將實驗報告、小論文、作業、課堂行為表現、參與熱情和情感體驗等收入記錄袋中，作為衡量學習態度和能力的依據；另一種是設計能夠引發學生表現其生物學素養的任務情境，對學生活動過程和成果進行的任務性評價，

例如，“淀粉酶屬于水解酶類，是催化淀粉中糖苷鍵水解的一類酶的統稱。目前，國內外生產α-淀粉酶主要采用微生物發酵法，其中米曲霉發酵產品可用作消化劑。現提供米曲霉研磨液、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液等實驗材料。請提出一個值得探究的問題、做出假設、制訂并實施計劃、設計記錄數據的表格、完成實驗，預測并分析實驗結果。”學生完成這一科學探究任務，不簡單依靠教師個人主觀來判斷，而是要設計和運用評價量表，以提出問題或假說、設計探究方案、收集與展示數據、分析和解釋結果為評價維度，以科學知識的掌握、科學方法的運用和表達交流的技巧為指標，將科學探究能力分為不同的水平層次，從而精確發現并解決教學中存在的問題。

“新課標”的評價建議中明確了評價原則、評價內容、評價方式和結果反饋，評價是發現和發展學生潛能、激發學生學習的積極性和主動性、促進學生生物學學科核心素養養成、實現課堂轉型的載體。

總之，實現課堂轉型需要良好的教育生態環境，更需要一線教師有追求卓越的品質，更努力地實現和落實新修訂的生物學課程標準。

(基金項目：江蘇省教育科學“十三五”規劃2016年度課題“基于學科教室的課程設計與實施”，No.C-c/2016/02/16)