首页 >> 学科在线 >>生物学科 >> 生物学科核心素养解读
详细内容

生物学科核心素养解读

学科的核心素养是科学育人价值观的集中体现,是通过某学科学习而逐步形成的关键能力、必备品格与价值观念。生物学学科核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。

1. 生命观念

“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是人们经过实证后的观点,是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。学生应该在较好地理解生物学概念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、局部与整体观、物质与能量观等。能够用生命观念认识生物的多样性、统一性、独特性和复杂性,形成科学的自然观和世界观,指导探究生命活动规律,解决实际问题。

2. 理性思维

“理性思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展理性思维,如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法,探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。

3. 科学探究

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。学生应在探究中,逐步加强对自然现象的好奇心和求知欲,掌握科学研究的基本思路和方法,培养实践能力。在探究中,乐于并善于团队合作,勇于创新。

4. 社会责任

“社会责任”是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,解决生产生活问题的担当和能力。学生应能够以造福人类的态度和价值观,积极运用生物学的知识和方法,关注社会议题,参与讨论并作出理性解释,辨别迷信和伪科学;形成生态意识,参与环境保护实践;主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识;结合本地资源开展科学实践,尝试解决现实生活问题。

生物学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关键能力、必备品格与价值观,是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现。生物学核心素养的培养应贯穿于教科书编写、课堂教学以及考试评价中。

1. 高度关注生物学核心素养的达成

培养学生生物学核心素养是本课程的价值追求,也是课程预期的教学目标。核心素养所涵盖的生命观念、理性思维、科学探究、社会责任四个方面的基本要求,是较以往生物学课程更具有挑战性的教学要求,需要通过每节课或每项活动来逐步培养形成。教师在制订每个单元、每节课(或活动)的教学计划时,都要全面考虑核心素养任务的针对性落实和有效完成。同时,根据不同的教学内容,在落实核心素养时其侧重点也应该有所不同。在科学技术迅猛发展、技术产品高度融入生活的时代,获得并提升生物学核心素养关乎学生一生的发展,因此,要在扩展、深入学习学生生物学知识的同时,特别要注意对学生能力和品格方面的要求。

2. 组织以探究为特点的主动学习是落实核心素养的关键

以探究为特点的教学不仅会直接影响核心素养中“理性思维”“科学探究”的落实,也会间接影响另外两个核心素养的达成。因此,生物学教学不仅是教师讲解和演示的过程,也是师生交流、共同发展的互动过程。教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践。这种有目的、有步骤的学生自主学习活动主要包括对生物及其相关事物进行观察、描述、提出问题、从各种渠道查找信息、提出假设、验证假设、思维判断、作出解释,并能与他人合作和交流等。

教师在引导和组织学生进行上述探究性学习时应注意以下事项:

1)需要为探究性学习创设情境。例如,提供相关的图文信息资料、数据,或呈现生物的标本、模型、生活环境,或从学生的生活经验、经历中提出探究性的问题,或从社会关注的与生物学有关的热点问题切入等。

2)应该鼓励学生自己观察、思考、提问,并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施。在小组合作探究时,教师应兼顾不同发展水平的学生,成员间要分工明确并不时互换,使每一成员都有机会担任不同的角色。

3)注意探究性学习活动的课内、外结合。教师应有计划地安排好课外需要用一定时间才能完成的活动,包括必要的调查、访问、参观、资料收集整理以及观察记录等。

4)重视探究性学习报告的完成和交流。教师应培养学生通过文字描述、数字表格、示意图、曲线图等方式完成报告,组织交流探究的过程和结果,并进行适当的评价。

5)探究性学习不是全部的教学活动。教师应结合具体的教学内容,采用多种不同的教学策略和方法,达到教学目标。

3. 通过概念的学习,帮助学生形成生命观念

概念是处于学科中心位置,对学生学习具有引领作用的基础知识。在生物学课程中,概念包括了对原理、理论等的理解和解释,是生物学科知识的主干部分。高中生物学课程的必修课程和选修Ⅰ课程都是围绕着几个概念展开的,内容标准基于概念描述了具有学科逻辑、符合高中学生认知特点的重要概念,形成了课程的内容框架。在教学中,教师围绕着生物学概念来组织并开展教学活动,能有效地提高教学效益,有助于学生对知识的深入理解和迁移应用,也有助于发展学生的生命观念。

教师在设计和组织每个单元的教学活动时,应该围绕概念和重要概念展开,依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式,其教学策略既可以是讲解、演示、讨论,也可以是基于学生动手活动或对资料的分析及探究,所有的教学活动都要有利于促进学生对生物学概念的建立、理解和应用。

为了帮助学生形成正确的生物学重要概念进而建立生物学观念,教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑;另一方面,教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些零散的生物学事实的层面上,而是要通过对事实的抽象和概括,帮助学生建立生物学概念,并以此来建构合理的知识框架,为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中,教师还必须注意学生头脑中已有的前概念,特别是那些与科学概念相抵触的错误概念。课堂教学活动要帮助学生消除错误概念,建立科学概念。

4. 加强和完善生物学实验教学

《教学指导意见(2017)》所说的“实验教学”是指教师组织学生在生物学实验室和校园内外开展的教学活动,既可以是动手、观察类的实践活动,也可以是以问题解决为特点的探究活动。实验教学是生物学课程的特点,也是生物学教学的基本形式之一,教学活动建议中有一部分就是实验教学,实验教学是促成学生达成生物学核心素养的重要支撑。

为更好地开展实验教学,建议教师注意以下几点:

1)实验设计应该多样化。例如,可以采用比较规范的实验仪器设备设计实验,也可以设计低成本、低消耗、低(无)污染的教学实验;可以采用生物材料设计和开展实验,也可以利用电子设备设计、完成模拟性实验;有条件的学校还可以充分利用多媒体、互联网及无线通讯技术进行虚拟实验。应鼓励学生参与设计实验。

2)在重视定性实验的同时,也应重视定量实验,让学生在量的变化中了解事物的本质。教师应给学生提供机会学习生物学研究中的测量方法,实事求是地记录、整理和分析实验数据,定量表述实验结果等。

3)要注意实验安全教育。安全使用实验器具(如解剖器具、玻璃器皿、酒精灯等)和实验药品(如酒精、酸、碱等)是生物学实验的基本技能。教师应强化安全教育,增强学生自我保护意识。同时,要注意实验室废弃物的妥善处理。

5. 落实科学、技术和社会相互关系的教育

注重科学、技术和社会相互关系是贯穿本课程的重要主线之一,也是生物学核心素养达成的重要途径。新课标多层面、多角度地强调了科学、技术和社会的相互关系教育的重要性,包括了概念水平和教学建议水平。

在教学中,教师应该注意以下几方面:

1)了解科学、技术、社会的相互关系,关注和参加与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策,是生物学核心素养的重要组成部分,也是培养学生对自然和社会责任感的重要途径。教师应该重视渗透科学、技术、社会相互关系的教育,通过具体事例帮助学生认识生物学与社会发展的紧密联系。

2)科学、技术、社会相互关系的问题涵盖面很广,包括全球性的、国家的、地区的科学技术与社会生活、生产、发展相关的问题。教师要引导学生特别关注我国和学校所在地区与学生现实生活相关的问题,使学生积极思考与生物学有关的社会问题,宣传生物学知识和健康的生活方式,识别伪科学和迷信,尝试参与社会决策,培养学生的社会责任感。生物学教学还应注意介绍相关的职业现状和发展趋势,为学生选择学习和职业方向奠定必要的基础。

3)生物科学技术和社会关系密切,内容丰富。教师应引导学生通过图书、报刊、音像和网络等了解更多的信息,开展调查、研究、讨论和宣传等活动,理解生物科学技术对社会发展的作用,同时也了解技术可能带来的多方面影响。

6. 注意学科间的联系

自然界是一个统一的整体,自然科学中的物理学、化学、生物学等各门学科,其思想方法、基本原理、研究内容有着密切的联系。同时,生物学和数学、技术、工程学、信息科学是相互作用、共同发展的。此外,生物学与人文社会学科也是相互影响、相互促进的。加强学科间的横向联系,有利于学生理解科学的本质、科学的思想方法和跨学科的科学概念和过程,这将有利于学生建立科学的生命观,逐步形成正确的世界观,发展生物学核心素养。

7. 注重生物科学史和科学本质的学习

科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的思路和方法,学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的生物学核心素养是很有意义的。新课标中的多处内容都包含科学史的要素,教师应充分利用这些科学史来开展教学。

高中生物学课程是自然科学课程,学生在学习该课程中不仅要获得诸如细胞、遗传、进化等生物学方面的知识,还应该学习一些“关于自然科学的知识”。在科学教育领域,“关于自然科学的知识”也称为“科学本质”。高中生物学课程中适合教授的科学本质内容可以涉及“科学知识可能随着研究的深入而改变”“科学工作依赖观察和推论”“科学工作采用基于实证的范式”“科学是创造性的工作”“科学工作中要高度关注主观因素的影响”“理论和定律赋予科学解释的能力,但两者不尽相同”以及“科学会受到社会和文化的影响”等。对科学本质的学习有助于学生理解生物学观念,了解科学知识产生的特点,把握自然科学的特点,并以此来辨别现实生活中的科学和非科学,从而促进生物学核心素养的达成。

学科核心素养水平划分

素养水平

素养1 :生命观念

水平一

初步具有结构与功能相适应的观念以及生物进化观念,能从分子与细胞水平认识生物体的结构与功能是相适应的,生物的适应性是长期进化的结果。初步具有物质和能量观。

水平二

具有结构与功能相适应的观念和生物进化观念,并能运用这些观念分析和解释简单情境中的生命现象。具有物质和能量观,结合简单情境说明生命活动的维持包括物质代谢和能量代谢。

水平三

具有结构与功能相适应的观念和生物进化观念,并能运用这些观念分析和解释较为复杂情境中的生命现象。综合物质和能量观以及稳态与平衡观,在特定情境中说明生态系统中时刻存在着物质循环和能量流动。

水平四

具有结构与功能相适应的观念和生物进化观念,并能基于这些观念识别身边的虚假宣传和无科学依据的传言。具有物质和能量观,并能指导、解决生产和实践中的具体问题。具有稳态与平衡观,并能指导人的健康生活方式;指出某一生态系统的构成要素及影响其平衡的因素。

 

 

 

素养水平

素养2 :理性思维

水平一

能够认识到生物学概念都是基于科学事实经过论证形成的,并能用这些概念解释简单的生命现象。

水平二

能够以特定的生物学事实为基础形成简单的生物学概念,并用文字或图示的方式正确表达,进而用其解释相应的生命现象。

水平三

能够从不同的生命现象中,基于事实和证据,运用归纳的方法概括出生物学规律,并在某一给定情境中,运用生物学规律和原理,对可能的结果或发展趋势作出预测或解释,并能够选择文字、图示或模型等方式进行表达并阐明其内涵。

水平四

能够在新的问题情境中,基于事实和证据,采用适当的科学思维方法揭示生物学规律或机制,并选用恰当的方式表达、阐明其内涵。在面对生活中与生物学相关的问题并作出决策时,利用多个相关的生物学大概念或原理,通过逻辑推理阐明个人立场

 

 

 

 

 

素养水平

素养3 :科学探究

水平一

能够使用简单的实验器具;基于给定的实验方案完成简单的实验,记录相关数据;能以书面的形式将实验结果记录下来。

水平二

能够正确使用工具进行观察;提出生物学问题,在给出的多个方案中选取恰当的方案并实施;选用恰当的方法如实记录和分析实验结果;能与他人合作完成探究,以口头或书面的形式与他人展开交流。

水平三

能够熟练运用工具展开观察;针对特定情境提出可探究的生物学问题或生物工程需求;基于给定的条件,设计并实施探究实验方案或工程学实践方案;运用多种方法如实记录和分析实验结果;在小组学习中能主动合作,推进探究方案或工程实践的实施,并运用科学术语报告实验结果。

水平四

能够恰当选用并熟练运用工具展开观察;针对日常生活的真实情境提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或可达成的工程学需求;基于对相关资料的查阅,设计并实施恰当可行的方案;运用多种方法如实记录,并创造性地运用数学方法分析实验结果;能够在团队中起组织和引领作用,运用科学术语精确阐明实验结果,并展开交流。

 

 

 

素养水平

素养4 :社会责任

水平一

知道社会热点中的生物学议题;认同健康的生活方式,珍爱生命,远离毒品;认同环境保护的必要性和重要性,认同地球是人类唯一的家园。

水平二

关注并参与社会热点中的生物学议题的讨论;接受科学、健康的生活建议,珍爱生命,远离毒品;了解传染病的危害与防控知识;养成环保意识与行为;关注生物学技术在生产生活中的应用。

水平三

基于生物学的基本观点,辨别迷信和伪科学;制订适合自己的健康生活计划;珍爱生命,远离毒品;主动运用传染病的相关防控知识保护自身健康;参与社区生物多样性保护以及环保活动的宣传和实践;具有通过科学实践解决生活中问题的意识和想法。

水平四

针对现代生物技术在社会生活中的应用,基于生物学的基本观点,辨别并揭穿伪科学;制订并践行健康生活计划;向他人宣传毒品的危害及传染病的防控措施;参与当地环保建议的讨论;能通过科学实践,尝试解决现实生活中的生物学问题。