實踐取向的高中生物學學科核心素養校本體系建構

周 紅

(浙江省杭州學軍中學 杭州 310012)

1 建構高中生物學學科核心素養校本體系的意義

生物學學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任[1]。但是，目前生物學學科核心素養的落實尚有一定的問題： 一方面，當前高中生物學學科的教學方式尚未落到核心素養教學的基點，教學中依然存在較為嚴重的“知識本位”現象，教學中較多關注的是如何將生物學知識傳授給學生并使其記憶存儲，學生習得的更多是如何解題與應試，這不利于生物學科核心素養的培養。另一方面，目前關于生物學學科核心素養的理論闡述較多，但對實踐教學的具體指導尚不多見，實踐層面如何有效地實現生物學學科核心素養的具體舉措尚顯匱乏，這給生物學學科核心素養在實踐中的“落地”帶來了較大的困難。基于此，筆者認為，亟需在生物學學科核心素養框架內，建構一套實踐取向的、契合課堂教學的高中生物學學科核心素養校本體系(以下簡稱： 校本體系)，用該體系對高中生物學教學從教學內容、教學過程、教學模式、教學方法和教學評價等諸方面給予實踐策略的指導和實踐性的整合，從而保障生物學學科核心素養在教學實踐中的落實。

2 建構校本體系的研究設計與結果

在認真學習高中生物學新課程標準、重點解讀其中有關學科核心素養方面的內容、全面研讀高中生物學教材等材料后，對高中生物學學科核心素養中生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四方面分別列出能詮釋其內涵的10個供選詞，采用網絡問卷調查形式，邀請被調查者選出其中認為位列前5位的關鍵詞。對問卷數據統計分析后，得到調查結果見表1的二級指標?；谏鲜稣{查問卷結果的統計分析，結合生物學學科核心素養框架內容，建構了高中生物學學科核心素養校本體系(表1)。該體系的一級指標包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個維度，每個維度下都包含經問卷獲得的位于前5位的關鍵詞而構成的5個二級指標，對每個二級指標按照新課標的要求進行教學要求的詮釋，形成可操作的三級指標，使得該體系具有指導生物學教學實踐的功能。

3 落實實踐取向的校本體系的策略

3.1 教學內容的實踐取向： 聚焦學科大概念 以實踐性為取向的校本體系在教學內容的架構上，聚焦反映生物學科本質及其特殊性的學科大概念，幫助學生建構生命觀念。教學實踐中著意關注該校本體系中二級指標的生物學內容，用其三級指標的要求指導具體的教學活動。只有把生物學學科核心素養與生物學科知識內容相互融合，才能發揮學科教學對學科核心素養形成的作用。

例如，在實施模塊1《分子與細胞》內容中，以“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”為學科大概念組織教學，以該校本體系二級指標中的“結構與功能”貫穿教學過程，用三級指標“闡釋生物體的物質基礎與結構基礎之間的關系，形成生命系統結構與功能相統一的觀點”將教學內容進行結構化處理?？勺寣W生了解生物體是由無機物和有機物分子組成，而生物大分子有其獨特的功能。又如，酶是生物體新陳代謝的一系列有序的生化反應的催化劑，核酸是遺傳信息的攜帶者，這些生命活動特有的大分子只有與水和無機鹽等組合形成具有一定結構的細胞時，自然界才出現了完整的生命。各種核苷酸不僅是組成核酸的基本單位，也參與構成輔酶、ATP等，并通過新陳代謝在不同的大分子之間轉換[2]。而細胞呼吸、光合作用等許多生化反應的物質在細胞內的不同結構、不同條件和不同酶的作用下發生不同的生化反應，形成不同的代謝產物，導致生命活動的復雜性。

將教學內容這樣處理，可幫助學生逐漸建構有層次的知識結構，使學生從“結構與功能”這一指標解釋細胞由多種多樣的分子組成，這些分子是細胞執行各項生命活動的物質基礎，而細胞是完成這些生命活動的結構基礎，幫助學生理解生物體的物質基礎與結構基礎之間的關系，形成結構與功能相統一的觀點。

3.2 教學過程的實踐取向： 挖掘實驗內涵 以實踐性為取向的校本體系在教學過程的安排上，參悟新課標中“高中生物學課程的價值是要讓學生在形成生物學核心素養的同時，能用科學的觀點、知識、思路和方法，探討或解決現實生活中的某些問題。要達成這樣的課程目標，就要高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生學習本課程的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動[1]”的意義。依據該校本體系中二級和三級指標對科學思維的要求，在教材已有實踐活動的基礎上，應充分運用現有的實驗設備、設施，自行探究、開發或改進實驗器材，拓展實踐活動；開展模型建構、模擬實驗、虛擬實驗、野外考察、社會調查、搜集資料和資料分析等。充分挖掘實踐活動的內涵，盡可能多的組織學生開展動手動腦實踐。

表1 高中生物學學科核心素養校本體系

例如，在“探究pH對過氧化氫酶的影響”一節的實驗中，首先結合學生已有酶作用特點的知識，請學生思考： 酶的活性是否受pH的影響？請學生提出自己的研究問題，并根據該問題提出實驗假設，要求學生根據自己的實驗假設來設計實驗方案。大多數學生能設計出系列pH梯度對酶影響的實驗，這時請學生之間相互交流，評價實驗方案的科學性。請學生根據自己的假設預測可能的實驗現象和結果，然后安排學生根據實驗方案實施實驗。實驗過程中，要求學生注意觀察實驗現象，并在實驗手冊上及時記錄實驗現象和實驗數據，分析收集到的“不同pH條件下的氣體體積數不同”數據推出實驗結論，然后檢驗自己的假設是否正確[3]。

這種實踐取向的教學過程讓學生更主動地參與到動手動腦的活動中，更好地理解生物學的本質，使得觸及生物學學科本質的實踐體驗不斷累積并內化，讓學生經歷自己發現知識的過程。

3.3 教學模式的實踐取向： 推進探究性學習 任何學科知識，都只能在具體的實踐活動中得以呈現；只有通過發展與運用模型、分析與闡釋數據、基于證據進行論爭等實踐活動，學生才能理解具體的學科知識[4]。依據該校本體系中二級和三級指標對科學探究的要求指導具體的教學實踐，將探究性學習方式作為突破口。以研究學科思想為切入點，挖掘和梳理學科思想的探索路徑，以具體問題對科學思維方法展開陳述，留給學生一定的思考空間和張力，讓學生領悟生物學解決問題的思路和方法。

例如，在學習模塊2《遺傳與進化》中“遺傳信息的表達-轉錄”這段科學發現史時，教師先介紹1955年科學家曾用洋蔥根尖和變形蟲進行實驗的過程和方法，請學生思考并依此推出結論： 蛋白質合成與RNA有關。再請學生思考，如何證明RNA與DNA之間的關系呢？讓學生作出假設、自己設計實驗方案并作出預期。然后，教師介紹拉斯特等人將變形蟲用同位素標記的尿嘧啶核苷培養液來培養的實驗。請學生思考： 上述實驗結果說明了什么？學生推出： RNA是在細胞核中合成的，把DNA中遺傳信息從細胞核中轉移到細胞質中控制蛋白質合成的物質很可能就是RNA。師生共同推出結論： 遺傳信息的傳遞與RNA有關。然后再請學生思考： RNA與DNA之間有何關系？如何證明呢？在學生推測后，教師介紹1961年科學家發現依賴DNA的RNA聚合酶的實驗方法和過程。然后，讓學生判斷自己的結論是否正確，與科學家的不同在哪里？引導學生不斷總結，然后再對自己的問題解決過程及其結果進行反思、分析。再請學生分析這個實驗說明了什么？

通過將科學發現史的材料進行探究性學習的改編，向學生展示人類揭開生物學世界的奧秘和令人興奮的探索歷程，讓學生在學習科學史中體驗科學探究的一般過程，親歷如何發現問題、如何假設問題的“答案”、考慮從哪些途徑去解決問題，如何進行合理推理等過程，使學生初步掌握科學探究的方法和過程，嘗試進行推理與判斷、分析與綜合、問題與假設、實驗方案設計和變量控制等二級指標指向的內容。

3.4 教學方法的實踐取向： 聯接社會議題 該校本體系一級指標的社會責任包含五個二級指標，用對應的三級指標的要求指導具體的教學實踐，將有助于培養學生的環境意識、明辨真偽科學等。教學實踐中，可將生物學知識與學生的日常生活、醫療保健、環境保護和經濟活動等內容適度結合，引入社會性科學議題，這些議題通常與生命、健康和安全領域相關。倘若在科學課堂上接觸到與日常生活相關的領域和議題，學生也能夠意識到日常情境和科學問題之間的關系[4]。

例如，學習模塊3《穩態與環境》中“人類與環境”內容時，可安排社會實踐活動，組織學生外出參與當地的環境保護實踐，樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，形成生態意識。又如，在學習模塊1《分子與細胞》中“細胞的衰老與死亡”內容時，通過組織學生進行小組合作討論學習的方式，詳解衰老與死亡的機理、特征和生理過程，幫助學生理解： 在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的正常生理現象，是細胞生命活動的必然規律，從而抵制迷信和偽科學。

這種參與社會實踐、小組合作討論的教學方法可幫助學生建立對生物學的理解，幫助學生關注應用生物學學科知識解決現實問題和解釋生活現象，進而運用生物學原理和方法參與公眾事務的討論和個人決策。

3.5 教學評價的實踐取向： 優化評價內涵 開展指向核心素養的教育評價，是從整體上推動核心素養有效落實的重要途徑。以核心素養為統領，整合、改造和優化現有評價，使現有的各種評價都與核心素養評價接軌，將核心素養的理念、內涵和要求貫徹到現有的評價之中[5]。用該校本體系進行教學評價時，可圍繞三級指標展開評價，不僅關注學生生物學科基礎知識的掌握情況、生物學科基本技能的形成情況，更關注“關鍵能力”和“必備品格”。這里的關鍵能力，指學生在學習生物學課程過程中形成的穩定的心理特征，主要包括科學思維方式和解決生物學問題的基本能力；必備品格則包括審美、合作、傾聽和創作等。

例如，在完成“探究環境因素對光合作用的影響”一節的實驗后，對學生進行實驗的評價，不僅關注光照、溫度和CO2濃度等因素的改變對光合作用的影響而帶來的實驗現象和實驗數據的改變，更關注評價學生在該實驗蘊含的關鍵能力和必備品格方面的表現。又如，評價學生能否提出自己要研究的具體問題并作出假設，評價學生能否根據自己提出的問題設計實驗方案、作出預期，評價學生的實驗操作(如實驗材料的分組及處理、可變因素的控制等是否正確)，評價學生對實驗過程中的觀察與記錄情況(如確定的觀察指標是否正確、記錄是否及時且正確)，評價學生對實驗結果的分析(如能否正確處理實驗中收集的各種數據等信息)，評價學生能否推出結論、并將結果與同學分享交流、評價學生在小組合作中的表現等。

指向核心素養的教學評價要為學生提供展示指向生物學學科核心素養的機會，反映學生的學習動機、學習方法、關鍵能力和必備品格的增值。