以實(shí)際問(wèn)題解決為引領(lǐng)，促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)

李偉

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)作為課程宗旨和課程實(shí)施的基本要求，充分體現(xiàn)了生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和育人價(jià)值。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)聚焦大概念理解和應(yīng)用、注重實(shí)踐經(jīng)歷和探究、關(guān)注差異的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，逐漸形成的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)生物學(xué)課程內(nèi)化的具有生物學(xué)學(xué)科特性的品質(zhì)和正確的價(jià)值觀念。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括4個(gè)要素：生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。

生物學(xué)科是與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系最為緊密的學(xué)科之一。在課堂教學(xué)中高中生物學(xué)以貼近學(xué)生生活的問(wèn)題解決為引領(lǐng)，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維的熱情，讓學(xué)生在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)將正確的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力表現(xiàn)出來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生溝通合作能力和社會(huì)責(zé)任感，使學(xué)生在分析、解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。

1在實(shí)際問(wèn)題解決中，促進(jìn)生命觀念的內(nèi)化

“生命觀念”是構(gòu)建生物學(xué)概念和規(guī)律等的提煉、抽象和升華，是在生命現(xiàn)象及其相互關(guān)系或特性的基礎(chǔ)上對(duì)生命的本質(zhì)和生物學(xué)學(xué)科本質(zhì)整體理解和認(rèn)識(shí)而形成的意識(shí)、觀念和思想方法。在高中生物的學(xué)習(xí)中，“生命觀念”表現(xiàn)為能夠應(yīng)用生命觀念解釋、認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象，形成科學(xué)的生命觀、自然觀和世界觀，并以此為指導(dǎo)探究生命活動(dòng)規(guī)律、解決實(shí)際問(wèn)題。

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，生命觀念是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的邏輯起點(diǎn)和最終歸宿，是生物學(xué)課程的核心目標(biāo)之一。如何有效促進(jìn)學(xué)生樹(shù)立正確的生命觀念？心理學(xué)研究表明，以生命觀念相關(guān)的觀點(diǎn)、觀念和思想方法為起點(diǎn)，有意識(shí)地應(yīng)用于解決真實(shí)情境下的實(shí)際問(wèn)題，最終就能有效促進(jìn)這些觀點(diǎn)、觀念和思想方法的樹(shù)立，并真正內(nèi)化，形成素養(yǎng)。教師結(jié)合生物學(xué)的大概念，精心創(chuàng)設(shè)需要在生命觀念指導(dǎo)下解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)活動(dòng)，圍繞解決實(shí)際問(wèn)題構(gòu)建生物課堂教學(xué)，通過(guò)學(xué)生對(duì)相關(guān)生命現(xiàn)象和事件的深刻理解，有效促進(jìn)生命觀念的內(nèi)化，促使學(xué)生在顯著提升生物學(xué)大概念理解的基礎(chǔ)上形成生命觀念，如結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。在此基礎(chǔ)上，教師要能以生命觀念為指導(dǎo)，開(kāi)展解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生生命觀念的形成。

以促進(jìn)“穩(wěn)態(tài)和平衡觀”的建立為例，教師可提供實(shí)例，某草原生態(tài)系統(tǒng)因過(guò)度放牧導(dǎo)致草場(chǎng)退化，讓學(xué)生結(jié)合已有的知識(shí)基礎(chǔ)，對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋，并結(jié)合草場(chǎng)退化的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析。如教師可提出問(wèn)題，請(qǐng)分析草場(chǎng)退化的原因，如何確定合理的放牧量……在對(duì)實(shí)際問(wèn)題充分分析的基礎(chǔ)上教師可引導(dǎo)學(xué)生提出解決實(shí)際問(wèn)題的措施，如可以采取怎樣的辦法盡量提高草場(chǎng)的產(chǎn)出同時(shí)保持草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。學(xué)生在嘗試解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中構(gòu)建生物學(xué)的概念和思想方法，逐步形成相應(yīng)的生命觀念。

2在實(shí)際問(wèn)題解決中，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展

在生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中，科學(xué)思維是一種建立在事實(shí)和嚴(yán)密推理基礎(chǔ)上的思維，不僅要求學(xué)生理解和掌握基本的科學(xué)原理和方法，更要尊重事實(shí)和證據(jù)，有實(shí)證意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度，能運(yùn)用科學(xué)的思維方式認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題、指導(dǎo)行為。作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，它也包含崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度以及理解能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

掌握良好的科學(xué)思維能力是提升學(xué)生創(chuàng)新能力的重要條件。為了能夠更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求，課堂教學(xué)應(yīng)將實(shí)際問(wèn)題的解決與典型思維方法有機(jī)結(jié)合，以提高思維的質(zhì)量，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。

比如，在構(gòu)建種群數(shù)量變化一節(jié)的課堂活動(dòng)時(shí)，教師可以先創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)情境中的問(wèn)題：視頻展示小球藻的市場(chǎng)需求和小球藻的生長(zhǎng)增殖情況，和學(xué)生共同營(yíng)造一個(gè)創(chuàng)業(yè)情境——?jiǎng)?chuàng)辦小球藻生產(chǎn)基地。學(xué)生根據(jù)提供的現(xiàn)有信息，思考要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值一個(gè)億的創(chuàng)業(yè)目標(biāo)需要多少時(shí)間。在分析實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中，學(xué)生需要參與觀察、假設(shè)、批判、預(yù)測(cè)、交流，最終得出理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J”型曲線。學(xué)生聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題，分析提出創(chuàng)業(yè)理想和現(xiàn)實(shí)的差距。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：如何讓現(xiàn)實(shí)接近理想，盡可能快地實(shí)現(xiàn)1個(gè)億的創(chuàng)業(yè)目標(biāo)？學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探討，在不同小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交流中得出種群增長(zhǎng)的“S”型曲線，并結(jié)合分析“S”型曲線，提出可以提高小球藻產(chǎn)量的具體措施。學(xué)生在嘗試解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中需要模型與建模、歸納與概括、演繹與推理、批判性思維等思維方法。這種以解決實(shí)際問(wèn)題為主線的課堂活動(dòng)能有效促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)和技能，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力。

3在實(shí)際問(wèn)題解決中，開(kāi)展科學(xué)探究活動(dòng)

作為生物學(xué)核心素養(yǎng)，科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)際情境中的生物學(xué)問(wèn)題，以特定的需解決的實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)，進(jìn)行觀察、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對(duì)結(jié)果的交流與討論的能力。

以解決實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)開(kāi)展課堂教學(xué)，教師要將科學(xué)探究作為課堂教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，又將科學(xué)探究作為一條主線貫穿整個(gè)課堂，要組織和引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)有價(jià)值的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行研究，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的熱情和能力。教師要以實(shí)際問(wèn)題的解決為驅(qū)動(dòng)力讓學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)家是如何探究世界的，包括變量的確定與實(shí)施，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，數(shù)據(jù)的收集與處理，模型的構(gòu)建與分析等多種過(guò)程。

科學(xué)探究對(duì)于學(xué)生掌握科學(xué)概念，參與科學(xué)實(shí)踐，理解科學(xué)本質(zhì)，成為獨(dú)立的思考者和學(xué)習(xí)者都有重要作用。比如，結(jié)合觀察植物根尖細(xì)胞有絲分裂，教師的實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)實(shí)際問(wèn)題情境：介紹作為裝修污染源之一的甲醛對(duì)人體健康的影響。然后，教師再提出問(wèn)題：甲醛對(duì)植物的細(xì)胞分裂是否也有影響呢？能否將相關(guān)的植物作為室內(nèi)裝修環(huán)境污染的指示植物？學(xué)生圍繞問(wèn)題進(jìn)行假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，展開(kāi)科學(xué)探究。通過(guò)不斷地嘗試，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行改進(jìn)，比如解離的時(shí)間、漂洗的方式、染色的操作。再對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、交流和討論。這種就實(shí)際問(wèn)題開(kāi)展的富有成效的科學(xué)探究活動(dòng)能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的各方面能力。

4在實(shí)際問(wèn)題解決中，積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任

社會(huì)責(zé)任感是個(gè)體積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任或幫助他人的一種比較穩(wěn)定的心理品質(zhì)，是學(xué)生成就人才與幸福生活的核心素質(zhì)，更是社會(huì)和諧、民族興盛與良好風(fēng)尚的重要保證。生物學(xué)科的社會(huì)責(zé)任是指運(yùn)用生物學(xué)的認(rèn)識(shí)、理解和思想方法，參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)、生活實(shí)際問(wèn)題的擔(dān)當(dāng)和能力。社會(huì)責(zé)任是生物學(xué)課程的目標(biāo)，是解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中形成生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等生物學(xué)核心素養(yǎng)后的拓展和延伸，期待學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)的生物知識(shí)來(lái)處理生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題，做出科學(xué)合理的決策，完善自身，體現(xiàn)出自身肩負(fù)的責(zé)任，并造福社會(huì)。

生活中蘊(yùn)含著許多生物學(xué)知識(shí)和原理，高中階段涉及到了人體健康、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、關(guān)愛(ài)生命等各方面，很多知識(shí)都可以與日常生活和生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題緊密聯(lián)系：

①為什么越抓越癢？

②麻醉藥的作用機(jī)理是什么？

③為什么毒品能使人上癮？

④為什么面包或饅頭的制作過(guò)程要發(fā)酵？

⑤為什么長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣能導(dǎo)致農(nóng)作物的的面積減產(chǎn)？

⑥為什么保持養(yǎng)豬圈的合適溫度能使同等飼喂條件下豬長(zhǎng)得更快？

這些問(wèn)題能引領(lǐng)學(xué)生從書(shū)本走向?qū)嵺`，既可以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究，使學(xué)生建立正確的生命觀念，也可以讓學(xué)生體驗(yàn)到生命科學(xué)在解決實(shí)際問(wèn)題的價(jià)值和力量，體驗(yàn)社會(huì)責(zé)任感。實(shí)際問(wèn)題的分析和解決會(huì)引導(dǎo)學(xué)生更多地關(guān)注涉及生物學(xué)的生產(chǎn)生活實(shí)際問(wèn)題，使學(xué)生逐漸樹(shù)立尊重科學(xué)、關(guān)愛(ài)生命、保護(hù)環(huán)境、造福社會(huì)的社會(huì)責(zé)任感，提升學(xué)生學(xué)以致用解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力，促進(jìn)學(xué)生生命健康成長(zhǎng)，成為健康中國(guó)的促進(jìn)者和實(shí)踐者，讓學(xué)生有足夠的勇氣去承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸發(fā)展起來(lái)的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力。落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在高中生物教學(xué)中占有重要地位，教師要融合生物學(xué)科的核心素養(yǎng)內(nèi)涵，創(chuàng)設(shè)實(shí)際問(wèn)題情境，讓學(xué)生在分析、解決實(shí)際問(wèn)題的學(xué)習(xí)和探究活動(dòng)中尊重和理解生命，發(fā)展科學(xué)思維與科學(xué)探究，積極承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的解決促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。