基于生物学学科核心素养的课堂转型

李能国

(江苏省常州市教科院附属中学 常州 213001)

教育部新颁布的《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称：“新课标”)，明确生物学课程以提高学生生物学学科核心素养为宗旨，要求学生主动地参与学习，在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律等过程中习得生物学知识，养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习及实践创新能力[1]。课程改革的核心是课堂改革，基于核心素养的生物学课堂转型是一个系统的工程，而不是某一种教学模式就能够实现，这样就对生物学教师提出新的要求。

1 生物学学科核心素养的特征分析

1.1 生物学学科核心素养的整体性 组成生物学学科核心素养的四要素是一个统一的整体，彼此相连无法分割。生命观念是生物学核心素养中最具学科特色的素养，是生物学核心素养的支柱。生命观念的形成过程离不开科学思维和科学探究，科学思维是科学探究的重要内涵，科学探究是科学思维的实证过程[2]。在进行科学思维和科学探究的活动中，生命观念和社会责任的形成是水到渠成的过程。

1.2 生物学学科核心素养跨学科性 自然科学中的生物学、物理学和化学等学科，其思想方法、基本原理和研究内容有着密切的联系。同时，生物学和数学、工程学和信息科学相互渗透、共同发展，生物学核心素养四要素中，科学思维、科学探究和社会责任三者是科学课程共有的素养。生命观念具有生物学课程的个性特征，这些观念的形成与其他学科的发展相关，同时也影响着其他学科。加强学科间的横向联系，一方面有利于学生理解科学的本质，另一方面也有利于学生建立科学的生命观和正确的世界观。

2 生物学课堂转型的路径

2.1 重建课程意识 长期以来，较多的生物学教师只有教学意识而缺少课程意识，重建课程意识的核心是课程开发意识和学业质量观的重建。课程开发是从学生特点与学校实际出发，通过需求分析确定课程目标，选择教学内容和相关教学活动进行计划、组织、实施、评价和修订，以最终达到课程目标的工作过程；“新课标”制定的学业质量标准，是以生物学学科核心素养及其表现水平为主要维度，是阶段性评价、学业水平考试的重要依据[1]。因此，课程意识不排斥考试，只有学业质量观定位正确，才能选择恰当的教学内容，灵活运用多种教学策略，关注师生的共同发展。在不同的课程意识水平下，教师的教学行为具有显著的差异。

例如，“减数分裂”这一节的教学内容中，在新课程改革之前，教师备课是写教案，从教的角度制定教学目标为：“1.介绍减数分裂的过程和特点；2.训练学生的识图、绘图能力；3.观察减数分裂的固定装片，培养学生的动手能力。”2002年课程改革后，教学目标的表述为：“1.描述精子和卵细胞的形成过程，说出减数分裂的含义；2.进行观察细胞的减数分裂实验，比较有丝分裂和减数分裂的异同；3.养成珍惜生命的情感”。基于“新课标”的学科核心素养的教学设计中，教学目标是学生在教师指导下完成某项学习任务后应达到的质量标准，行为主体是学生，由行为动词、重要概念、行为条件和表现程度组成：“1.在教师指导下，通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片和视频，简述减数分裂的过程和特点；2.通过对比有丝分裂和减数分裂过程的异同点，能清晰地说明染色体在细胞分裂过程中的变化规律和意义；3.运用模型建构的方法，能够独立模拟减数分裂过程中染色体数目和行为的变化；4.在新情境中，通过集体讨论，认同生命活动具有规律性的生命观念”。

上述三种教学目标中，第一种从教的角度，关注教学的内容，忽略了学生的学习；第二种从教与学两个角度，对教学目标进行了整体设计；第三种将教学内容、质量标准、学科核心素养、课程资源和教学方法进行了全面描述，是可操作和测量的。可见，课程意识的提升是课堂转型的动力。

2.2 创新教学环境 普通高中生物学课程由必修、选择性必修和选修三类课程构成，充分考虑到学生不同的发展需求，学校将形成“选修重组班”与“自然教学班”并存的教学组织形式。“选修重组班”是创新教学环境的契机，可建立专用的生物学科教室，改变原来学生在一个教室里固定不动、教师到各个班级教室里授课的历史。

例如，我校建设的生物学科教室最基本的功能是教学，课桌椅摆放的形式灵活多变，可以满足自主学习、合作学习等多种学习方法的需要；学科教室的两侧和后方摆放实验桌，实验探究与知识学习过程可同步，既符合学生的认知规律，又恢复了生物学课堂的理科特性；学科教室的墙壁上张贴着与生物学相关的图片、简报和实验报告等；窗台和橱柜上培养实验或观赏用的动植物，摆放着生物标本、模型和学生作品。走进生物学科教室，就进入有生物学特色的学习情境；学科教室设立图书角，将图书馆中的生物学藏书放在师生需要时伸手可及的地方，配有多台电脑，供个人或小组收集生物学信息、处理实验数据和形成电子实验报告等；学科教室内设计有教师的办公区域，从而把平时的教室、实验室变成教师的工作室、研究室。

生物学科教室是平时的教室、实验室、教师办公室和图书馆等功能场馆的结合体，具有多种功能。通过这样的教学环境创新，从而可促进课堂的转型。

2.3 重组教学内容 基于生物学学科核心素养的教学设计，为打破以知识点为中心的碎片化的课堂教学模式提供了机会。因为核心素养的养成是跨学科、学期和学年的，不可能在一节课实现。以系统化的学科和主题化的跨学科内容所构成的模块为教学单元，从教学单元设计的高度，对教学内容进行重组。

例如，以“新课标”中概念1为例，糖类、脂质、蛋白质和核酸是四类有机物，蛋白质的内容要求是“阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成”，核酸的内容要求是“概述核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子”，两者的内容和要求差异较大，难以形成“蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”的观念。而概念3中提出“概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息”，这是与蛋白质的内容要求相当的[1]。因此，可以将“细胞的物质组成”作为一个单元，整合模块1和模块2的内容，结合化学学科知识和方法，将蛋白质与DNA的结构与功能同步教学、相互比较，从而形成生命观念。并为阐明细胞核的功能、解释ATP的结构和描述有丝分裂等内容的教学奠定基础。

生物学教材是落实课程目标最基本的教学资源，教材内容的组织有其自身的逻辑结构，同时为使用者留有一定的空间，具有开放性和可塑性。因此，教材不是绝对权威，重组教学内容需要有课程意识，内容与生物学学科核心素养相统一，从而实现课堂的转型。

2.4 优化教学流程 目前国内流行着较多的教学模式，如果将具有不确定性的课堂教学过程作了简单的处理，会使教学流程变得僵化。在这样的课堂中，会忽略了学科、教学内容、教师和学生的差异。基于学科核心素养的生物学课堂转型，可把握课堂教学的核心要素，充实教学流程，为学生核心素养的培养与发展留下空间。

以“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变成糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能”这一知识标准为例，学生在初中阶段初步已经学习了“光合作用”的概念，并进行过“绿叶在光下制造淀粉”等实验。高中教学阶段一方面不能忽略学生已有的经验而创设虚假的情境；另一方面也不能认为学生已有相关经验而不需要情境。因此，可在生物学科教室里准备水绵、天竺葵和银边吊兰等实验材料，布置“设计实验，说明光合作用的原料、产物和条件”“设计实验，探究环境因素影响光合作用的速率”和“列举提高光合作用产量、增加农民收入的措施”等任务。

真实的情境有利于激发学生学习和探究的热情，这几个活动具有层次性，学生将通过自主学习、合作学习进行探究，从而掌握相关知识，发展科学思维，教师面向全体学生，积极引导，及时发现问题并协助个体解决问题。最后是创造性应用环节，通过讨论或角色扮演，从而培养学生的社会责任，可创造收放自如的课堂转型境界。

2.5 完善课程评价 目前，较多的学校仍以分数作为评价学生发展的唯一依据，除了与教育大环境有关，也与学校缺乏正确的评价理念、行之有效的评价体系和科学的评价工具有关。基于生物学学科核心素养发展水平的课程评价，评价方式主要有表现型评价和纸笔测试两种形式，是教师了解教学过程、调控教和学的行为和提高教学质量的重要手段。表现性评价有两种应用：一种是学生成长记录，将实验报告、小论文、作业、课堂行为表现、参与热情和情感体验等收入记录袋中，作为衡量学习态度和能力的依据；另一种是设计能够引发学生表现其生物学素养的任务情境，对学生活动过程和成果进行的任务性评价，

例如，“淀粉酶属于水解酶类，是催化淀粉中糖苷键水解的一类酶的统称。目前，国内外生产α-淀粉酶主要采用微生物发酵法，其中米曲霉发酵产品可用作消化剂。现提供米曲霉研磨液、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、盐酸溶液和氢氧化钠溶液等实验材料。请提出一个值得探究的问题、做出假设、制订并实施计划、设计记录数据的表格、完成实验，预测并分析实验结果。”学生完成这一科学探究任务，不简单依靠教师个人主观来判断，而是要设计和运用评价量表，以提出问题或假说、设计探究方案、收集与展示数据、分析和解释结果为评价维度，以科学知识的掌握、科学方法的运用和表达交流的技巧为指标，将科学探究能力分为不同的水平层次，从而精确发现并解决教学中存在的问题。

“新课标”的评价建议中明确了评价原则、评价内容、评价方式和结果反馈，评价是发现和发展学生潜能、激发学生学习的积极性和主动性、促进学生生物学学科核心素养养成、实现课堂转型的载体。

总之，实现课堂转型需要良好的教育生态环境，更需要一线教师有追求卓越的品质，更努力地实现和落实新修订的生物学课程标准。

(基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划2016年度课题“基于学科教室的课程设计与实施”，No.C-c/2016/02/16)