以实际问题解决为引领，促进生物学学科核心素养的落实

李伟

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确将生物学学科核心素养作为课程宗旨和课程实施的基本要求，充分体现了生物学的学科特点和育人价值。生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中，通过聚焦大概念理解和应用、注重实践经历和探究、关注差异的学业评价，逐渐形成的必备品格和关键能力，是学生通过学习生物学课程内化的具有生物学学科特性的品质和正确的价值观念。生物学学科核心素养包括4个要素：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。

生物学科是与现实生活联系最为紧密的学科之一。在课堂教学中高中生物学以贴近学生生活的问题解决为引领，激发学生科学探究和科学思维的热情，让学生在解决真实情境中的实际问题时将正确的价值观念、必备品格和关键能力表现出来，增强学生沟通合作能力和社会责任感，使学生在分析、解决实际问题的过程中促进生物学学科核心素养的落实。

1在实际问题解决中，促进生命观念的内化

“生命观念”是构建生物学概念和规律等的提炼、抽象和升华，是在生命现象及其相互关系或特性的基础上对生命的本质和生物学学科本质整体理解和认识而形成的意识、观念和思想方法。在高中生物的学习中，“生命观念”表现为能够应用生命观念解释、认识生命现象，形成科学的生命观、自然观和世界观，并以此为指导探究生命活动规律、解决实际问题。

生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，生命观念是生物学学科核心素养的逻辑起点和最终归宿，是生物学课程的核心目标之一。如何有效促进学生树立正确的生命观念？心理学研究表明，以生命观念相关的观点、观念和思想方法为起点，有意识地应用于解决真实情境下的实际问题，最终就能有效促进这些观点、观念和思想方法的树立，并真正内化，形成素养。教师结合生物学的大概念，精心创设需要在生命观念指导下解决实际问题的学习情境和学习活动，围绕解决实际问题构建生物课堂教学，通过学生对相关生命现象和事件的深刻理解，有效促进生命观念的内化，促使学生在显著提升生物学大概念理解的基础上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。在此基础上，教师要能以生命观念为指导，开展解决实际问题的学习活动，进一步促进学生生命观念的形成。

以促进“稳态和平衡观”的建立为例，教师可提供实例，某草原生态系统因过度放牧导致草场退化，让学生结合已有的知识基础，对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释，并结合草场退化的实际问题进行分析。如教师可提出问题，请分析草场退化的原因，如何确定合理的放牧量……在对实际问题充分分析的基础上教师可引导学生提出解决实际问题的措施，如可以采取怎样的办法尽量提高草场的产出同时保持草原生态系统的稳定。学生在尝试解决实际问题的过程中构建生物学的概念和思想方法，逐步形成相应的生命观念。

2在实际问题解决中，促进学生科学思维的发展

在生物学学科核心素养中，科学思维是一种建立在事实和严密推理基础上的思维，不仅要求學生理解和掌握基本的科学原理和方法，更要尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为。作为生物学学科核心素养的要求，它也包含崇尚严谨和务实的求知态度以及理解能力和分析问题、解决问题的能力。

掌握良好的科学思维能力是提升学生创新能力的重要条件。为了能够更好地适应社会发展和学生个性化发展的需求，课堂教学应将实际问题的解决与典型思维方法有机结合，以提高思维的质量，提高学生分析问题和解决问题的能力，发展学生的科学思维能力。

比如，在构建种群数量变化一节的课堂活动时，教师可以先创设一个真实情境中的问题：视频展示小球藻的市场需求和小球藻的生长增殖情况，和学生共同营造一个创业情境——创办小球藻生产基地。学生根据提供的现有信息，思考要实现产值一个亿的创业目标需要多少时间。在分析实际问题过程中，学生需要参与观察、假设、批判、预测、交流，最终得出理想条件下种群数量增长的“J”型曲线。学生联系实际问题，分析提出创业理想和现实的差距。在此基础上，教师引导学生思考：如何让现实接近理想，尽可能快地实现1个亿的创业目标？学生设计实验，进一步探讨，在不同小组实验数据交流中得出种群增长的“S”型曲线，并结合分析“S”型曲线，提出可以提高小球藻产量的具体措施。学生在尝试解决实际问题的过程中需要模型与建模、归纳与概括、演绎与推理、批判性思维等思维方法。这种以解决实际问题为主线的课堂活动能有效促进学生掌握知识和技能，提高学生分析和解决问题的能力，发展学生科学思维能力。

3在实际问题解决中，开展科学探究活动

作为生物学核心素养，科学探究是指能够发现现实实际情境中的生物学问题，以特定的需解决的实际问题为目标，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。

以解决实际问题为目标开展课堂教学，教师要将科学探究作为课堂教学的关键环节，又将科学探究作为一条主线贯穿整个课堂，要组织和引导学生针对有价值的实际问题进行研究，激发和培养学生解决实际问题的热情和能力。教师要以实际问题的解决为驱动力让学生亲身体验科学家是如何探究世界的，包括变量的确定与实施，实验方案的设计与改进，数据的收集与处理，模型的构建与分析等多种过程。

科学探究对于学生掌握科学概念，参与科学实践，理解科学本质，成为独立的思考者和学习者都有重要作用。比如，结合观察植物根尖细胞有丝分裂，教师的实验可以设计实际问题情境：介绍作为装修污染源之一的甲醛对人体健康的影响。然后，教师再提出问题：甲醛对植物的细胞分裂是否也有影响呢？能否将相关的植物作为室内装修环境污染的指示植物？学生围绕问题进行假设、实验设计，展开科学探究。通过不断地尝试，学生对实验操作进行改进，比如解离的时间、漂洗的方式、染色的操作。再对实验结果进行分析、交流和讨论。这种就实际问题开展的富有成效的科学探究活动能够有效地培养学生科学探究的各方面能力。

4在实际问题解决中，积极承担社会责任

社会责任感是个体积极承担社会责任或帮助他人的一种比较稳定的心理品质，是学生成就人才与幸福生活的核心素质，更是社会和谐、民族兴盛与良好风尚的重要保证。生物学科的社会责任是指运用生物学的认识、理解和思想方法，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，尝试解决生产、生活实际问题的担当和能力。社会责任是生物学课程的目标，是解决实际问题过程中形成生命观念、科学思维、科学探究等生物学核心素养后的拓展和延伸，期待学生能够应用所学的生物知识来处理生活中遇到的实际问题，做出科学合理的决策，完善自身，体现出自身肩负的责任，并造福社会。

生活中蕴含着许多生物学知识和原理，高中阶段涉及到了人体健康、环境保护、农业生产、关爱生命等各方面，很多知识都可以与日常生活和生产中的实际问题紧密联系：

①为什么越抓越痒？

②麻醉药的作用机理是什么？

③为什么毒品能使人上瘾？

④为什么面包或馒头的制作过程要发酵？

⑤为什么长时间的阴雨天气能导致农作物的的面积减产？

⑥为什么保持养猪圈的合适温度能使同等饲喂条件下猪长得更快？

这些问题能引领学生从书本走向实践，既可以发展学生的科学思维和科学探究，使学生建立正确的生命观念，也可以让学生体验到生命科学在解决实际问题的价值和力量，体验社会责任感。实际问题的分析和解决会引导学生更多地关注涉及生物学的生产生活实际问题，使学生逐渐树立尊重科学、关爱生命、保护环境、造福社会的社会责任感，提升学生学以致用解决实际问题的意识和能力，促进学生生命健康成长，成为健康中国的促进者和实践者，让学生有足够的勇气去承担社会责任。

生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力。落实生物学学科核心素养在高中生物教学中占有重要地位，教师要融合生物学科的核心素养内涵，创设实际问题情境，让学生在分析、解决实际问题的学习和探究活动中尊重和理解生命，发展科学思维与科学探究，积极承担社会责任，通过实际问题的解决促进学生生物学学科核心素养的发展。