培養初中生物學學科關鍵能力的教學實踐策略

■邰玉韋

核心素養與關鍵能力已成為國際教育關注的焦點，也是我國當前基礎教育改革的著力點。《義務教育生物學課程標準》（2022年版）指出，生物學課程要培養的核心素養，主要是指學生通過本課程學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，是生物學課程育人價值的集中體現，主要包括生命觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。核心素養是綜合的、隱性的，開展不同主題的教學發展學科關鍵能力是落實核心素養的有效途徑，核心素養的培養應貫穿于課堂教學和課外實踐。基于多年教學實踐，筆者嘗試提出了學科核心素養下初中生物學學科關鍵能力的劃分與結構，以及提升學科關鍵能力的方法與策略。

一、初中生物學學科關鍵能力培養的結構框架與水平劃分

1.初中生物學學科關鍵能力。

生物學課程的性質決定了生物學學科能力的特征。生物學學科能力主要包括：對生物科學知識、科學過程與方法、科學技術與社會關系的理解能力，科學思維能力，觀察能力，實驗能力，調查能力，健康生活能力，實踐能力，創新能力等。而生物學學科關鍵能力是指學生在學習生物學課程的過程中形成的具有典型學科特性的、與特定生物學學科素養緊密關聯的特殊學科能力；是在學科發展過程中長期積淀的，支撐著學科的過去、現在和未來，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備能力。

實驗在生物學學科中具有獨特的價值和魅力。實驗探究是探究實踐素養的重要組成部分，包括觀察與提出問題、做出假設、方案設計與實施、結果分析與表達等。實驗探究能力是學生認識客觀世界必備的學科素養和基本能力，能促進學生學習科學知識，發展科學思維，形成科學態度和科學精神等。生物學中的模型包括物理模型、數學模型和概念模型。在建模的過程中，基于相應生物學學科思想滲透，如分析、比較、判斷、想象和類比推理等，能使學生掌握建模方法并幫助學生將所學概念結構化、系統化和意義化。模型建構能力是形成科學思維的一種關鍵能力，在學生學習生物學重要概念，形成批判性思維和創造性思維中起重要作用。歸納推理與演繹推理能力可以促進學生形成科學的結構與功能觀、進化與適應觀等。社會實踐能力是一種綜合能力，主要包括農業技術能力、科技創新能力、跨學科實踐能力、保護環境意識、健康生活意識等。因此，“實驗探究能力”“歸納推理與演繹推理能力”“模型建構能力”“社會實踐能力”可以作為初中生物學學科的關鍵能力，發展學生核心素養。

2.初中生物學關鍵能力框架與能力水平劃分。

基于國內外生物學學科核心素養和關鍵能力的研究成果、《江蘇省義務教育學科核心素養與關鍵能力框架（試行）》、筆者工作室“生物學學科關鍵能力的培養與評價”項目的研究成果、目前初中生發展核心素養所面臨的實際需求，筆者提出了初中生物學學科關鍵能力框架與學生能力水平劃分層次。（注：學生能力表現水平之間的差異，主要表現在不同情境中運用重要概念和方法解決問題的程度，水平1到水平3依次從低到高。）

（1）歸納推理能力。

水平1：能基于科學事實初步形成生物學概念。水平2：能基于事實和證據，概括出生物學規律和原理。水平3：能在新問題情境中，采用適當的科學思維方法揭示生物學規律。

（2）演繹推理能力。

水平1：舉例描述生物學概念。水平2：運用生物學規律和原理解釋生命現象。水平3：運用生物學原理，對具體實踐的可能結果做出預測和論述。

（3）模型建構能力。

水平1：能初步用文字、符號、圖示或實物表達生物學概念并做出簡單判斷。水平2：能正確解讀模型的內涵，準確提取關鍵信息，實現圖文轉換。水平3：能在新的問題情境中，選用恰當的方式建構模型，并能闡明其內涵。

（4）實驗探究能力。

水平1：①能運用一定的方法進行觀察，描述所觀察到的現象，并提出生物學問題。②能基于經驗或經歷，做出基本假設。③能識別探究實驗的實驗變量；基于實驗方案完成簡單實驗。④能記錄實驗結果并與他人展開交流。水平2：①能運用恰當的工具進行觀察，描述所觀察到的現象；針對特定的情境提出相關的生物學問題。②能基于一定的學習經驗或經歷，提出可以進行檢測的假設。③能依據實驗變量設計對照實驗；依據方案實施實驗。④能如實記錄和分析實驗結果，并運用科學術語進行表達交流。水平3：①能恰當選用并熟練運用工具進行觀察，系統描述所觀察到的現象；針對新情境，提出有價值的、可探究的生物學問題。②能基于豐富的學習經驗或經歷，提出具體可檢測的多種假設，并有可預見性的結果。③能根據科學實驗的基本原則，合理設計或優化實驗方案；有效實施實驗。④能運用多種方法如實記錄和分析實驗結果，運用科學術語精確交流。

（5）社會實踐能力。

水平1：能基于觀察提出研究問題，通過實踐能獲取基本證據并回答研究問題。水平2：能用多種方法開展生物學實踐活動，獲取充足證據，處理和解釋證據，較全面回答研究問題。水平3：能積極主動開展多種生物學實踐活動，動手實踐能力強，具有質疑精神和創新意識，提出具有批判性且有價值的問題并基于證據提出論點。

二、例談初中生物學學科關鍵能力培養的教學實踐策略

1.創新構建學科關鍵能力培養的實踐操作體系。

學科關鍵能力的培養總是與具體的課程以及課堂活動相聯系，在解決具體的實際問題中實現。教師要重視解決學科教學的關鍵問題，堅持從教學研究中排查重要的教學問題，列舉體現學科核心素養和關鍵能力的若干典型課題，以微課程方式進行主題研究，回歸到教學現實場景和真實過程中，改進教學對策，創新構建培養關鍵能力的操作體系（如圖1）。該教學實踐體系主要包括“概念解讀”“能力課堂”“實踐提升”等，不僅要闡釋初中生物學學科5種關鍵能力的內涵、外延，而且還要緊扣學科關鍵能力主題，通過精心選擇教學案例，展示真實的課堂教學過程，多角度、多層面地對教學實踐進行深入思考，對于改進教學，具有一定的啟發性和較好的操作性，并能提煉形成相應的教學策略。

圖1

2.例談“批判性思維”能力培養的教學實踐。

（1）批判性思維的內涵。

《批判性思維：它是什么，為何重要》一書中指出：“批判性思維是指有目的性和自我調整性的判斷，表現為闡釋、分析、評估和推理，對該判斷所基于的證據、概念、方法、原則的解釋以及對背景因素的考量。”批判性思維是探究的重要工具，因而是教育中的解放力量，也是個人及社會生活中的有力手段。批判性思維是普遍的，是具有自我糾正能力的人類所特有的。

（2）課堂實踐策略。

案例1：開展游戲體驗活動，提升學生思辨能力。

活動目的：游戲不僅是幼兒與小學生喜歡的活動，也是初中生喜歡參與的活動。在生物學教學中設計一些聯系社會現實生活的、富有思維含量的游戲活動，不僅有利于增強學生的學習情趣，而且能更好地培養學生的思維能力，引導學生關注生活實際問題。

活動背景：蘇教版《生物學》八（下）《現代生物技術的應用》一節的重點內容是現代生物技術和日常生活的關系及其對人類生活的影響。其中一個難點就是理解轉基因生物技術對解決當代人類社會所面臨的人口、糧食、資源、環境等重大問題所具有的重要作用。

活動內容：初中生就現有的知識，系統理解轉基因生物技術的理論知識還有較大的難度。為此，教師在課堂上組織學生開展一個思維游戲活動。學生在對轉基因技術概念大致了解的基礎上，自由結伴，4人一組，參與“科學想象最強大腦”游戲活動。第一步，小組成員協商選擇一種動物或植物，應用轉基因技術，進行服務社會生產和人們生活的技術改造；第二步，各小組為改造的新動物或新植物取一個響亮的名字，用彩筆寫在卡片上，并用關鍵詞簡要注明其特殊的能力和這種能力的基因來源；第三步，各小組將成果卡片粘貼在黑板上，并選代表在班上發言交流、解釋說明；最后大家進行投票，評選出優秀作品。

活動反思：①學生對這一活動很感興趣，動腦動手，提出了許多創意，如把“滅火樹”細胞內的“滅火”基因提取出來，通過轉基因技術轉入泥炭蘚植物細胞內，就可以形成“滅火蘚”轉基因植物，用其制造地毯，既能防潮、防火，還能起到綠化、美化環境的作用。②游戲體驗活動充分調動了學生的積極性、創造力和活力，符合學生的認知特點和規律。學生在交流思辨中提升了思維能力，激發起對轉基因技術的興趣，也充分展現出為社會做貢獻的內在渴望。③通過游戲體驗活動，學生深切地感受到生物學是一門前途無量的科學，激發出主動對生物學職業進行規劃和主動承擔社會責任的動力，更加理解人生價值與承擔社會責任之間的關系。

案例2：開展社會議題辯論活動，提升批判性思維能力。

活動目的：社會議題辯論的目的在于培養學生的理性思維能力，科學解釋能力，語言表達能力，協同組織能力，合作能力等，促進學生對社會問題、社會現象有更深層次的思考和認識。

活動背景：我國是世界上生物種類最豐富的國家之一，高等植物和野生動物物種均占世界的10%左右。然而，環境污染和生態破壞導致動植物生存環境被破壞，物種數量急劇減少，甚至有的物種已經滅絕。據統計，近50年約有200種高等植物滅絕，平均每年滅絕4種；野生動物中約有400種處于瀕危狀態。

活動內容：為進一步加強中學生對瀕危物種的保護意識以及了解怎樣正確保護野生動物，教師可以組織與此話題相關的辯論。①提前一周讓學生去了解和關注《中華人民共和國野生動物保護法》（2016年修訂版），引導學生思考野生動物保護法修訂的意義和重點修改的內容。例如，其中明確規定了實質性的動物福利保護內容；提出不得虐待野生動物，對待野生動物不得違反社會公德；其將舊版的第二章的標題“野生動物保護”改為“野生動物及其棲息地保護”；限制和規范了對野生動物的利用；增加了4種違法行為的情形等。在此基礎上，進一步引導學生討論和分析野生動物保護的現狀和存在的問題。②上課前一周，讓學生選擇自己感興趣的話題，確定“保護野生動物”辯論的題目。例如，正方：“建立自然保護區是保護野生動物最好的方法。”反方：“人工飼養是保護野生動物最好的方法。”全班分為兩組，推選1名組長和4名辯論選手，課下各組按照分工查找資料，搜索證據，準備PPT和辯論文稿。③課堂辯論活動主要分為三個階段，第一階段：組內討論10分鐘，大家對各自找到的資料進行匯總，分析、整理自己的主要觀點和證據材料，并推選一位辯手進行陳述；第二階段：自由辯論30分鐘；第三階段：每組用5分鐘時間進行組內交流，推選一位辯手進行綜合性總結。

活動反思：①辯論能有效地促進學生了解保護野生動物的意義和方法，最大限度地發掘學生自身的創造潛能。②在雙方的辯論中，學生深度參與，搜集證據，整理、加工和應用各種信息，學會了理性尋找解決問題的途徑和方法，提升了批判性思維能力。

（3）教學實踐反思。

批判性思維的本質是質疑、發現。批判性思維指的是人針對某件事或某種現象根據自身的思維做出的自主性判斷思考，這種思維以邏輯方法作為基礎。學生批判性思維能力的培養主要表現在：積極思考的習慣；努力探索的欲望；獨立思考的品質；從不同角度看問題的意識；用不同的理由支持觀點的手段；對問題有條理梳理的能力等。那么，在生物學教學中如何培養學生的批判性思維能力呢？這就需要教師提高自身的批判性思維能力；多角度創設探究問題，培養學生的批判意識；提升自身的科學探究能力，開展辯論與體驗活動，培養學生的批判性思維能力。

實踐證明，初中生物學學科諸多關鍵能力既有獨立的部分，也有密不可分的相互關聯。在一節課堂教學內容中，可以側重一至兩種學科關鍵能力對學生進行培養；而實際教學中，學科關鍵能力需要從多角度進行綜合培養，學生的能力發展是多方面的、綜合的。