基于核心素养的高中生物学教学目标设计

郑冬阳

［摘 要］在“四新”背景下，文章以“基因工程”大单元教学为例，叙述如何基于核心素养进行教学目标的设计。文章根据教学目标的相关理论基础，结合生物学科的教学特点，确定教学目标的设计步骤。通过分析课标、分析学情、梳理教材，以核心素养四个方面不同水平的行为表现作为教学预期，形成相应的单元目标与课时目标。最后指出常见的教学目标撰写误区，并提出合理的建议，为大单元教学目标的设计提供参考。

［关键词］教学目标；核心素养；基因工程；大单元教学

［中图分类号］    G633.91        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）08-0085-04

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任［1］。根据高中生物学教学要求，我们应以培养学生的生物学学科核心素养作为高中生物学教学目标。然而，目前仍有教师不了解怎样将核心素养的培养渗透进课堂，不知道如何将核心素养的要求体现在教学目标当中，从而导致教学目标未能起到应有的导教、导学、导评的作用。本文以“基因工程”大单元教学为例，尝试从实操角度提出基于核心素养的高中生物学教学目标的设计方法，为高中生物教师制定教学目标提供参考。

一、理论基础

安德森等学者在修订布卢姆教育目标分类学理论时提出，目标可以分为三个层次：计划整个年度课程的目标、计划某个教学单元的目标和计划每天教学活动的目标［2］，后面两个层次的目标相当于大单元教学中的单元目标和课时目标。安德森认为，目标是对预期结果及变化的描述，在陈述目标时应以学生为主体，且包括或隐含“能够”“学会”两个措辞［3］，如“（学生将学会）运用……”。但安德森的理论框架是从“认知过程”和“知识”两个维度对教学目标进行描述，更多地强调知识与技能，与现今强调培养学生学科核心素养的教学目标不太贴合。

而在刘徽学者的理论中，将学生的学习行为从情感、认知和技能三大维度进行划分［4］，更能体现学生在情感、态度与价值观方面的变化，因此以刘徽学者的理论为基础框架设计教学目标更符合当下的教育教学要求。

二、设计步骤

在设计大单元教学目标前，先要确定大单元教学的主题。明确主题内容后，可围绕主题对课程标准中的内容要求、教学提示、学业要求等进行分析。对课程标准有了整体把控后，再对教材内容进行梳理。最后，分析学生的知识储备及能力水平，作出符合学情的教学预期。以此逐步形成单元目标，并将单元目标的内容细化至具体每个课时中，形成相应的课时目标，具体步骤如图1所示。

（一）确定单元主题

新课标以大概念、重要概念和次位概念的形式划分课程内容，并提示教师可以通过规划一个甚至几个单元的内容，帮助学生将零散的事实抽象成相应的概念［5］。据此，教师可以大概念作为大单元教学的主题，根据该大概念的内容设计单元目标，同时参考相关的重要概念或次位概念设计课时目标。本文以人教版高中生物学选择性必修3第3章“基因工程”（对应新课标“概念5”）作为大单元教学的主题。

（二） 分析课程标准

在新课标中，大概念“概念5”之下有两个重要概念“概念5.1”和“概念5.2”作为支持，而在重要概念下又有数个次位概念作为基础。通过对新课标的分析，我们对“基因工程”这一大单元教学的内容及其与核心素养的4个方面的联系有了一定的了解。

根据“概念5”和“概念5.1”可知，本单元的教学核心是让学生理解基因工程是通过将DNA进行重组，从而实现生物新的遗传特性及功能，而“概念5.2”则提示我们蛋白质工程可以作为基因工程的技术延伸。结合新课标的学业要求，通过本单元的学习，学生应能结合实例概述基因工程和蛋白质工程的原理，理解可以通过基因工程等相关技术手段让受体生物因遗传物质的改变而合成新的蛋白质，产生新性状，出现新功能，从而形成“结构决定功能”这一生命观念。

根据对次位概念及相应教学提示、学业要求的分析可知，学生在本单元的学习过程中可对相关生命现象和规律以及与基因工程相关的事实、概念和原理等进行归纳、概括、探讨，从而培养自身的科学思维。

针对生产生活的需求，在学生熟悉基因工程及蛋白质工程的操作步骤的基础上，让其尝试设计方案以解决实际问题，并通过实验、分析及讨论来提高其科学探究能力。

在完成本单元学习后，学生应能形成正确的伦理观念，在相关社会热点问题的讨论中作出理性的解释和判断，阐明基因工程可在不同领域中改善人类的生活品质，并能积极运用所学的知识和方法解决生活中的问题，承担起应有的社会责任。

（三）梳理教材内容

根据新教材的章前引言、正文内容及本章小结等，整理出“基因工程”大单元的知识结构，以更好地设计单元目标与课时目标。“基因工程”大单元分为4节，对应大单元教学的4个模块。根据教材不同章节之间的联系，本文构建了“基因工程”大单元的知识结构图，如图2所示。

在模块1的学习活动中，教师可以利用纸条模拟目的基因与质粒的剪切与连接，引导学生关注单酶切与双酶切的优劣，从而为后面学习基因表达载体的构建以及完善生产方案做铺垫。模块2涉及DNA的粗提取、DNA片段的扩增（PCR）及电泳鉴定等探究实践活动。但PCR及电泳鉴定对设备要求较高，因此可通过模拟实验来实现教学目标，而DNA的粗提取实验相对容易实施，可开展以锻炼学生的动手能力、实验探究思维和合作精神。通过大单元教学，教师可将模块3、4中相应的工程案例作为情境贯穿其中，让学生运用所学的知识对相关现象作出理性判断，尝试思考与解决实际生产中的问题，从而培养学生的科学思维与社会责任意识。

（四）分析学生学情

按照教学进度，“基因工程”这部分内容一般在高二下学期进行学习。经过一年多的生物学学习，学生已具备了一定的推理能力、归纳能力及概括能力，能运用生物学知识解释一定的生物学现象并能尝试解决特定的问题。

在必修2的学习中，学生基本掌握了遗传及变异的本质，了解基因是如何进行表达的，理解基因如何控制性状。且必修2中与DNA复制相关的内容亦可用于与PCR的原理及过程进行类比学习。必修2第4章的“科学·技术·社会”栏目中介绍了基因工程的应用，如转基因抗虫棉、利用大肠杆菌生产胰岛素、通工业发酵来批量生产凝乳酶等，这些内容为“基因工程”大单元学习奠定了知识基础。

实验方面，在必修1的科学实验中，学生接触过物质提取、水浴加热等操作，对实验中的颜色反应有一定的辨别能力，对探究实验的基本原则有一定的了解，这为DNA的粗提取实验积累了一定的技术基础。

（五） 预期教学效果

学科核心素养体系为教师提出了具体的教学要求，是教师培养学生能力的依据［6］。但学生的能力存在差异，为了更好地落实学科核心素养，新课标在“学业质量水平”中以核心素养的四个方面为主要维度，将学生的具体学业成就表现划分为4个水平。教师可以根据学生的实际情况来预期学生能达到的水平，并将相应的行为表现程度呈现在教学目标中。

“基因工程”大单元的教学面向的是参加学业水平等级性考试的学生，该考试的命题依据基本在学业质量水平的三、四级水平，所以我们设计的教学目标也应循序渐进，最终达到三、四级水平。

（六） 设计教学目标

1.单元目标

在设计“基因工程”大单元教学目标时，教师应结合新课标的要求及相应的教学内容，同时将新课标中核心素养在不同水平下的具体行为表现作为教学效果预期的依据，最终整合出适合日常教学使用的单元目标撰写框架（见表1）。

根据表1框架中梳理的内容，“基因工程”大单元的教学目标可设计为：

（1）以结构与功能观、物质与能量观说明基因工程及相关技术的理论基础与原理，并在给定情境中，运用相应原理对结果作出解释。（生命观念、科学思维）

（2）根据资料用归纳概括的方法阐明基因工程三种基本工具的作用，并通过实例分析说明基因工程的步骤。（科学思维）

（3）通过小组合作，设计基因工程生产胰岛素的方案，并针对相关问题改进胰岛素生产的方案。（科学探究）

（4）举例说明基因工程在现实生活中的应用，并基于社会热点话题，理性评价基因工程的优势与劣势，阐明个人观点；通过逻辑推理，辨别并揭穿伪科学，认同基因工程改善了人类的生活品质并产生巨大的社会效益。（科学思维、社会责任）

（5）用图示等方式阐明蛋白质工程的过程，结合实例辨析基因工程与蛋白质工程的异同；基于结构与功能观识别虚假宣传和无科学依据的传言，并用相关技术解决实际问题，认同蛋白质工程是生产人类需要的蛋白质的过程。（科学思维、生命观念、社会责任）

（6）结合基因工程及蛋白质工程的生产实例，抽象出大概念“基因工程赋予生物新的遗传特性”，并能以相应的结构与功能观、物质与能量观解决生产和实践中的具体问题。（生命观念）

2.课时目标

课时目标是将单元目标进一步细化至每节课中，不仅丰富了相应的知识内容，还提出了更具体的能力要求。“基因工程”课时目标的撰写框架见表2。

根据表2框架中的内容，“基因工程”大单元的课时目标（以第5课时为例）可设计为：

（1）用推理等方法对蛋白质工程崛起的缘由展开探讨。（科学思维）

（2）初步以结构与功能观，通过归纳概括的方法说出蛋白质工程的基本原理。（生命观念、科学思维）

（3）基于给定的事实证据，运用结构与功能观，以图示的方式说明蛋白质工程的过程。（生命观念、科学思维）

（4）能认同基因工程作为蛋白质工程的基础可赋予生物新的遗传特性。（生命观念）

因为单元目标更侧重于对整个大单元教学内容的把控，所以在撰写单元目标时主要根据4个模块的主题内容进行叙述，每个主题内容可能涉及核心素养的一个或多个方面。在撰写课时目标时，则应按照教学安排的顺序进行叙述，这样更有利于理顺教学思路，为后续的教学设计做好铺垫。上述表格呈现核心素养具体水平，目的是帮助教师明确完成相应教学后学生应达到的学业质量水平，同时也可为后期评价提供参考，故在教学目标的叙述中可以不出现。

文中应用的教育目标分类学框架可为我们的教学目标设计提供清晰的思路，但并不意味着我们要将教学内容生搬硬套进某一个框架中，我们应根据课程的特征及教学需求对不同的理论框架进行灵活运用或调动，以撰写出合适的教学目标。

三、注意事项

在写教学目标时，教师应注意避免出现以下常见的错误：

第一，忽视以学生为主体进行叙述。教学目标的叙述应包括或隐含学生“能够”“学会”等含义，但有的教师在写教学目标时容易出现如“通过完成……，以培养（学生的）科学思维/以树立某生命观念”等的表述，仍然习惯以教师为主体来思考和设计教学。

第二，没有厘清单元目标与课时目标之间的有机联系。有些教师将不同课时的教学目标机械地拼凑在一起作为单元目标。这样的单元目标设计并未从大单元的角度整体把控教学内容，而只是分别设计好每个课时的教学内容后再合并成一个单元，这样“分离”的课堂教学不利于学生循序渐进地建立学科大概念。

第三，教学目标中出现过于抽象的行为表述。例如在“学生能够理解基因工程的原理”这一教学目标中，“理解”确实是一种认知行为，但是怎样算理解？如何评价学生有没有理解知识？当一个学生理解了基因工程的原理时，他表现出的具体行为可能是：能够根据事例说出基因工程的原理，或能够举例说明基因工程的原理，或能够在给定的情境中运用基因工程的原理解决问题等。上述是学生在理解的基础上表现出的学习行为，那么我们要预期学生能达到哪个水平，则需要在教学目标中用可观测的具体行为表述出来，如“说出”“举例说明”“运用”等。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］［3］  安德森，克拉思沃尔，艾拉沙恩，等.布卢姆教育目标分类学：分类学视野下的学与教及其测评：完整版［M］.蒋小平，张琴美，罗晶晶，译.修订本.北京：外语教学与研究出版社，2009.

［4］  刘徽.大概念教学：素养导向的单元整体设计［M］.北京：教育科学出版社，2022.

［5］［6］  刘恩山，曹保义.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）解读［M］.北京：高等教育出版社，2020.

（责任编辑 黄春香）