基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課堂轉(zhuǎn)型

李能國

(江蘇省常州市教科院附屬中學(xué) 常州 213001)

教育部新頒布的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡稱：“新課標(biāo)”)，明確生物學(xué)課程以提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨，要求學(xué)生主動地參與學(xué)習(xí)，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設(shè)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程中習(xí)得生物學(xué)知識，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)及實踐創(chuàng)新能力[1]。課程改革的核心是課堂改革，基于核心素養(yǎng)的生物學(xué)課堂轉(zhuǎn)型是一個系統(tǒng)的工程，而不是某一種教學(xué)模式就能夠?qū)崿F(xiàn)，這樣就對生物學(xué)教師提出新的要求。

1 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的特征分析

1.1 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的整體性 組成生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的四要素是一個統(tǒng)一的整體，彼此相連無法分割。生命觀念是生物學(xué)核心素養(yǎng)中最具學(xué)科特色的素養(yǎng)，是生物學(xué)核心素養(yǎng)的支柱。生命觀念的形成過程離不開科學(xué)思維和科學(xué)探究，科學(xué)思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是科學(xué)思維的實證過程[2]。在進(jìn)行科學(xué)思維和科學(xué)探究的活動中，生命觀念和社會責(zé)任的形成是水到渠成的過程。

1.2 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)跨學(xué)科性 自然科學(xué)中的生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科，其思想方法、基本原理和研究內(nèi)容有著密切的聯(lián)系。同時，生物學(xué)和數(shù)學(xué)、工程學(xué)和信息科學(xué)相互滲透、共同發(fā)展，生物學(xué)核心素養(yǎng)四要素中，科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任三者是科學(xué)課程共有的素養(yǎng)。生命觀念具有生物學(xué)課程的個性特征，這些觀念的形成與其他學(xué)科的發(fā)展相關(guān)，同時也影響著其他學(xué)科。加強(qiáng)學(xué)科間的橫向聯(lián)系，一方面有利于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，另一方面也有利于學(xué)生建立科學(xué)的生命觀和正確的世界觀。

2 生物學(xué)課堂轉(zhuǎn)型的路徑

2.1 重建課程意識 長期以來，較多的生物學(xué)教師只有教學(xué)意識而缺少課程意識，重建課程意識的核心是課程開發(fā)意識和學(xué)業(yè)質(zhì)量觀的重建。課程開發(fā)是從學(xué)生特點與學(xué)校實際出發(fā)，通過需求分析確定課程目標(biāo)，選擇教學(xué)內(nèi)容和相關(guān)教學(xué)活動進(jìn)行計劃、組織、實施、評價和修訂，以最終達(dá)到課程目標(biāo)的工作過程；“新課標(biāo)”制定的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是以生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)及其表現(xiàn)水平為主要維度，是階段性評價、學(xué)業(yè)水平考試的重要依據(jù)[1]。因此，課程意識不排斥考試，只有學(xué)業(yè)質(zhì)量觀定位正確，才能選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，靈活運用多種教學(xué)策略，關(guān)注師生的共同發(fā)展。在不同的課程意識水平下，教師的教學(xué)行為具有顯著的差異。

例如，“減數(shù)分裂”這一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容中，在新課程改革之前，教師備課是寫教案，從教的角度制定教學(xué)目標(biāo)為：“1.介紹減數(shù)分裂的過程和特點；2.訓(xùn)練學(xué)生的識圖、繪圖能力；3.觀察減數(shù)分裂的固定裝片，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。”2002年課程改革后，教學(xué)目標(biāo)的表述為：“1.描述精子和卵細(xì)胞的形成過程，說出減數(shù)分裂的含義；2.進(jìn)行觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂實驗，比較有絲分裂和減數(shù)分裂的異同；3.養(yǎng)成珍惜生命的情感”?；凇靶抡n標(biāo)”的學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計中，教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成某項學(xué)習(xí)任務(wù)后應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，行為主體是學(xué)生，由行為動詞、重要概念、行為條件和表現(xiàn)程度組成：“1.在教師指導(dǎo)下，通過觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片和視頻，簡述減數(shù)分裂的過程和特點；2.通過對比有絲分裂和減數(shù)分裂過程的異同點，能清晰地說明染色體在細(xì)胞分裂過程中的變化規(guī)律和意義；3.運用模型建構(gòu)的方法，能夠獨立模擬減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目和行為的變化；4.在新情境中，通過集體討論，認(rèn)同生命活動具有規(guī)律性的生命觀念”。

上述三種教學(xué)目標(biāo)中，第一種從教的角度，關(guān)注教學(xué)的內(nèi)容，忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)；第二種從教與學(xué)兩個角度，對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了整體設(shè)計；第三種將教學(xué)內(nèi)容、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科核心素養(yǎng)、課程資源和教學(xué)方法進(jìn)行了全面描述，是可操作和測量的?？梢姡n程意識的提升是課堂轉(zhuǎn)型的動力。

2.2 創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境 普通高中生物學(xué)課程由必修、選擇性必修和選修三類課程構(gòu)成，充分考慮到學(xué)生不同的發(fā)展需求，學(xué)校將形成“選修重組班”與“自然教學(xué)班”并存的教學(xué)組織形式。“選修重組班”是創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境的契機(jī)，可建立專用的生物學(xué)科教室，改變原來學(xué)生在一個教室里固定不動、教師到各個班級教室里授課的歷史。

例如，我校建設(shè)的生物學(xué)科教室最基本的功能是教學(xué)，課桌椅擺放的形式靈活多變，可以滿足自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方法的需要；學(xué)科教室的兩側(cè)和后方擺放實驗桌，實驗探究與知識學(xué)習(xí)過程可同步，既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，又恢復(fù)了生物學(xué)課堂的理科特性；學(xué)科教室的墻壁上張貼著與生物學(xué)相關(guān)的圖片、簡報和實驗報告等；窗臺和櫥柜上培養(yǎng)實驗或觀賞用的動植物，擺放著生物標(biāo)本、模型和學(xué)生作品。走進(jìn)生物學(xué)科教室，就進(jìn)入有生物學(xué)特色的學(xué)習(xí)情境；學(xué)科教室設(shè)立圖書角，將圖書館中的生物學(xué)藏書放在師生需要時伸手可及的地方，配有多臺電腦，供個人或小組收集生物學(xué)信息、處理實驗數(shù)據(jù)和形成電子實驗報告等；學(xué)科教室內(nèi)設(shè)計有教師的辦公區(qū)域，從而把平時的教室、實驗室變成教師的工作室、研究室。

生物學(xué)科教室是平時的教室、實驗室、教師辦公室和圖書館等功能場館的結(jié)合體，具有多種功能。通過這樣的教學(xué)環(huán)境創(chuàng)新，從而可促進(jìn)課堂的轉(zhuǎn)型。

2.3 重組教學(xué)內(nèi)容 基于生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計，為打破以知識點為中心的碎片化的課堂教學(xué)模式提供了機(jī)會。因為核心素養(yǎng)的養(yǎng)成是跨學(xué)科、學(xué)期和學(xué)年的，不可能在一節(jié)課實現(xiàn)。以系統(tǒng)化的學(xué)科和主題化的跨學(xué)科內(nèi)容所構(gòu)成的模塊為教學(xué)單元，從教學(xué)單元設(shè)計的高度，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組。

例如，以“新課標(biāo)”中概念1為例，糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸是四類有機(jī)物，蛋白質(zhì)的內(nèi)容要求是“闡明蛋白質(zhì)通常由20種氨基酸分子組成，它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結(jié)構(gòu)，細(xì)胞的功能主要由蛋白質(zhì)完成”，核酸的內(nèi)容要求是“概述核酸由核苷酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子”，兩者的內(nèi)容和要求差異較大，難以形成“蛋白質(zhì)和核酸是兩類最重要的生物大分子”的觀念。而概念3中提出“概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補(bǔ)配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息”，這是與蛋白質(zhì)的內(nèi)容要求相當(dāng)?shù)腫1]。因此，可以將“細(xì)胞的物質(zhì)組成”作為一個單元，整合模塊1和模塊2的內(nèi)容，結(jié)合化學(xué)學(xué)科知識和方法，將蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)構(gòu)與功能同步教學(xué)、相互比較，從而形成生命觀念。并為闡明細(xì)胞核的功能、解釋ATP的結(jié)構(gòu)和描述有絲分裂等內(nèi)容的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

生物學(xué)教材是落實課程目標(biāo)最基本的教學(xué)資源，教材內(nèi)容的組織有其自身的邏輯結(jié)構(gòu)，同時為使用者留有一定的空間，具有開放性和可塑性。因此，教材不是絕對權(quán)威，重組教學(xué)內(nèi)容需要有課程意識，內(nèi)容與生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)相統(tǒng)一，從而實現(xiàn)課堂的轉(zhuǎn)型。

2.4 優(yōu)化教學(xué)流程 目前國內(nèi)流行著較多的教學(xué)模式，如果將具有不確定性的課堂教學(xué)過程作了簡單的處理，會使教學(xué)流程變得僵化。在這樣的課堂中，會忽略了學(xué)科、教學(xué)內(nèi)容、教師和學(xué)生的差異。基于學(xué)科核心素養(yǎng)的生物學(xué)課堂轉(zhuǎn)型，可把握課堂教學(xué)的核心要素，充實教學(xué)流程，為學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展留下空間。

以“說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成糖與氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學(xué)能”這一知識標(biāo)準(zhǔn)為例，學(xué)生在初中階段初步已經(jīng)學(xué)習(xí)了“光合作用”的概念，并進(jìn)行過“綠葉在光下制造淀粉”等實驗。高中教學(xué)階段一方面不能忽略學(xué)生已有的經(jīng)驗而創(chuàng)設(shè)虛假的情境；另一方面也不能認(rèn)為學(xué)生已有相關(guān)經(jīng)驗而不需要情境。因此，可在生物學(xué)科教室里準(zhǔn)備水綿、天竺葵和銀邊吊蘭等實驗材料，布置“設(shè)計實驗，說明光合作用的原料、產(chǎn)物和條件”“設(shè)計實驗，探究環(huán)境因素影響光合作用的速率”和“列舉提高光合作用產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入的措施”等任務(wù)。

真實的情境有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的熱情，這幾個活動具有層次性，學(xué)生將通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)進(jìn)行探究，從而掌握相關(guān)知識，發(fā)展科學(xué)思維，教師面向全體學(xué)生，積極引導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)問題并協(xié)助個體解決問題。最后是創(chuàng)造性應(yīng)用環(huán)節(jié)，通過討論或角色扮演，從而培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任，可創(chuàng)造收放自如的課堂轉(zhuǎn)型境界。

2.5 完善課程評價 目前，較多的學(xué)校仍以分?jǐn)?shù)作為評價學(xué)生發(fā)展的唯一依據(jù)，除了與教育大環(huán)境有關(guān)，也與學(xué)校缺乏正確的評價理念、行之有效的評價體系和科學(xué)的評價工具有關(guān)?；谏飳W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平的課程評價，評價方式主要有表現(xiàn)型評價和紙筆測試兩種形式，是教師了解教學(xué)過程、調(diào)控教和學(xué)的行為和提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。表現(xiàn)性評價有兩種應(yīng)用：一種是學(xué)生成長記錄，將實驗報告、小論文、作業(yè)、課堂行為表現(xiàn)、參與熱情和情感體驗等收入記錄袋中，作為衡量學(xué)習(xí)態(tài)度和能力的依據(jù)；另一種是設(shè)計能夠引發(fā)學(xué)生表現(xiàn)其生物學(xué)素養(yǎng)的任務(wù)情境，對學(xué)生活動過程和成果進(jìn)行的任務(wù)性評價，

例如，“淀粉酶屬于水解酶類，是催化淀粉中糖苷鍵水解的一類酶的統(tǒng)稱。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)α-淀粉酶主要采用微生物發(fā)酵法，其中米曲霉發(fā)酵產(chǎn)品可用作消化劑?，F(xiàn)提供米曲霉研磨液、可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液、鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液等實驗材料。請?zhí)岢鲆粋€值得探究的問題、做出假設(shè)、制訂并實施計劃、設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格、完成實驗，預(yù)測并分析實驗結(jié)果?！睂W(xué)生完成這一科學(xué)探究任務(wù)，不簡單依靠教師個人主觀來判斷，而是要設(shè)計和運用評價量表，以提出問題或假說、設(shè)計探究方案、收集與展示數(shù)據(jù)、分析和解釋結(jié)果為評價維度，以科學(xué)知識的掌握、科學(xué)方法的運用和表達(dá)交流的技巧為指標(biāo)，將科學(xué)探究能力分為不同的水平層次，從而精確發(fā)現(xiàn)并解決教學(xué)中存在的問題。

“新課標(biāo)”的評價建議中明確了評價原則、評價內(nèi)容、評價方式和結(jié)果反饋，評價是發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生潛能、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性、促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)養(yǎng)成、實現(xiàn)課堂轉(zhuǎn)型的載體。

總之，實現(xiàn)課堂轉(zhuǎn)型需要良好的教育生態(tài)環(huán)境，更需要一線教師有追求卓越的品質(zhì)，更努力地實現(xiàn)和落實新修訂的生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。

(基金項目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度課題“基于學(xué)科教室的課程設(shè)計與實施”，No.C-c/2016/02/16)