基于核心素養導向的高中生物學教學設計

李家雯 楊穎麗* 王 飛

（1 西北師范大學生命科學學院 甘肅蘭州 730070 2 西北師范大學教育學院 甘肅蘭州 730070）

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》明確了高中生物學在高中課程體系中的重要位置［1］，對課程實施的每個環節都給出相應的教學建議。新課程標準整合了知識與技能、過程與方法、情感態度和價值觀3 個維度的目標，凝練為4 個方面的生物學學科核心素養，包括：生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。因此，高中生物學教學應以培養學生這4 個方面的核心素養作為出發點和落腳點，并在教學設計和課堂教學過程中始終貫徹開展。

教學設計是根據教學對象和教學目標，在教學前綜合考慮人員環境等各方面的因素，對相關的教學內容進行合理的、充分的規劃，以學生的現有知識儲備作為起點，以預設的目標作為終點，將教學整個過程中的各個中心環節進行優化安排，從而形成一個預設的方案［2］。

在新課程改革和生物科學極速發展的大背景下，生物學課堂應該是充滿互動交流、充滿正能量、對未知事物充滿好奇的一種活躍狀態［3］。為達到此課堂狀態，教師在課前必須要做好充足的準備工作。在進行教學設計之前，教師需精細研讀和梳理教材內容，弄清教學內容的結構體系、重點和難點知識，以及新課程標準對該部分內容所提出的基本要求等。此外，還需閱讀一些與課程內容相關的參考資料，搜集生物科學技術、生物信息學和生物工程等相關的研究進展，精選優質素材充實課堂教學內容，同時也有利于激發學生的學習自主性，深化學生對于科學、技術、工程與社會之間相互關系的認知。在進行教學設計時，應創設問題情境，讓學生發現和提出問題，通過自主查閱資料找到解決的辦法，進行實驗探究，從而得出合理的結論并總結規律，最大程度地挖掘學生的潛能，發揮學生的自主性。

1 教學目標的設計

培養學生的核心素養是當前高中生物學教學的宏觀目標。通過學習高中生物學課程，學生不僅能掌握基礎的生物學知識，還可領悟前人在探究生物學發展進程中的觀點，以及在解決實際問題時所運用的研究思路和方法，落實立德樹人的根本任務［4］。因此，教學目標的設計應明確、具體、核心突出，緊密圍繞學生生物學核心素養的培養展開。

教學目標設計案例：生命活動的主要承擔者——蛋白質。

在設計“生命活動的主要承擔者——蛋白質”這一節課的教學目標時，必須注重實踐。學生在日常生活和學習中都已接觸過“蛋白質”這一概念，聯系上一節的學習，學生已知蛋白質是細胞中含量最多的有機物，但由于蛋白質的結構比較抽象，教師需預先準備一些小視頻或設計實踐探究的活動，讓學生通過動手實踐或觀看視頻，更加直觀地了解蛋白質的結構，加深對生物學大概念的理解和掌握。教師可從以下幾方面入手設計教學目標。

1）通過小組合作進行串珠活動，闡明蛋白質是由20 種氨基酸組成的，氨基酸的組成序列及其形成的空間結構決定了蛋白質結構和功能的多樣性（生命觀念、科學探究）。

2）通過觀察氨基酸脫水縮合過程的動態視頻，讓學生分析、歸納、總結氨基酸的結構特點及氨基酸形成蛋白質的過程（科學思維）。

3）能準確區分必需氨基酸和非必需氨基酸，設計一份蛋白質含量較高的食物清單，結合營養膳食標準，對合理攝入蛋白質提出參考建議（社會責任）。

總之，生物學核心素養的4 個要素相互交叉、協調發展［1］。教師在確立教學目標時，應考慮教學對象的具體情況，圍繞生物學核心素養，依據高中生物學課程標準的內容要求、學業要求和學業質量標準制定切實可行的目標，為教學做好充分的準備、打好基礎，這樣才能達到良好的教學效果，更好地落實立德樹人的根本任務。

2 教學過程的設計

教學過程是教學目標的具體體現，是一個由淺入深、由感性到理性、由理論到實踐的不斷深化和發展的過程。在整個教學活動中，學生是主體，教學內容是客體，教師則是二者之間的紐帶。教師的任務是在充分分析主體和客體的基礎上，通過課堂教學或課后引導，幫助主體建立對客體的認知。在進行教學過程設計時，教師應明確自己在教學過程中的地位和作用，設計并運用一定的組織策略，構建主體對客體認知過程的方式和手段。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》主張以科學探究和工程學實踐進一步推動學生的主動學習［4］。因此，在設計教學過程時，教師不僅要做好知識性內容的教學，還要注重滲透生命觀念，將實驗活動與發展學生的生物學核心素養有機結合，為學生創設問題情境，提供實驗探究的條件，使學生能自主思考、設計實驗并完成實驗探究。更為重要的是，問題情境還要盡可能來自生活，或與生活聯系密切，讓學生能運用所學知識解決現實生活中的問題。通過這樣一個完整的思考和探究過程，提高學生的科學思維和科學探究的核心素養，同時使社會責任這一核心素養得到提升。

教學過程設計案例：酶的高效性和專一性（實驗課）。

教學方法：講授法、實驗法。

教學策略：利用多媒體輔助實驗探究教學。

實驗材料、儀器及耗材：淀粉溶液（質量分數3%）、蔗糖溶液（質量分數3%）、乳糖溶液（質量分數3%）、乳糖酶、葡萄糖、葡萄糖檢測試紙、試管、試管架、膠頭滴管及水浴鍋等。

課前準備：在上一節課結束時，根據組間同質、組內異質的原則將學生分組，并安排2 個課后自主學習任務：1）預習本節課的內容，搜集日常生活中酶的應用實例，并在小組內進行分享交流。2）利用課余時間觀看教師提前錄制的酶的高效性實驗微課視頻，小組內討論所觀察到的現象并嘗試分析出現該現象的原因。

教學過程：

1）導入：以日常生活中人們吃饅頭時若咀嚼時間長會有甜味，而長時間咀嚼煮熟的雞蛋卻沒有甜味2 個現象對比導入，引出酶具有專一性，進而引出本節課主題：酶的專一性和高效性探究實驗。

2）酶的高效性驗證實驗：讓學生描述在微視頻中所觀察到的實驗現象，思考并嘗試回答問題（PPT 同步展示表1）。

問題串：①為什么加了新鮮雞肝臟研磨液的試管1 中產生氣泡的速度快且數量多？ ②為什么帶有火星的衛生香插入之后會復燃？ ③2 種催化劑分別是如何“開展工作”的？ ④此實驗可得出什么結論？

表1 酶的高效性實驗操作步驟

酶的專一性實驗設計：下發活動任務，學生根據提供的實驗材料，運用所學的知識，并結合酶的高效性實驗的研究思路和方法，小組合作設計酶的專一性實驗方案（教學提示：酶的專一性是指一種酶僅能催化一種或者一類化合物的化學反應，又稱酶的特異性）。

討論探究：每個小組派1 名代表向全班學生介紹本組的實驗設計方案。其他組的成員提出意見建議，在全班范圍內交流探討方案的合理性和可操作性。各組確定可實施的實驗方案進行實驗探究；觀察實驗現象并將結果記錄于表2中； 小組討論，各組交流，查閱資料，分析出現該現象的原因。

表2 酶的專一性實驗操作步驟

分享總結：組內交流，分享自己本節課收獲了哪些知識、學到了哪些實驗技能或好的學習方法等，同時分享自己的困惑與失誤。力求通過小組討論，解決問題、規避錯誤，共同進步（教師巡視指導）。最后，學生完成實驗報告。

生物學課程離不開實驗教學，實驗教學是生物學教學的基本形式之一，是培養學生生物學學科核心素養的重要手段。在實驗教學中，教師應先引導學生自主思考、查閱資料，運用已有的知識設計實驗方案，而后再提供實驗參考，盡力激發、提升學生自主思考、主動學習的意識和能力，更好地培養學生的生物學核心素養。

3 教學評價的設計

教學評價是一個至關重要的環節。通過教學評價，教師可準確把握教學過程、調控教與學、提高教學質量［1］。在新課程改革背景下，要建立以發展學生核心素養為目標的評價體系。教學評價以課程標準、課程內容和學業質量標準為依據，檢測學生對于生物學大概念的掌握程度，評價學生生命觀念、科學思維、科學探究及社會責任等生物學核心素養的發展水平。需要注意的是，評價的出發點是促進學生更好地發展，必須要巧妙地結合多種評價手段，例如：觀察課堂學習行為情況、階段性的紙筆測驗、實驗操作技能檢核表，以及評估探究能力的評價量表等。評價中應多結合一些表現性的評價方式，增強學生的自信心，提高其學習生物學的興趣，激發學習動機。力求在促進學生生物學核心素養提高的同時，推動教師教學水平的提高，使教與學雙方得到共同發展。

本文主要以廣東省深圳市某中學學段結束時生物學試卷上的一道開放性試題為例，設計教學效果的評價［5］。

科技小論文：結合本學段所學內容列舉威脅人類健康的主要因素，簡要分析其原因。

要求：①字數約300 字；②要緊密結合教材和自己的生活實際；③層次清晰，語言流暢。

該題目以文科中常見的小論文形式出現，是一個非常大膽且新穎的嘗試。以人們普遍關注的健康問題作為切入點，貼近現實生活，同時又能考查學生對于教材相關知識的掌握程度。要解答好這道題，學生首先需要具備基本的生物學知識，準確定位本學段所學的與健康相關的知識，知道哪些因素會影響人類的健康，這將有效考查生命觀念的核心素養。其次，為了撰寫一篇出色的小論文，學生要考慮題目的擬定、文章的布局和層次，還要做到描述準確、重點突出、詳略得當。因此，一篇科技小論文可準確檢測學生的科學思維和科學探究能力。最后，試題要求中明確指出論文需結合自己的生活實際展開，這無疑測查了學生對于日常生活的關注程度，考查學生社會責任的核心素養水平。綜上，在教學評價中引入開放性試題不僅有助于綜合評價學生的生物學核心素養，還考查了學生資料查閱、文獻閱讀及寫作等方面的能力。在教學評價中，也可應用設計評價量表（表3），根據實際情況調整評價指標。同時，還可采取自評、互評和師評多元評價主體相結合的方式進行。因此，在實際教學評價中，建議教師多嘗試、探索，靈活合理地運用開放性教學評價方式。

表3 實驗課小組合作學習的評價量表［6］

4 教學反思

教學反思是指在教學活動完成之后對教學進行的回顧、總結甚至調整和提升的過程。教學設計是預設的教學活動方案，然而，實踐中由于各種不確定因素的存在，使得教學過程不一定會完全按照預定的方案進行，因此教學結束后進行教學反思是必不可少的。

首先，教師要反思自己的課前準備工作是否做到位。在上課前，教師必須要根據課程內容，準備好本節課所需要用到的教具，包括演示文稿、掛圖模型、實物模型和演示視頻等。實驗課則需要提前進行預實驗，將實驗用到的實驗材料、試劑和儀器設備準備齊全。現配現用的試劑需要備好藥品，以便實驗過程中快速配制。其次，教師要針對教學過程中學生的參與程度、學習能力，以及對本節課內容的掌握程度進行評估總結，判斷教學目標的達成狀況，以便改進教學。

教與學的2 個主體是相互影響和促進的，學生是發展過程中的人，每節課學生都在不斷地進步和成長，教師需要結合學生情況和教學內容，對教學方法和教學策略進行改進和調整。學而不思則罔，教師也同樣。“經驗+反思”是專家型教師成長的基本模式［7］。對于一名教師而言，想要成為專家型教師，需要不斷學習新的知識充實自己，豐富自己的教學經驗，同時還必須學會科學分析課堂教學過程中出現的問題，課后進行反思。如果教師僅重復課堂教學獲得經驗而不進行反思教學，則其專業發展將會受到限制，以至于永遠停留在熟練新手型教師的水平上。

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》是在繼承與創新中誕生的。在新課程改革的背景下，教師要深入地學習和把握新課程標準的精髓，在總結與繼承所積累的寶貴教學經驗的基礎上，善于開拓創新、積極實踐，巧妙地設計和開展教學活動，在提升學生學業水平的同時，培養學生的生物學核心素養，認真貫徹黨的教育方針，落實立德樹人的根本任務。