基于學科核心素養優化高中生物作業分層設計

■福建省寧德市霞浦縣第六中學 周建愉

時代的發展使社會對人才的需求逐漸增加，培養更多全能型、創新型、實用型的人才已經成為廣大教育工作者的共同愿景。但結合高中生物作業設計特點分析，統一開展作業設計的方式并不能適應每位學生的成長，限制了全能型人才的培養。在核心素養要求下，高中生物作業設計方向發生改變，除了強化作業的實施效果以外，還要注重高中生生命觀念、科學探究等核心素養方面的培養。為此，教師應秉持作業分層設計理念，不僅要對作業內容、作業目標和學習情況分層，還要結合核心素養內容優化作業形式，為不同層次學生學習能力和核心素養的提升奠定基礎，為推進高中生在生物領域的學習與發展助力。

一、學科核心素養下高中生物作業分層設計理念

（一）以鞏固基礎為目的展現生物學科理論

高中生物核心素養包括生命觀念、科學探究、社會責任和科學思維四個方面，不同維度呈現不同的發展模式，同時，不同階段的學生對作業的需求存在明顯差異，因此，教師在設計高中生物作業時也應看到不同的方向，迎合不同學生的成長特點，將鞏固生物知識基礎作為立足點，圍繞復習目的展開作業設計，基于學生學情設置作業難度，幫助不同層次的學生逐步掌握生物學定義和理論知識，為未來具體實踐奠定基礎。如基于生命觀念素養的培養，教師可以循序漸進地向學生展現與生命相關的基礎生物知識，包括“病毒”“真核生物內部結構”“細胞到個體的組成單位”等，以深化學生對生物結構和功能之間關系的理解。

（二）以思維培養為目的展現生物學科特點

在以往的高中生物作業設計中，作業內容大體以文本的形式呈現，并且文本類型較為單一，所涉及的范圍過于局限，大多圍繞統一的答案設計問題。此類作業形式不僅限制了高中生的思維發展，而且不利于不同層次學生對知識的吸收。為此，在核心素養背景下，教師應貫徹創新設計原則，以拓展不同層次學生的生物思維為目的，設計多種作業類型，包括文字性作業、調查性作業、閱讀性作業、探究性作業等，通過多種類型的作業調動學生的學習興趣，以更直觀的作業形式展現生物的特點，使學生在豐富交替的作業類型中實現生物素養以及學習能力的全面提升。

（三）以生活實際為基礎展現生物學科價值

在核心素養背景下，學習的目的不僅局限于取得理想的成績，而是需要結合生活實際展開應用。為此，在高中生物作業設計中，教師應確保作業內容切合實際，并體現出學科的應用價值，建立生活與生物之間的聯系，基于學生的學情設置生活中常見的生物問題，使學生感受到生物知識在生活中的應用。例如，在“降低化學反應活化能的酶”課程教學結束后，教師可以設計“調查酶在生活和生產中的應用”作業，如洗滌劑加酶洗衣粉——堿性蛋白酶類，可以有效去除衣物上的污漬；乳制品凝乳酶——奶酪生產的凝結劑，可以分解蛋白質等；醫療用品胰蛋白酶——用于傷口愈合、溶解血凝塊等。為了體現作業的分層特點，可以針對優等生適當加大作業難度，如調查生物知識的多領域應用，而學困生只需要展開日常生活調查即可，以滿足不同層次學生的學習需要。

（四）以學習水平為核心突出生物作業實效

核心素養導向下，除了體現作業設計的功能以外，還應重點考量作業難度問題，以學習水平為基礎，為不同層次的學生設計的不同的作業內容。每位學生的成長環境不同，學習能力也存在明顯差異，統一的作業設計方法不僅無法滿足不同層次學生的學習需要，而且會導致生物課堂出現兩極分化的情況。因此，教師要轉變傳統的教育思想，選擇更適合不同層次學生成長的作業類型，以協同成長為出發點，保障每位學生都能在生物作業中獲得知識。

二、學科核心素養下高中生物作業分層設計實踐

（一）基于理論層面，發展生命觀念

基于核心素養要求，傳統作業設計形式已然無法滿足不同層次學生的發展需要。為了保障作業實施效果，教師所開展的作業分層設計應從理論與實踐的分層著手，幫助學生打好理論知識基礎，使其生物思維持續處于發散及靈活的狀態下，自覺參與生物實踐活動，為實踐作業的開展奠定基礎。基于核心素養理念的作業形式較為豐富，理論作業設計更檢驗學生的生物學習基礎，注重學生生命觀念的培養。為此，教師應致力于提升學生生命觀念認知和解釋生命的能力，以促進學生生命觀念素養的形成。例如，教師在作業分層設計中可以設置以下題目。

下列所描述的生物膜蛋白觀點錯誤的是（ ）

A.葉綠體外膜上的蛋白質可以催化光反應并吸收光能

B.小鼠卵細胞和精子之間需要膜蛋白的參與才能形成識別

C.糖蛋白的流失可降低癌細胞膜上細胞的黏著性

D.促甲狀腺激素只能與甲狀腺細胞膜上的受體蛋白相結合

上述問題大多圍繞“膜的功能和結構”理論知識展開，適合于優等生和學困生共同展開分析，在鞏固多層次學生理論知識基礎的同時，使學生逐步掌握“結構與功能相適應”的生物學觀念，為下一階段的實踐作業分層設計打好基礎。通過作業解析，多數學生能夠排除A選項，如果部分學生出現觀點差異，則需要逐步延伸問題內容，重點培育學生的生命學觀念，以糾正其觀念差異，實現針對性的教育目標。

這里,, 為方腔流動的二維速度矢量, 為壓力,,?z) 為梯度算子. 考慮相鄰雙側邊蓋驅動方腔流動, 即以相同的速度上壁面向右運動和左側壁面向下運動, 如圖1所示. 正方形方腔的高度作為特征長度L, 邊蓋驅動速度作為特征速度U, 由此可以定義控制方程的Reynolds數為Re=UL/ν, 其中ν為運動黏性系數.

（二）基于思維層面，培養科學思維

科學思維大多需要在深度學習狀態下逐步形成，而結合高中生學習特點分析，其多停留于淺層學習，一定程度上阻礙了核心素養要求下生物作業設計的有序實施。為了落實作業分層設計，實現核心素養教育目標，教師應圍繞科學思維凝練作業主題內容，引導不同層次的學生形成對生物現象和生物規律的理性思考，并形成生物知識結構。需要注意的是，分層設計不僅強調教學目標和教學方向的分層，還應注重學生學情，結合學生在完成作業過程中呈現的狀態，調整作業設計方法，以確保不同層次的學生都能實現理性思維的提升。例如，在“光合作用與呼吸作用的關系”相關課程教學完成后，教師基于科學思維的角度，為學生布置以下作業。

葉肉細胞中的水可以參與多種代謝反應，同時，水本身帶有的氧原子也會隨之代謝并轉移，最終融入丙酮酸分子中，下列哪一個選項所述的轉移途徑是錯誤的？（）

A.CO2經光合作用后會轉移至葡萄糖

B.H2O經呼吸作用后會轉移至CO2

C.H2O 經光合作用后會轉移至O2，并且經呼吸作用轉移至CO2

作業主要圍繞課程主題，通過問題解析幫助學生掌握水中氧原子的具體去向，更能檢驗不同層次學生是否對兩大代謝過程有一定的了解。結合作業解析，優等生可以對基礎知識進行回顧，再次基于物質層次的角度，將光合作用與呼吸作用相聯系，而不再局限于理解光合與呼吸作用層面。同時，學困生也能通過對光合作用與呼吸作用的梳理，發現C 選項為錯誤觀點，真正在訓練不同層次學生推理和分析能力的同時，提升學生的理性思維。

（三）基于生活層面，助力社會責任素養

社會責任不僅是高中生物學科素養的主要內容之一，更是教師培養學生時需要關注的重要部分。高中生物知識中存在大量與實際相關，基于生物學角度認識社會事務的內容，教師可以就此類內容在教學中滲透有關社會責任和素養的教學策略，引導學生在學習知識的同時就事論事，從理性判斷與分析角度對生物學問題提出看法，找到合理的解決方式。依據此思路展開教學不僅能夠助力學生發展，更能夠使其從知識應用與實踐角度感受自身所學的實際價值，檢驗生物規律的同時培養學生的社會責任素養，促使其主動關心生物學的社會問題。

以“光合作用的原理”這一知識點為例，學生對光合作用有一定的了解，但往往“知其然而不知其所以然”。由此，教師可以設計實踐環節，從學生常見的事物著手，引導學生通過實踐參與逐步了解所學知識，在探究過程中意識到生物知識的重要性。教師可以以班級中的綠化植物——綠蘿為對象設計作業，并引導學生展開探究：綠蘿在晚上是無法進行光合作用的，只能吸收氧氣，而這會對空氣質量產生影響，這種說法對嗎？為了進一步從生物學角度驗證這種說法，教師可以為學生提供室內氧氣濃度檢測儀，引導學生在晚自習等時間進行檢測，也可以通過制作不透光容器，靜置2小時以上的方式進行檢測，根據實際數據驗證探究內容。

除此之外，教師還可以在實際生活中從日常飲食的角度引導學生展開探索，作為拓展研究，引導學生了解生物知識，提升社會責任感。例如，在教學完“糖類”的知識點后，教師可以結合“血糖”這一內容提出問題，設計分層作業。

1.從生物學角度闡述糖尿病的成因。

2.添加糖與天然糖的區別是什么？

3.為何糖尿病人不能食用或需要減少食用米飯、面條等食物？

此類作業能夠使學生對生物知識有進一步理解，認識到生物知識在實際生活中的作用。

又如，在“酶”的知識教學中，教師可以從生活實際著手，基于保健品“酵素”的功能和性質設計作業，引導學生明確該保健品的主要成分和實際功效。

1.“酵素”是什么？

2.“酵素”具有其宣傳內容中的減肥作用嗎？是怎樣實現的？

3.家人想購買“酵素”，你覺得是否應該購買？又應該怎樣對家人解釋這一保健品的效果？

此類作業從生物學角度解釋生活中的實際內容，引導學生在學習過程中合理區分對應的產物，進而辨別和分析生活中的商品，了解宣傳廣告與實際知識的區別，引導學生理性看待事物，增強社會責任感。在這種情況下，學生通過學習，能夠從生物學角度對事物有更直觀的認識，切實了解到以往不了解的內容，真正結合實際展開學習，提升自身素養。同時，生活元素與生物課程的結合也實現了對現有生物作業資源的拓展，帶領學生解析不同形式的作業內容，這有助于提升學生的實踐水平，促進學生生物核心素養穩步提高。

（四）基于學情層面，落實科學探究

在高中生物課堂中，實驗是較為重要的組成部分，與理論呈并重發展態勢。通過實驗探究，可以幫助學生更直觀地了解生物的性質和形態，并從實驗現象和搜集的數據中形成分析和推理，最終組成實驗取樣和數值結論，可以說，實驗是確保生物知識于實際中應用的基礎。但基于學生學情特點分析，圍繞實驗展開的生物作業設計并不足以支撐所有學生的科學探究，學生在學情上的差異將導致最終的實驗結果各不相同。為此，教師基于學情層面所展開的實驗類作業探究，除了重點發展學生的科學探究素養以外，還應結合學生學情設置不同的作業難度，帶領不同層次的學生系統觀察生物學現象，并通過實驗設計以及具體操作形成最終結論，從而實現不同層次學生核心素養的全面提升。

例如，“降低化學反應活化能的酶”課程包含多個實驗內容，如“結合不同條件比較過氧化氫的分解”“淀粉酶對蔗糖和淀粉的水解作用”“影響酶活性的具體條件”“酶的本質”等。對此，教師在設計實驗類作業的過程中，可以給予學生多個選項，并引導其展開分組實驗，根據自身的學習水平選擇實驗類型和難度。各小組成員需要在實驗中做好表格設計，確定實驗中“不變”的部分，從而逐步確定實驗變量。如果優等生已經完成作業基礎要求，教師可以適當增加作業難度，要求學生回顧實驗中存在的問題和疏漏，并制定改進方案。

通過不同層次的實驗作業設計，學生逐一掌握酶的作用和本質，既滿足了學習的基本需要，又凸顯了實驗作業的科學探究特點，實現了發展學生核心素養的目的。此方式迎合不同階段學生的學習特點，無論從教學還是學習角度，都保障了作業設計的有效性。值得注意的是，作業完成后，教師要及時根據學生的學習能力進行難度上的調整。如有的學生已經有了明顯進步，教師則要及時加大作業難度，拓展作業深度和廣度，幫助學生實現低階思維向高階思維的進階，真正在迎合個體需要的同時，推進生物作業持續朝著多元化的方向發展。

三、結語

總而言之，作業設計的目的在于引導學生實現知識的鞏固和對所學內容的進一步積累。隨著教育理念與方法的不斷優化，如何保證作業設計的有效性、使作業真正具備價值，還需要教師仔細考量。以培養學生綜合發展為基礎，鍛煉學生的學習能力、提升其實踐應用水平是當前乃至未來的主要發展方向。作為高中生物教師，應該積極關注學生學情和學習特點，引導學生汲取更多知識，不斷實現終身學習與應用能力的提升。