在高中生物課堂中滲透生物學科核心素養

歐秋瓊

【摘 要】本文基于高中生物學科核心素養的培養，以《細胞中的無機物》一課為例，分析教材特點，論述在高中生物課堂中滲透生物學科素養的做法，提出創設生活情境、巧設問題鏈、學以致用、理論聯系實際等教學策略，以有效培養學生生物學科素養。

【關鍵詞】高中生物 核心素養 課堂教學 策略

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）38-0079-02

2017 年新修訂的高中課程標準正式提出生物學科核心素養，主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。高中生物學是科學領域的重要學科課程之一，教師要深入分析教材特點，設計合理的教學內容，讓學生主動地參與到課堂學習中，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據、檢驗假設和發現規律等過程中習得生物學知識，養成科學的思維習慣，形成積極的科學態度，發展終身學習的能力。本文以《細胞中的無機物》一課為例，探討如何在課堂教學中以學生為中心，滲透生物學科核心素養，培養學生分析問題、解決問題的能力。

《細胞中的無機物》為人教版高中生物必修1第二章第五節的內容，包括兩部分：細胞中的水和細胞中的無機鹽。歷年高考主要考查水和無機鹽的存在形式及其作用，對此內容以及細胞中的元素和化合物、物質跨膜運輸的方式等內容進行綜合命題。高一的學生剛從初中跨入高中的門檻，對水和無機鹽的許多概念大都來自生活中的經驗，雖然對水和無機鹽的含量和作用都有初步的認識，但對水和無機鹽在細胞中的具體存在形式沒有較明確的概念，對結合水的相關知識較難理解，還需要進行適當的補充、糾正和系統化的學習。

一、創設生活情境，發展生命觀念

生命觀念主要包括結構與功能觀、物質與能量觀、穩態與平衡觀、進化與適應觀等，它是學生學習生物學課程后獲得的標志性的學習成果，也是學生學好生物學的標尺。能夠用生命觀念認識生物的多樣性、統一性、獨特性和復雜性，形成科學的自然觀和世界觀，指導探究生命活動規律，解決實際問題，這是新課標對高中生提出的目標要求。在本節課教學中，教師可以通過創設與學生息息相關的生活情境，激發學生的興趣，再利用問題驅動，促進學生積極參與課堂，培養學生生物學科核心素養。

例如，在學習“水的存在形式”這一內容時，教師先展示表 1。然后讓學生分析：血液與心臟中的含水量相差無幾，但兩者的形態卻截然不同，這是為什么呢？

通過現實生活中的情境與問題將學生的學習置于知識產生的真實情境中，啟發學生對自身的結構進行分析、感受，最終通過討論、比較得出答案：心臟和血液兩者形態不同是因為水的存在形式及所占的比例不同導致的。

當得出這個結論后，教師繼續指導學生通過閱讀課本和觀察 PPT 上所展示的圖片，同時舉出幾個生活中的實例：切西瓜時流出來的西瓜汁中的水是什么形式？雞蛋清里的水呢？新鮮水稻種子曬干時丟失的水呢？等等。通過實例分析，將現實生活中的情境融入課堂，讓學生對自由水和結合水的概念認識更加深入。接著，教師為了加深學生對“自由水和結合水的作用”的理解，再舉兩個實例：曬干后的種子吸水后容易萌發？而烘干后的種子吸水不能萌發？為什么？引導學生對這些生活實例進行深入的探討，在解決實際問題中理解生物學的核心概念，從而構建“物質的結構與功能觀”這一生命觀念。

再如，在學習“無機鹽的作用”時，教師設計如下情境：很多同學都有這個體會，蹲下太久后，突然站起來會兩眼發黑、頭暈目眩，這是什么原因導致的呢？患急性腸胃炎的病人，醫生通常輸入葡萄糖鹽水來治療，為什么？運動員進行大量的集訓后，都會喝碳水飲料，而不是白開水，為什么？列舉這一系列生活性的“問題群”，讓學生身臨其境且迫不及待地想去解決這些問題，充分調動學生的求知欲和學習生物學知識的積極性，啟發學生自主思考，討論交流，解決問題，構建“穩態與平衡觀”這一生命觀念。

創設生活情境，使學生的學習經歷類似專家解決問題的探索過程，利用原有認知結構中的有關知識和經驗去同化新知識，克服個人認識上的偏差，自我修正，自我完善，并賦予新知識以新的意義。

二、巧設問題鏈，激發學生科學思維

科學思維是理論和證據相互協調的過程，是指尊重事實和論據，崇尚嚴謹和實事求是的求知態度，運用科學的思維方法來認識事物、獲取新知識。學生應在生物學課程的學習和其他學習活動中，逐步發展科學思維，形成歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等能力。在課堂中教師可以通過設計“問題鏈”不斷深入，以鍛煉學生的思維，讓學生體驗生活、重視生物學知識，并利用已有的知識和經驗比較、分析得出結論，從而培養學生的分析能力、概括能力、解決實際問題的能力，發展學生的科學思維。

例如，在學習完“自由水和結合水”這一概念后，為了樹立“兩者之間不是一成不變的，而是可以相互轉換的”這一觀念，教師設計了一系列的生活實例問題：

（1）曬干葵花籽與炒干葵花籽的過程中，葵花籽失去的主要是什么形式的水？

（2）新鮮植物種子和干種子相比較，誰的新陳代謝相對更旺盛？為什么？

（3）新鮮雞蛋蛋清里的水主要是什么形式？

（4）臭雞蛋的蛋清為什么會變“稀”？

（5）同體積的水和同體積的果汁放入冰箱中哪個最先結冰？

（6）自由水含量高的植物體（玉米）與自由水含量低的植物體（仙人掌）相比，誰的抗旱、抗寒、抗鹽堿性更強？

設計這些“問題鏈”，讓學生利用已學的知識去分析、比較并得出結論。而對于（4）（5）（6）這幾個問題，教師提出對學生的回答存在質疑，讓他們嘗試利用“假說—— 演繹”的方法，在現實生活中用實驗來對自己的假說進行實際上的驗證，而不僅僅是停留在表面的認識上。

三、學以致用，培養科學探究精神

科學探究是生物學科核心素養必備的一種手段，指針對特定的生物現象進行觀察并提出問題，然后查閱書籍或其他信息，再設計觀察方案，并通過實驗進行分析和解釋數據，最終得出答案。在生物學課堂中，要適時開展科學探究活動，使學生在科學探究中成長，鍛煉學生動手、觀察及分析的能力。

例如，在學完“無機鹽的作用”后，教師引導學生閱讀教科書 P36 的“技能訓練”，根據前面學習的知識，學生已經知道“Mg 是葉綠素必需的元素，植物缺 Mg 葉片會變黃”。這時，教師可以組織學生以學習小組為單位，設計實驗證明“Mg 是植物生長發育所必需的”。要求自選材料、寫出實驗的原理、討論實驗設計的流程、驗證實驗結果。

學生第一次接觸實驗設計，對實驗過程中的一些術語描述還不是很清楚，教師可以在一旁引導。在這個設計實驗的過程中，學生出現“頭腦風暴”式的想法。一開始，教師主要是尋堂，進行指導，等學生討論得差不多的時候，教師根據尋堂得到的結果，提出一些問題：“同學們設計實驗時，已經考慮到單一變量的原則，采用分組實驗，將植物種植在同一塊土地里，一組施加含有 Mg 的化肥，一組施加不含有 Mg 的化肥，如果根據這個方案去完成實驗，結果會不會是大家設想的一樣呢？（提示：土壤中的成分有哪些？）而另外一些組，同學們不用土壤來種植，而是用水來培養，一組添加 Mg 元素，一組不添加，這樣的設計又有沒有問題呢？我們單用水來培養植物，植物能不能正常生長呢？（提示：植物生長需要多種無機鹽）。”通過這兩個設問，學生的思想受到了沖擊，不能用土壤，又不能用只含有Mg的水，怎么辦呢？這樣的設疑，將課堂氣氛推上了一個高潮。最后，在教師的指引下，學生慢慢得出實驗原理：要驗證Mg為植物生活所必需的無機鹽，要用“溶液培養法”。植物缺少無機鹽表現異常，但添加后又能恢復正常的就是植物所必需的元素。

以小組合作探究為中心，可以充分發揮學生學習的主動性，促使學生大膽去探究，主動去獲取知識，深入體會科學探究的過程，從而培養探究精神。

此外，教師還可以挖掘本地的資源，讓學生進行課外的探究活動，培養他們的科學探索精神。如互花米草是一種灘涂草本鹽沼植物，對水淹的生物環境有很強的適應能力，曾被稱為“保灘護堤、促淤造陸的最佳植物”，可以讓學生組織科研小組，以“探究互花米草體內自由水與結合水的比值和潮汐水淹時間的關系”為課題，設計實驗去探究。

四、理論聯系實際，增強社會責任感

賦予學生使命感和責任感是21世紀生物學對學生提出的社會責任，目的是讓學生能自覺關注并討論相關的生物學社會議題，嘗試通過所學的知識來解決生產生活中的相關生物學問題。

在生物學課程教學中，教師要有針對性、有計劃性，持之以恒地培養學生的社會責任。在學完《細胞中的無機物》后，學生對水在細胞中的作用有了一定的了解，此時，教師可以將水的相關知識擴展到更大的范圍，告知學生：“水是我們的生命之源，也是地球上重要的成分。在探索外星空間是否存在生命的過程中，科學家始終把尋找水源作為最關鍵的一環，說明水對于人類來說是重中之重，也是國家戰略資源。經濟飛速發展的這些年，我國依然走先污染、后治理的老路，這樣就形成了水資源緊缺、水污染、洪澇災害等問題，面對我國的嚴峻形勢，作為一名高中生，應該如何去保護環境、保護國家、保護家園呢？”接著，讓學生課后收集“水資源，水污染”的相關資料，并寫成一篇短小的論文，從中增強學生的社會責任感。

總而言之，學科核心素養的培養是當前教育的熱點話題，培養學生生物學科核心素養，對學生學習及今后發展均有重要意義。教師在教學過程中要把培養學生學科核心素養當作頭等任務，立足于學科核心素養的教學維度，采取科學的教學策略，有效培養學生的生物學科核心素養。

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【基金項目】廣西教育科學“十三五”規劃2019年度自籌經費重點課題（B類）“基于專題性生物課堂觀察的校本教研實踐研究”（2019B230）。

（責編 羅汝君）