核心素養視野下的高中生物教學設計

林梅青 陳明山

摘? ?要：本文以“內環境穩態”的科學史為主線，整合教材內容，引導學生開展任務式學習，讓學生在親身體驗中自主建構概念，提高學科核心素養。

關鍵詞：科學史;核心素養;內環境穩態;教學實踐

1? 教學設計理念

《普通高中生物課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）提倡發展學生的核心素養，明確指出：義務教育階段的生物學課程，既要讓學生獲得基礎的生物學知識，又要讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法。生物學課堂要求學生主動地參與學習，養成科學思維習慣，形成積極的科學態度，發展終身學習及創新實踐能力[ 1 ]。

本節教學設計意圖：學生通過在真實的情境中主動學習內環境穩態科學史，能深刻理解生物學的概念，進而建構學科的核心概念。

2? 教學背景分析

2.1? 教學內容分析

“內環境穩態的重要性”承接“細胞生活的環境”，是學習個體穩態和群體穩態乃至生態系統穩定調節的基礎。本節課在教材內容的基礎上，教師收集穩態科學史資料為學生創設學習情境，讓學生在探究過程中主動建構知識，形成生物學概念。

2.2? 學情分析

學生通過高一年必修1“分子與細胞”的學習，初步具備結構與功能觀、物質與能量觀等生命觀念，也有初步的科學思維和科學探究的能力。另外，通過對上一節“細胞生活的環境”的學習，學生已具備內環境的一些基本知識，初中也學習了組成人體的四大系統，這都為學習這節課奠定了基礎。

3? 教學目標的設計

培養學生的核心素養是高中生物教學的宗旨，通過高中生物學的學習，學生不僅要掌握生物學的基本知識，更要領悟科學家在探究生物學發展過程中的觀點，以及發現問題和解決問題的思路和方法，并把學習到的知識和掌握的能力應用到生活中，培養社會責任意識。因此，教學目標的設計應具體圍繞核心素養展開。

3.1? 教學目標

（1）通過對生活實例的分析討論，運用反饋調節的原理進行解釋，運用歸納的方法初步概括穩態的概念，達到培養學生科學思維的目的。

（2）通過對穩態科學史的學習，運用結構與功能觀和批判性思維進行分析，完善穩態的概念和機制，達到培養學生生命觀念和科學思維能力的目的。

（3）通過開展科學探究實驗，構建不同實驗材料pH變化的數學模型，嘗試對生物材料維持pH穩定的機制進行解釋，達到提升學生科學探究能力的目的。

（4） 能夠運用穩態的主要調節機制，解釋一些生命現象，并能主動向他人提出合理的建議，達到培養學生社會責任意識的目的。

3.2? 教學重難點

（1）重點：培養學生結構與功能觀和穩定與平衡觀等生命觀念。

（2）難點：培養學生的批判性思維。

4? 教學設計的思路

學科核心素養是高中學生應養成的最關鍵素養，涵蓋生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面。本節課的教學思路是首先通過學生對日常生活實例的分析和實驗，體會結構與功能觀，初步歸納概括出穩態的概念;接著通過學習穩態的科學史，培養科學思維能力，補充完善穩態的概念和機制;然后通過開展pH穩定的探究實驗，培養科學探究能力，進一步深化理解概念;最后應用穩態機制解釋生命現象，解決生活中的問題，培養社會責任意識（見圖1）。

5? 教學過程的設計

教學目標必須通過教學過程來落實，教學過程是教學目標的具體體現。教學過程是一個由感性到理性、由理論到實踐的不斷深化和發展的過程[ 2 ]。在教學過程中，教師要充分發揮主導作用，積極引導學生對教學內容的認知和建立，突出學生的主體地位?！墩n程標準》倡導以發展學生學科核心素養為宗旨，要求教師在設計教學過程時，不但要考慮知識內容如何傳授，而且更要注重學生的核心素養如何落地，教學過程設計如下。

5.1? 課前準備

學生分小組調查家人和同學體溫的日變化規律，制作PPT或小視頻。

5.2? 設計意圖

通過開展調查活動，培養學生的生命觀念和科學思維，同時使學生對穩態有些感性認識，初步體會穩態的概念。

5.3? 課堂環節

5.3.1? 導入

（1）活動任務1：由日常實例，視頻導入，提出課題，接著由調查小組的代表做調查匯報（調查的目的、調查過程、調查數據、調查結果分析和調查結論）。學生思考并回答問題：

①為什么家庭中不同成員體溫不完全一致？這說明什么？

②比較同一年齡同一性別和不同性別的同學之間的體溫數據，可以得出什么結論？

③為什么在寒冷的環境中，人體的體溫還能保持相對穩定，我們是如何調節實現的？

④你能嘗試歸納概括出穩態的概念嗎？

設計意圖：該環節通過真實情境激發學生參與探究的動機，用生物與環境相適應的觀念，尋找解決問題的思路，分析討論，初步歸納概括出穩態的概念，培養學生的科學思維能力。

5.3.2? 對穩態機制的認識

（1）活動任務2：學生自主學習穩態的科學史（材料另發給學生，要點如下）。

①1857年貝爾納的發現：a.動物的生活有細胞生活的內環境和整個有機體生活的外環境。內環境的穩定是生命能獨立和自由存在的前提條件，這便是“內環境穩態”的萌芽，于是提出內環境是穩定的（靜止不變的）。b.肝臟在合成糖原及維持正常血糖水平中的作用。他推測，其主要依賴神經調節實現。

②1926年，坎農通過大量實驗后提出穩態不是恒定不變的，而是一種可變、可動的穩定狀態（動態平衡），并通過實驗驗證其是由神經和體液雙重調節實現的。

③維納提出反饋的概念，認為穩態的維持是通過負反饋調節達到一種動態的平衡。

④目前普遍認為，穩態是由神經-體液-免疫調節網絡共同調節實現的。

（2）設計意圖：該環節通過教師提供科學史的閱讀材料，引導學生深入思考，用結構與功能觀、批判性思維進行辨析，逐漸加深理解完善穩態概念，提高學生的科學思維能力。

5.3.3? 生物體維持pH穩定的機制

（1）活動任務3：開展探究實驗。

①學生按照表1實施探究實驗。

②各小組展示交流成果。學生交流的問題：

a.豬肝勻漿、馬鈴薯勻漿和兔的血漿分別屬于體液、細胞內液還是細胞外液？

b.加入HCl或NaOH后各組pH變化對比，哪一組更像緩沖液？

c.分析生物材料維持pH穩定的原因？

（2）分享總結：對生物材料維持pH穩定的機制進行解釋。

（3）設計意圖：該環節首先學生利用實驗器材，開展合作探究活動，接著進行展示分析交流，進一步領悟內環境穩態的概念，達到培養學生科學探究能力、交流合作和表達能力的目的。

5.3.4? 作業鞏固

（1）活動任務4：應用內環境穩態觀念解題，給患者提出健康的飲食習慣等建議。

課堂完成教材中的“問題探討”（P7），給化驗單的人提些建議。

課后鞏固練習：完成“思考與討論”（P9）“拓展題”（P11）和“知識遷移”（P14）。

（2）設計意圖：該環節學生應用內環境穩態的機制解釋一些生命現象，主動向他人宣傳關愛生命的知識和觀念，強化學生對社會的關注，提高應用所學知識，解決現實問題的能力，提高學生的社會責任意識。

6? 教學反思

本節課以發展學生的核心素養為宗旨，以內環境穩態及其調節機制的科學史為主線，通過創設真實的生活情境，激發學生積極探究、主動學習的欲望。通過科學史的學習，初步建構穩態的概念，再通過引導學生開展探究實驗，體會科學家的思維過程，加深對概念的理解，最后運用概念解決生活中的實際問題，培養社會責任意識，從而將生物學科的核心素養貫穿于整個教學過程中。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]李家雯，楊穎麗，王飛.基于核心素養導向的高中生物學教學設計[J].生物學通報，2019（11）：28-31.