初中生物教材“科學·技術·社會”環節提升學生核心素養的策略研究

摘" 要：以素養為導向的課堂強調培養學生在真實情境中解決問題的能力，引導學生建立起學習與生活之間的聯系，在解決實際問題的過程中提升核心素養。落實學科核心素養，需要教師善于利用教學資源，結合新的時代背景對教學資源進行新的詮釋和更新，幫助學生內化學科核心知識，能夠將理論知識轉化為關鍵能力。文章以初中生物教材中的“科學·技術·社會”版塊教學為例，探討如何緊抓教材中的教學點，并有效利用關鍵教學點聯結學生的學習與生活，實現學科育人，提升學生的學科核心素養。

關鍵詞：初中生物學;學科核心素養;生物教學

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱課標）以發展學生的核心素養為課程宗旨，將生命觀點、科學思維、探究實踐和態度責任作為學科核心素養的具體內容。從2011年版義務教育生物學課標倡導的“知識、能力、情感態度與價值觀”的三維目標，到2022年版提出的四個維度核心素養，課程宗旨的變化對生物學教育提出了新的要求。研究表明，核心素養的落地不應局限于課堂教學。教材中的“科學·技術·社會”環節作為課堂教學的補充和延伸，對生物學知識的鞏固和學科核心素養培養起著至關重要的作用。

一、初中生物教材中“科學·技術·社會”環節的結構

課標指出，生物學和其他自然科學一樣，是在技術和社會的相互影響中不斷發展的。通過生物學課程的學習，學生應該認識到，生物學不是一門“象牙塔”中的學問。在生物學發展史中，新理論、新觀點的提出，往往受到社會文化的影響和技術條件制約。而現代生物學的迅猛發展對社會和經濟的發展日益顯現出巨大的推動作用，也影響到個人生活的方方面面，有時還會對人類現有的倫理道德體系產生沖擊，如基因編輯嬰兒、克隆人等。當代社會發展中許多重大問題的解決，也都依賴生物科學技術的進一步發展，并對生物科學技術的發展產生客觀需求和帶來外驅力。科學、技術、社會三者是相互聯系又相互影響的，科學發展推動技術進步，技術進步提高生產效率，從而推動社會進步，生物則是將三者緊密聯系在一起的橋梁。

人教版初中生物教材共四冊，“科學·技術·社會”涉及的內容共26個單元：其中既有動手實踐內容，如七年級上冊“無土栽培”、七年級下冊“森林浴、有氧運動和高壓氧治療”;也有新的科學成果介紹，如七年級上冊“克隆哺乳動物”、七年級下冊“角膜移植、角膜捐獻和人造角膜”、八年級上冊“以菌治蟲”、八年級下冊“探索地球外的生命”等;還有環境保護內容，如七年級下冊“生物入侵及其危害”、七年級下冊“退耕還林還草”等。具體分布如表1所示。

二、“科學·技術·社會”環節提升學生生物學科核心素養的策略

教材中選取的“科學、技術、社會”內容，包括生物科學研究成果在社會各個領域和個人生活中的廣泛應用及重要價值;科學與技術是相互支持的，如顯微鏡發明對生物科學發展的巨大推動作用、基因科學的研究催生基因工程技術等;科學技術成果的不恰當運用造成的負面影響，如抗生素和激素的濫用，對人體健康的危害，以及環境污染，生態失調等;生物科學技術發展對人類現有倫理道德體系產生的沖擊等。作為生物教師，要充分利用這些教材資源，深刻領會教材編寫的意圖，最大限度發揮教材的育人功能。

（一）聚焦概念，形成生命觀念

生命觀念是生物學學科核心素養的重要內容，在塑造學生生命觀念的過程中，能夠推動學生加深對生命本質的認識和理解，形成科學“三觀”。生命觀念之所以重要，是因為它在核心素養中擁有特殊性（唯一具有生物學屬性）和高覆蓋性（涉及每一節課的教學內容），它是學科內容的精華，具有讓學生長期受益的特點，所以每節課的具體教學內容一定要以學科大概念為核心，以主題為引領，使課程內容情景化，促進學科核心素養的落實。

例如，七年級上冊教材科學、技術、社會的“生物圈Ⅱ號”內容。為了讓學生理解大概念3“生物與環境相互依賴、相互影響，形成多種多樣的生態系統”和重要概念3.2“生態系統的自我調節能力有一定限度，保護生物圈就是保護生態安全”，教師可以指導學生對“生物圈Ⅱ號”里提到的“農業區”“熱帶雨林”“熱帶草原”“海洋”“沼澤”等生態系統進行分析或研究，了解生態系統的組成、結構和功能，認識到生態系統在結構和功能上的整體性。同時教師可以讓學生討論：“這個看似模擬地球的‘生物圈Ⅱ號’，為什么最后失敗了呢？失敗的原因有哪些？”學生在查找資料和討論中，明確了“生態系統的自我調節能力有一定限度”和“保護生物圈就是保護生態安全”的生態學原理。

（二）創設情境，培養科學思維

課標強調，科學思維應以事實為依據，分析和解決顯示出的問題。科學思維是學生在學習了生物學課程后形成的終身受益的學習成果，包括四個基本特征：客觀合理、可論證性和可驗證性、系統性和方法性、準確性和可傳播性。吳成軍在《生物學學科核心素養的教學與評價》中，也列出了科學思維的四個顯性特征：崇尚真知、尊重事實和證據、正確的邏輯分析、質疑和批判。由此可見，科學思維指向幫助學生以科學的思維認識事物發生的規律、分析現象背后的邏輯關系等，以此培育學生實際生活中解決真實問題、復雜問題的能力。

例如，在教授七年級下冊第五章《人體內廢物的排出》后，教師可將第77頁“科學、技術、社會”的“血液透析和腎移植”內容設為情境，讓學生利用尿液的形成原理，分析并解釋泌尿系統異常引起的腎衰竭導致體內廢物無法排出，從而引起人中毒死亡;同時讓學生通過對比尿液和血液的成分，確認尿液來自血液，接著運用建模的方法，猜想、建構，嘗試自主畫出模式圖。在此基礎上，教師可以運用顯微圖像和結構簡圖驗證、完善學生建構的模式圖，最后師生一起總結概念。

又如，八年級下冊《帶你參觀養雞場》，教師可以讓學生思考下列問題：“為什么公雞和母雞分開飼養？怎么完成受精？人工翻蛋與胚胎發育之間的關系，人工光照與激素調節之間的關系……”讓學生基于證據和邏輯，運用比較、分析等方法，多角度比較養雞場與普通家養雞之間的區別。

（三）動手實踐，親歷科學探究

探究實踐中的兩個維度是指：“科學探究”和“工程學實踐”，分別指向的是科學家素質和工程師素質，目的是讓學生習得科學家思考和工作的方法，并了解工程師是怎樣工作的。這要求學生在探究活動中要具有科學、數學的知識與技能，并形成工程學的思維習慣。探究實踐是生命觀念和科學思維的直接體現，在實際操作中，學生不斷更新理念和思維，在培養動手能力的同時，促進“做中學”，從而培養了生物學學科的核心素養、關鍵能力。

例如，七年級上冊第101頁“無土栽培”一節的內容就是一個很好的素材。通過前面的學習，師生已經明確：土壤可以提供植物生長所需要的水和無機鹽。實際上，不用土壤也行，只需要為植物提供它所需要的水和無機鹽，也可以進行植物栽培。基于此，教師可以讓學生根據植物生長發育所需的環境條件，自己設計恰當的裝置，利用營養液無土栽培一種植物（如番茄），定期補水，更換營養液、通氣;觀察植物在生長發育中的變化，設計表格，記錄和交流葉片的數量、大小，開花結果的時間等信息，以探究植物無土栽培所需的條件。

在教學中，教師應注重讓學生在解決真實、復雜情境的問題中加深對概念的深度理解，發展核心素養，同時評價學生概念的習得及核心素養發展情況。例如，在七年級上冊第115頁“節水農業”中，教師帶領學生觀察學校植物生態園的滴灌和定時澆水裝置，給學生布置的探究實踐題如下：

1. 觀察現象：長假之后，校園植物角的多株綠植出現缺水導致的萎蔫。

2. 提出問題：如何能實現自動灌溉？

3. 制訂方案：自主設計模型圖紙，尋找合適的材料，結合澆灌技術設計一款“自動灌溉裝置”。

4. 實施方案：學生設計了很多種方案，如給礦泉水瓶身鉆個孔，擰緊瓶蓋，利用大氣壓的原理自動灌溉;在礦泉水瓶子里插入棉繩，利用虹吸原理自動灌溉。

5. 表達交流：在相互交流過程中，學生形成了邏輯思維和批判性思維，也會對自己設計的方案進行修正。

通過利用學科知識解決實際生活中的問題，學生會逐漸真正掌握學科知識，并在同步開展多項任務的過程中形成跨學科學習思維，通過完成任務提升個人的綜合能力，提升了學科核心素養。

（四）聯系實際，滲透態度責任

作為生物學課程的學習結果，態度責任長期影響著學生的個人決策。正確的科學態度、健康意識和社會責任是個人素養的體現。毫無疑問，每一節課，教師都應該滲透此內容，“科學、技術、社會”更是為學生提供了良好的學習素材。

例如，“生物圈Ⅱ號”內容用事實告訴學生：迄今為止，地球仍是人類和其他生物的唯一家園，大家應該倍加珍惜和愛護地球。七年級下冊《生物入侵及其危害》從“不是要保護生物嗎？生物怎么又成了入侵者”這個相對立的話題，讓學生關注這類在社會上民眾廣泛關注，且與民眾密切相關的生物學社會議題。生物學教學中，常常會出現不少富有爭議的科學話題，小到一次性筷子的使用，大到核能發電，以及試管嬰兒、抗生素使用、疫苗接種、殺蟲劑安全等。學生除了學知識，還要考慮社會道德和倫理問題，甚至考慮公共安全因素。教師通過采取積極和正面的引導等手段，讓學生從生物學視角得出合理的結論，從而促進了學生社會責任感的形成和發展。八年級下冊“中國擁抱‘基因世紀’”“人類與傳染病的斗爭”等內容，讓學生知曉人類生活時刻面臨著寄生蟲病、細菌傳染病和病毒性傳染病等疾病的威脅，掌握了傳染病的基礎知識、常見傳染病的預防知識，了解了我國公共衛生體系以及公共衛生事件的應對機制，提高了對傳染病的防控能力，增強了關注公共衛生事件的意識，提升了應對公共衛生事件的素養。

三、結語

綜上，教師要充分利用教材資源，將教材作為教學范例，理解教材的思想性，把握生物學科的育人方向，合理選擇和組織教學內容，創設真實情境，運用現代化信息技術手段創新教學方式，并重視跨學科探究活動，巧用生物教材的各個環節，以更好地發展學生核心素養。

七年級上冊""" 七年級下冊""" 八年級上冊""" 八年級下冊

1. “生物圈Ⅱ號”P32

2. “人類探索微觀世界不可缺少的工具——顯微鏡”P41

3. “克隆哺乳動物”P55

4. “脫韁之馬—癌細胞”P58

5. “微藻與生物柴油”P78

6. “無土栽培”P101

7. “節水農業”P115

8. “現代化溫室”P120

9. “森林可以緩解氣候變化”P13""" 1. “‘第七類營養素’——膳食纖維”P25

2. “‘森林浴’、有氧運動和高壓氧治療”P49

3. “干細胞和造血干細胞研究”P55

4. “血液透析和腎移植”P77

5. “角膜移植、角膜捐獻和人造角膜”P86

6. “生物入侵及其危害”P106

7. “溫室效應增強和全球氣候變暖”P111

8. “退耕還林還草”P114"" 1. “動物行為學家的新裝備”P52

2. “動物與仿生”P65

3. “以菌治蟲”P83

4. “‘超級細菌’近在咫尺”P88

5. “狂犬病和狂犬病毒”P93""" 1. “帶你參觀養雞場”P22

2. “中國擁抱‘基因世紀’”P38

3. “探索地球外的生命”P55

4. “類與傳染病的斗爭”P78

表1 人教版初中生物教材“科學·技術·社會”相關內容

參考文獻：

[1] 萬美鳳，朱新宇. 學生生物學學科核心素養的落實：以人教版高中生物學必修一為例[J]. 智力，2020（01）：161-162.

[2] 張艷. 聚焦課堂教學落實核心素養：《基于學生核心素養培育的初中生物學教學實踐研究》重點課題推介[J]. 黑龍江教育學院學報，2018，37（10）：157.

[3] 黃昕，劉秋月. 生物學教材課后習題助力學生學科核心素養的落實[J]. 中學生物教學，2023（02）：37-39.

[4] 趙明偉，鄭柯柯，張筠鵬，等. 人教版新舊教材《與生物學有關的職業》欄目對比分析[J]. 中學生物教學，2024（15）：7-9.

（責任編輯：孫曉林）