培养初中生物学学科关键能力的教学实践策略

■邰玉韦

核心素养与关键能力已成为国际教育关注的焦点，也是我国当前基础教育改革的着力点。《义务教育生物学课程标准》（2022年版）指出，生物学课程要培养的核心素养，主要是指学生通过本课程学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力，是生物学课程育人价值的集中体现，主要包括生命观念、科学思维、探究实践、态度责任。核心素养是综合的、隐性的，开展不同主题的教学发展学科关键能力是落实核心素养的有效途径，核心素养的培养应贯穿于课堂教学和课外实践。基于多年教学实践，笔者尝试提出了学科核心素养下初中生物学学科关键能力的划分与结构，以及提升学科关键能力的方法与策略。

一、初中生物学学科关键能力培养的结构框架与水平划分

1.初中生物学学科关键能力。

生物学课程的性质决定了生物学学科能力的特征。生物学学科能力主要包括：对生物科学知识、科学过程与方法、科学技术与社会关系的理解能力，科学思维能力，观察能力，实验能力，调查能力，健康生活能力，实践能力，创新能力等。而生物学学科关键能力是指学生在学习生物学课程的过程中形成的具有典型学科特性的、与特定生物学学科素养紧密关联的特殊学科能力；是在学科发展过程中长期积淀的，支撑着学科的过去、现在和未来，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备能力。

实验在生物学学科中具有独特的价值和魅力。实验探究是探究实践素养的重要组成部分，包括观察与提出问题、做出假设、方案设计与实施、结果分析与表达等。实验探究能力是学生认识客观世界必备的学科素养和基本能力，能促进学生学习科学知识，发展科学思维，形成科学态度和科学精神等。生物学中的模型包括物理模型、数学模型和概念模型。在建模的过程中，基于相应生物学学科思想渗透，如分析、比较、判断、想象和类比推理等，能使学生掌握建模方法并帮助学生将所学概念结构化、系统化和意义化。模型建构能力是形成科学思维的一种关键能力，在学生学习生物学重要概念，形成批判性思维和创造性思维中起重要作用。归纳推理与演绎推理能力可以促进学生形成科学的结构与功能观、进化与适应观等。社会实践能力是一种综合能力，主要包括农业技术能力、科技创新能力、跨学科实践能力、保护环境意识、健康生活意识等。因此，“实验探究能力”“归纳推理与演绎推理能力”“模型建构能力”“社会实践能力”可以作为初中生物学学科的关键能力，发展学生核心素养。

2.初中生物学关键能力框架与能力水平划分。

基于国内外生物学学科核心素养和关键能力的研究成果、《江苏省义务教育学科核心素养与关键能力框架（试行）》、笔者工作室“生物学学科关键能力的培养与评价”项目的研究成果、目前初中生发展核心素养所面临的实际需求，笔者提出了初中生物学学科关键能力框架与学生能力水平划分层次。（注：学生能力表现水平之间的差异，主要表现在不同情境中运用重要概念和方法解决问题的程度，水平1到水平3依次从低到高。）

（1）归纳推理能力。

水平1：能基于科学事实初步形成生物学概念。水平2：能基于事实和证据，概括出生物学规律和原理。水平3：能在新问题情境中，采用适当的科学思维方法揭示生物学规律。

（2）演绎推理能力。

水平1：举例描述生物学概念。水平2：运用生物学规律和原理解释生命现象。水平3：运用生物学原理，对具体实践的可能结果做出预测和论述。

（3）模型建构能力。

水平1：能初步用文字、符号、图示或实物表达生物学概念并做出简单判断。水平2：能正确解读模型的内涵，准确提取关键信息，实现图文转换。水平3：能在新的问题情境中，选用恰当的方式建构模型，并能阐明其内涵。

（4）实验探究能力。

水平1：①能运用一定的方法进行观察，描述所观察到的现象，并提出生物学问题。②能基于经验或经历，做出基本假设。③能识别探究实验的实验变量；基于实验方案完成简单实验。④能记录实验结果并与他人展开交流。水平2：①能运用恰当的工具进行观察，描述所观察到的现象；针对特定的情境提出相关的生物学问题。②能基于一定的学习经验或经历，提出可以进行检测的假设。③能依据实验变量设计对照实验；依据方案实施实验。④能如实记录和分析实验结果，并运用科学术语进行表达交流。水平3：①能恰当选用并熟练运用工具进行观察，系统描述所观察到的现象；针对新情境，提出有价值的、可探究的生物学问题。②能基于丰富的学习经验或经历，提出具体可检测的多种假设，并有可预见性的结果。③能根据科学实验的基本原则，合理设计或优化实验方案；有效实施实验。④能运用多种方法如实记录和分析实验结果，运用科学术语精确交流。

（5）社会实践能力。

水平1：能基于观察提出研究问题，通过实践能获取基本证据并回答研究问题。水平2：能用多种方法开展生物学实践活动，获取充足证据，处理和解释证据，较全面回答研究问题。水平3：能积极主动开展多种生物学实践活动，动手实践能力强，具有质疑精神和创新意识，提出具有批判性且有价值的问题并基于证据提出论点。

二、例谈初中生物学学科关键能力培养的教学实践策略

1.创新构建学科关键能力培养的实践操作体系。

学科关键能力的培养总是与具体的课程以及课堂活动相联系，在解决具体的实际问题中实现。教师要重视解决学科教学的关键问题，坚持从教学研究中排查重要的教学问题，列举体现学科核心素养和关键能力的若干典型课题，以微课程方式进行主题研究，回归到教学现实场景和真实过程中，改进教学对策，创新构建培养关键能力的操作体系（如图1）。该教学实践体系主要包括“概念解读”“能力课堂”“实践提升”等，不仅要阐释初中生物学学科5种关键能力的内涵、外延，而且还要紧扣学科关键能力主题，通过精心选择教学案例，展示真实的课堂教学过程，多角度、多层面地对教学实践进行深入思考，对于改进教学，具有一定的启发性和较好的操作性，并能提炼形成相应的教学策略。

图1

2.例谈“批判性思维”能力培养的教学实践。

（1）批判性思维的内涵。

《批判性思维：它是什么，为何重要》一书中指出：“批判性思维是指有目的性和自我调整性的判断，表现为阐释、分析、评估和推理，对该判断所基于的证据、概念、方法、原则的解释以及对背景因素的考量。”批判性思维是探究的重要工具，因而是教育中的解放力量，也是个人及社会生活中的有力手段。批判性思维是普遍的，是具有自我纠正能力的人类所特有的。

（2）课堂实践策略。

案例1：开展游戏体验活动，提升学生思辨能力。

活动目的：游戏不仅是幼儿与小学生喜欢的活动，也是初中生喜欢参与的活动。在生物学教学中设计一些联系社会现实生活的、富有思维含量的游戏活动，不仅有利于增强学生的学习情趣，而且能更好地培养学生的思维能力，引导学生关注生活实际问题。

活动背景：苏教版《生物学》八（下）《现代生物技术的应用》一节的重点内容是现代生物技术和日常生活的关系及其对人类生活的影响。其中一个难点就是理解转基因生物技术对解决当代人类社会所面临的人口、粮食、资源、环境等重大问题所具有的重要作用。

活动内容：初中生就现有的知识，系统理解转基因生物技术的理论知识还有较大的难度。为此，教师在课堂上组织学生开展一个思维游戏活动。学生在对转基因技术概念大致了解的基础上，自由结伴，4人一组，参与“科学想象最强大脑”游戏活动。第一步，小组成员协商选择一种动物或植物，应用转基因技术，进行服务社会生产和人们生活的技术改造；第二步，各小组为改造的新动物或新植物取一个响亮的名字，用彩笔写在卡片上，并用关键词简要注明其特殊的能力和这种能力的基因来源；第三步，各小组将成果卡片粘贴在黑板上，并选代表在班上发言交流、解释说明；最后大家进行投票，评选出优秀作品。

活动反思：①学生对这一活动很感兴趣，动脑动手，提出了许多创意，如把“灭火树”细胞内的“灭火”基因提取出来，通过转基因技术转入泥炭藓植物细胞内，就可以形成“灭火藓”转基因植物，用其制造地毯，既能防潮、防火，还能起到绿化、美化环境的作用。②游戏体验活动充分调动了学生的积极性、创造力和活力，符合学生的认知特点和规律。学生在交流思辨中提升了思维能力，激发起对转基因技术的兴趣，也充分展现出为社会做贡献的内在渴望。③通过游戏体验活动，学生深切地感受到生物学是一门前途无量的科学，激发出主动对生物学职业进行规划和主动承担社会责任的动力，更加理解人生价值与承担社会责任之间的关系。

案例2：开展社会议题辩论活动，提升批判性思维能力。

活动目的：社会议题辩论的目的在于培养学生的理性思维能力，科学解释能力，语言表达能力，协同组织能力，合作能力等，促进学生对社会问题、社会现象有更深层次的思考和认识。

活动背景：我国是世界上生物种类最丰富的国家之一，高等植物和野生动物物种均占世界的10%左右。然而，环境污染和生态破坏导致动植物生存环境被破坏，物种数量急剧减少，甚至有的物种已经灭绝。据统计，近50年约有200种高等植物灭绝，平均每年灭绝4种；野生动物中约有400种处于濒危状态。

活动内容：为进一步加强中学生对濒危物种的保护意识以及了解怎样正确保护野生动物，教师可以组织与此话题相关的辩论。①提前一周让学生去了解和关注《中华人民共和国野生动物保护法》（2016年修订版），引导学生思考野生动物保护法修订的意义和重点修改的内容。例如，其中明确规定了实质性的动物福利保护内容；提出不得虐待野生动物，对待野生动物不得违反社会公德；其将旧版的第二章的标题“野生动物保护”改为“野生动物及其栖息地保护”；限制和规范了对野生动物的利用；增加了4种违法行为的情形等。在此基础上，进一步引导学生讨论和分析野生动物保护的现状和存在的问题。②上课前一周，让学生选择自己感兴趣的话题，确定“保护野生动物”辩论的题目。例如，正方：“建立自然保护区是保护野生动物最好的方法。”反方：“人工饲养是保护野生动物最好的方法。”全班分为两组，推选1名组长和4名辩论选手，课下各组按照分工查找资料，搜索证据，准备PPT和辩论文稿。③课堂辩论活动主要分为三个阶段，第一阶段：组内讨论10分钟，大家对各自找到的资料进行汇总，分析、整理自己的主要观点和证据材料，并推选一位辩手进行陈述；第二阶段：自由辩论30分钟；第三阶段：每组用5分钟时间进行组内交流，推选一位辩手进行综合性总结。

活动反思：①辩论能有效地促进学生了解保护野生动物的意义和方法，最大限度地发掘学生自身的创造潜能。②在双方的辩论中，学生深度参与，搜集证据，整理、加工和应用各种信息，学会了理性寻找解决问题的途径和方法，提升了批判性思维能力。

（3）教学实践反思。

批判性思维的本质是质疑、发现。批判性思维指的是人针对某件事或某种现象根据自身的思维做出的自主性判断思考，这种思维以逻辑方法作为基础。学生批判性思维能力的培养主要表现在：积极思考的习惯；努力探索的欲望；独立思考的品质；从不同角度看问题的意识；用不同的理由支持观点的手段；对问题有条理梳理的能力等。那么，在生物学教学中如何培养学生的批判性思维能力呢？这就需要教师提高自身的批判性思维能力；多角度创设探究问题，培养学生的批判意识；提升自身的科学探究能力，开展辩论与体验活动，培养学生的批判性思维能力。

实践证明，初中生物学学科诸多关键能力既有独立的部分，也有密不可分的相互关联。在一节课堂教学内容中，可以侧重一至两种学科关键能力对学生进行培养；而实际教学中，学科关键能力需要从多角度进行综合培养，学生的能力发展是多方面的、综合的。