《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱“課程標準”)指出,著眼于學生適應未來社會發展和個人生活的需要,從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面發展學生的學科核心素養,充分體現本課程的學科特點和育人價值,是生物學課程的設計宗旨和實施中的基本要求。核心素養是學生在學科學習中逐步形成的正確價值觀、必備品格及關鍵能力,核心素養培養是學科教學的重點,也是學科教學的關鍵目標。文章探討了指向核心素養培育的高中生物教學的必要性、要點和策略,以供參考。
一、指向核心素養培育的高中生物教學的必要性
(一)有利于學生構建完整的知識體系
生物學科的本質是研究生命現象及其活動規律,其理論涵蓋宏觀與微觀兩個層面。在指向核心素養培育的高中生物教學中,教師以重點概念為核心,不斷優化教學策略,引領學生探尋生物學科不同知識點的內在聯系,這既能幫助學生夯實學科知識基礎,提高其知識應用能力,又能培育學生的生物學學科核心素養,幫助學生構建完整且系統的知識體系。
(二)有利于提升學生的思維品質
生物學科的知識具有綜合性強和實踐性強的特點,學生在學習過程中,主要通過發現問題、提出問題和解決問題來鍛煉思維能力。這一過程對提高學生的思維能力具有顯著作用。高中階段是學生思維發展的關鍵階段,在以核心素養培育為目標的高中生物教學中,教師會重點關注學生的思維能力發展水平,并基于學生的發展需求精心設計教學活動,引導學生主動思考與實踐創造。這有助于學生在深度學習中提高綜合思維能力,從而實現思維品質的提升。
(三)有利于培養學生的科學精神
生物學習即研究生命科學,它要求學生樹立正確的價值觀念,形成良好的學習態度,并在核心素養的引領下成長為綜合型人才。在指向核心素養培育的高中生物教學中,教師會結合生物學科的特點,將實驗教學作為重點環節。通過動手實踐,學生能夠感受研究生命科學的樂趣,領略生物學科的魅力,從而產生濃厚的學習興趣,并提高科學探究能力,培養科學精神。
二、指向核心素養培育的高中生物教學要點
(一)知識構筑趣味化
為了提高高中階段學生生物學學科核心素養培育的質量,教師要重點關注學生的學習狀態,充分調動其學習積極性。為此,教師應圍繞學生的個性化發展需求設計和實施教學活動。教師要結合學生的學習興趣靈活開展教學工作,通過整合富有趣味性的資料與素材,重新構建課程知識的結構體系,以吸引學生主動參與課堂學習活動,體驗探索和獲取生物學科知識的過程。這樣既能增強教學的趣味性,又能激發學生的學習興趣,從而增強核心素養培育的效果。
(二)情境創設生活化
生物學屬于自然科學,重點研究生命現象與生命活動規律,與現實世界存在密切聯系。在指向核心素養培育的高中生物教學中,教師應創設生活化情境,根據學科知識對現實生活的影響,以相關科學或技術為核心,搭建學科知識與實際生活之間的橋梁。教師要引導學生從現實生活角度思考學科問題,認識生物學科的重要價值。這有助于學生形成生物學基本觀點,提高用生物學知識解決實際問題的能力。
(三)活動設計合作化
為了培育學生的生物學學科核心素養,教師應結合學科特點,從實踐層面引導學生探討和解決現實生活問題,在科學研究中掌握科學探究的思路與方法,并培養其合作精神。在課程標準的引領下,教師應提高對實踐教學的重視程度,積極開展合作實踐學習活動。在活動中,教師要引導學生積累合作經驗,教會學生如何高效地與他人合作,使學生在與他人交流、探討的過程中,充分認識到合作學習的重要性,提高合作能力和學習效率,提升核心素養。
三、指向核心素養培育的高中生物教學策略
(一)基于學生興趣整合知識,讓學生掌握知識背后的原理
生命教育是生物教學的核心環節,旨在幫助學生樹立正確的生命觀念。在高中生物學教學中,教師要準確把握學生的興趣點,找到知識講解的切入點,利用趣味話題激發學生的學習興趣,引導學生構建知識體系,滲透生命觀念,進而提升學生的核心素養。
以人教版高中生物學必修1第6章第3節“細胞的衰老和死亡”為例。教師可以結合教材中“人類胚胎經歷有尾階段”的插圖,向學生提出問題:“同學們知道嗎,人類在胚胎時期是有尾巴的,那么后來尾巴為何會消失了呢?”該問題能夠激發學生的興趣,引發學生的熱烈討論,營造良好的課堂氛圍。教師可以從學生的興趣點出發,圍繞“人類胚胎時期的尾巴是如何消失的”這一核心話題,引導學生深入理解相關知識。首先,教師可以結合這一生物現象,使學生認識“細胞凋亡”現象,引導學生分析細胞的凋亡現象對機體發育的重要意義,從追溯自身生命起源入手,了解生命進化過程中留下的痕跡。其次,教師可以通過人類胚胎發育過程中的現象,引導學生認識細胞凋亡過程中的程序性,如“胎兒手部發育過程中,五個手指最初連在一起,后來才分開”,使學生認識到“尾部消失”與“手指分開”均體現了細胞凋亡的程序性。如此,學生就能以“細胞凋亡”為切入點,理解“細胞衰老和死亡”這一概念,并了解它們之間的關系和演變過程。最后,在解決“細胞衰老”與“個體衰老”之間的關系這一核心問題時,教師可以引導學生結合具體事例進行說明,使學生認識到生物體的細胞是不斷更新的,如草履蟲這類單細胞生物,“細胞衰老”即“個體衰老”,而其他生物體并非如此,從而進一步加深學生對“細胞衰老和死亡”這一概念的理解和記憶。
(二)聯系生活創設情境,激活學生的科學思維
在基于核心素養培育的高中生物教學中,教師應秉持尊重事實的原則進行理論講解和思維引導,使學生能夠合理應用生物學知識解釋生活中的生物學現象,并從中摸索、提煉和總結生命活動的規律,從而培養學生的科學思維。教師可以創設真實的生活情境,為學生搭建完善的學習支架,激活學生的科學思維,培養學生尊重科學、求真務實的科學態度,進而提升他們的學科核心素養。
以人教版高中生物學必修2第6章第2節“自然選擇與適應的形成”為例。“自然選擇”現象在現實生活中隨處可見。為了加深學生對這一知識點的理解,教師可以結合教材內容,以地球上的各種物種作為素材,創設生動的生活情境。例如,教師可以基于教材內容,利用多媒體設備向學生展示“遠古長頸鹿”和“現代長頸鹿”的圖片,讓學生對比它們的外形,并提出“從達爾文的自然選擇學說角度來說說看,為什么遠古長頸鹿的脖子有長有短,而現代長頸鹿的脖子卻都是長的”的問題讓學生思考。教師可以圍繞這一問題,引導學生閱讀教材內容,整理關鍵知識點,并通過對比兩張圖片發散思維。在這一過程中,學生可以認識到“長頸鹿有頸短和頸長的差異”“它們的后代數量超過了環境的承受能力”“它們都需要吃樹葉,而樹葉的數量有限,因此,頸長的長頸鹿能吃到樹葉并生存下來,而頸短的則因吃不到樹葉而逐漸滅絕”,從遺傳變異、繁殖過剩、生存斗爭、適者生存等多個角度,解釋“現代長頸鹿均為長脖子”的現象。這樣,學生既解決了現實中的生物學問題,又對達爾文的自然選擇學說有了更加深刻的認識。此外,教師可以創設生活化情境,向學生展示相關動物的圖片,如枯葉蝶變換棲息環境、秋季和初冬的雷鳥與棲息環境的融合、能在行進過程中瞬間變色的章魚,以及具有警戒色的眼蝶、箭毒蛙、金環蛇等,鼓勵學生運用自然選擇學說來解釋這些現實生活中的生物學現象,以增強學生依據科學事實解釋科學現象的意識,使學生形成良好的科學思維。
(三)圍繞重點開展科學探究,掌握科學的實驗方法
合作學習是培養學生核心素養的有效途徑。在高中生物教學中,教師可以將合作學習模式作為科學探究活動的實施載體,選取教材中的重點科學探究項目,組織學生通過分組合作的形式探索生命科學、研究生物學現象及構建學習共同體。具體而言,教師可以安排學生以小組為單位,共同設計實驗方案、合作完成實驗操作,通過自主探究解決生物學問題,得出科學結論。這樣的教學方式不僅能增強學習過程的探究性,激發學生的學習潛能,還能使學生在分析、對比、設計方案、合作解決問題的過程中提高自主探究能力,進而提升核心素養。
以人教版高中生物學選擇性必修1第5章第4節“環境因素參與調節植物的生命活動”為例。該節內容是第5章的重點,為了回應課程標準中“概述其他因素參與植物生命活動的調節”的教學要求,教師可以引導學生自主探究環境因素參與調節植物生命活動的過程,并總結其中蘊含的生命規律,以提高學生的科學探究能力。具體而言,教師可以指導學生進行“驗證植物根向地性的感受部位在根冠”的實驗。在實驗前,由于學生已經了解對植物生命活動起到調節作用的環境因素有光、溫度、重力等,教師可以指導學生圍繞這些因素設計實驗方案。同時,教師可以根據學生的能力差異,將學生劃分為若干小組,讓各小組以剛萌發的玉米粒作為實驗材料,合作完成實驗。在實驗過程中,教師要發揮指導作用,給予學生相應的指導和點撥,幫助學生掌握科學的實驗方法。例如,教師可以提出“為了便于觀察,我們應如何設計實驗方案”“為什么選擇剛剛萌發的玉米粒作為材料”等問題,以啟發學生思考,培養學生的實驗思維,使學生加深對實驗原理的理解。
(四)引入熱點問題,培養學生的社會責任感
鑒于生物學科在實際生活中的重要價值,教師在教學中應注重培養學生的社會責任感,而社會責任感是高中生物學學科核心素養的重要組成部分。具體而言,在高中生物教學實踐中,教師可以在教材原有知識的基礎上適當補充與生物學相關的社會熱點話題,鼓勵學生思考如何應用所學生物學科知識解決實際問題,以培養學生的社會責任感。
以人教版高中生物學選擇性必修2第4章第1節“人類活動對生態環境的影響”為例。教師可以圍繞“分析生態足跡,探討人口增長過快帶來的環境壓力,思考如何處理人口增長與環境保護之間的關系”這一議題,為學生提供關于人口增長和環境污染的熱點話題,以引發學生思考。具體而言,教師可以先為學生提供以下實例:
“我國總人口由1949年的5.4億發展到2019年的近14億,龐大的人口總量為經濟發展提供了寶貴的人力資源。在這個過程中,我國人口發展主要分為高速增長、有調控增長、增速回升、平穩增長四個階段?!?/p>
“2019年,全球人口已達77億,預計到2050年,全球人口將增長至90多億。世界人口的持續增長促進了經濟發展,提高了人們的生活水平,但對生態環境也造成了巨大壓力。人類對土地、水、化石燃料等各類自然資源的需求不斷增加,導致了資源短缺的問題,同時人類向土壤、水體和大氣中排放的污染物日益增多,加劇了環境污染?!?/p>
然后,教師可以引導學生進行合作探討,鼓勵他們積極分享個人關于“協調人口增長與環境保護之間關系”的想法和建議,并創新表達形式,如以寫“倡議書”的形式進行成果匯報。在此過程中,學生將集思廣益,運用生物學知識探究人口增長對生態環境產生影響的原因,共同思考解決地球環境問題的新途徑,進一步增強保護環境的責任感和使命感。
(作者單位:開遠市第四中學校)