學科核心素養與高中生物教學策略

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摘要：高中生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究精神與社會責任等基本素養。學生具備了這些素養，就能夠理性看待生命現象與生命問題，就可以應用所學的生物知識來解決現實的生活問題，成為一個熱愛生命、敬畏生命、尊重生命的人，同時促進自身生態美觀、生態自然觀、生態價值觀和生態經濟觀的健康形成。本文主要以高中生物中的“光合作用”教學知識點為例，論述基于學科核心素養的高中生物教學原則，探究了培養學生生物學科核心素養的實用教學策略。

關鍵詞：高中生物；學科核心素養；教學策略；光合作用

現階段的高中生物教學還存在一些問題，如學生缺乏實踐探究的機會、教學做嚴重脫離、課堂教學內容沒有得到延伸拓展、教學沒有注重德育滲透等，這些問題的存在制約了學生核心素養的發展。在這樣的教學環境下，學生只是成為知識的載體，而不是知識的主人，學生的思維、意識、大局觀與生態觀都有所局限，思考問題的高度與內涵深度都有所欠缺。對此，探討高中生物的教學策略，促進學生學科核心素養的健康發展是很有必要且意義重大的。

一、重視新課導入，滲透生命觀念

高中生物的教學目的之一就是要求學生能夠運用生物知識去客觀理性地認識生命和詮釋生命現象，從而做一個尊重生命、敬畏生命、熱愛生命的人。在教學高中生物知識時，教師要注意將生活中的生命現象引入課堂，借由生活現象或者現實素材來更好地解釋生物概念及生物知識，拉近學生和學科知識之間的距離，引導學生多角度、多層次、多思維地思考生物知識，從而在這一過程形成生命觀念。例如：在教學“光合作用”這一知識時，教師可以引入一些跟光合作用相關的農業生產案例來導入新課，讓學生了解光合作用跟農業生產、人類活動之間的關聯性，幫助學生明白學習光合作用知識的目的及用途。比如：老師可以先向學生提問：“為什么農作物的產量跟氣候原因有關？”“農作物沒有陽光為什么無法存活？”“我們經常呼吸的氧氣是從何而來的？”“為什么多種綠色植物能夠減少全球的碳含量？”學生們對這些生活現象并不陌生，但他們不一定清楚這些現象背后的原因，也可能缺乏深入探究思考的機會，大部分學生對和生活相關的未知問題是充滿興趣的，這樣的方法能夠很好地調動學生的思考熱情。整個“光合作用”知識點的教學過程也從靜態的知識傳授過程變成了動態的生活現象解密過程，教學方向也可以從簡單的知識概念傳授轉變為更深入的“光合作用”原理探究、“光合作用”現實應用等方向。如此，學生就會清楚植物生命活動的形式和流程，也會明白植物的生命活動對于人類生存環境的重要性，也從而形成初步的生命觀念，實現促進學生生物學科核心素養提高的教學目的。

二、創設問題情境，鍛煉科學理性思維

高中生物課堂要充滿探究性和趣味性，讓學生在體驗、參與活動的過程中獲取知識、得到感悟，完成知識的建構過程。客觀來說，學生從探究體驗過程中獲得的知識要比教師用講授方式灌輸的知識更深刻、通透，這有助于學生實現知識的內化。因此，教師要構建高效的生態化課堂，為學生交流合作、探究體驗創造優良的環境氛圍。在構建生態化課堂的過程中，除了要確保師生關系和諧，課堂民主開放以外，教師還要聯系生活熱點、現實問題，以及借由多媒體電教技術來設置一些問題情境，讓學生思維集中地進行有序思考，以促進學生學習主體性發揮，防止教學過程中學生出現思維渙散、學習無序的混亂狀況。鍛煉學生理性思維的關鍵在于幫助學生確定思考方向，掌握思考依據。這就要求教師多角度、多層次地講解、剖析、對比教學知識點，分析和知識點相關的生物線索，幫助學生提煉出思考的主線與流程，再讓學生步步為營、循序漸進地對所學知識進行推理與思考，找到各知識點的關聯性，達到深化學習、拓展知識的目的。例如：在教學“光合作用”這一知識點時，教師可以在課前準備一些教學用具，包括不同顏色的葉片、顯微鏡、鑷子等，為學生在課堂上能夠直觀觀察植物葉片的結構做準備。教師在引導學生觀察葉片時，要讓學生帶著目的去進行觀察，確保學生會仔細地觀察葉片，有主次、有輕重地觀察葉片，從而保障觀測結果的有效性。如在觀察之前，教師要求學生思考為什么有些葉片的顏色不是綠色的？植物葉片在不同的時期為什么會呈現不同的顏色？然后再引導學生去觀察黃色的銀杏、綠色的柳樹、紅色的爬山虎等葉片的結構。在學生完成觀察以后，教師再留給學生一些查找資料、自由討論、思考交流的時間。然后教師就可以利用多媒體來展示葉片的基本結構，重點介紹一下葉綠體的結構，點明葉片中含有葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素的事實，這些色素的數量決定著光反射的數量，從而就出現葉片會變色的現象。在葉綠素含量較多的夏天，葉片多為綠色，到了秋冬季，葉綠素被大量破壞，葉黃素含量增多，葉片就會呈現黃色或者紅色的事實。完成上述教學環節后，學生就會對植物的葉綠體有一定的了解，也會了解葉綠體是植物進行“光合作用”的關鍵。教師可以以植物進行“光合作用”時會出現能量變化的現象為主線，引領學生去有序思考“光合作用”中能量變化的具體流程和變化形式。教師可以采取提問的方式來幫助學生進行有序思考，如“植物會吸收光能轉變成自身生存所需要的化學能，光能轉變成化學能是一種化學反應，這一反應是在葉綠體內的哪個場所進行的？能量變化過程中會不會有生成物出現？你們覺得生成物會是什么？”提出如下問題以后，教師再引導學生一起來觀察整個“光合作用”的實驗過程，逐一引領學生學習“光合作用”光反應和暗反應階段的重難知識點，將實驗觀察與知識講解有機結合起來。最后，教師可以要求學生采取制作思維導圖的方式，對整個“光合作用”知識體系進行系統的思考與梳理。具體可以聚焦“光合作用”概念、“光合作用”反應條件及場所、“光合作用”反應形式、“光合作用”物質生成及能量變化、“光合作用”反應的生態意義等內容來梳理思維，實現鍛煉學生理性思維的教學目標。

三、建構知識模型，鞏固學習成果

建構主義認為，新知識的獲取不是通過傳授的方式獲得的，而是以舊知識為基礎來進行全新建構而獲得的。孔子也說過“溫故而知新”的名言。有效的學習絕不是只包括了解知識、記憶知識，而是能夠以所學的知識為基礎，對相關的事物進行鑒別、判斷、論證，以達到應用知識解決實際問題的效果。創新思維和應用能力是構成高中生物學科核心素養的重要組成部分，也是培養學生社會責任和生命觀念的核心基礎。因此，在完成生物知識的基本教學以后，高中生物教師需要采取建構模型的方式來幫助學生進一步理解生物核心概念，引導學生將所學的知識串聯成系統的整體，完成對知識的整體拓展與全面歸納，從而達到實現知識內化，靈活運用知識的目的。以“光合作用”一節的教學為例，教師在講解完“光合作用”的過程、光反應與暗反應的區別和聯系、“光合作用”的影響因素等知識點以后，教師需要找準各內在知識點之間的關聯點與切入點，條理清晰、層次分明的建構“光合作用”概念模型。教師首先以“光合作用”為框架，然后將其相關知識分解為光反應、暗反應兩條主線知識點；其次確定光、暗反應的場所、能量變化形式，以及物質變化形式；最后用化學式和流程圖來描述光、暗反應的流程和結果，讓學生能夠通過直觀的模型圖發現光反應和暗反應之間的聯系和區別，強化學生的理解與認知，簡化學生的記憶難度。教師不僅可以用模型建構的方式來幫助學生溫故知新、整合知識，還可以將其當成一種評價學生學習成效的策略手段，以此來了解學生對“光合作用”知識點的掌握情況，找出學生的薄弱知識點，然后對學生進行查缺補漏。例如：教師在引導學生復習“光合作用”的發現過程時，可以先給出如下材料：英國生物學家希爾在1937年從繁縷葉片中提煉出了離葉的葉綠體，他將含有H2O，不含CO2的離體葉綠體懸浮液與高鐵鹽（Fe3+）溶液進行混合之后，放在陽光照射的區域下。過了一段時間，發現混合溶液中的Fe3+變成了Fe2+，并且溶液中有氧氣釋放。請同學們分析上述材料中的現象，根據所學知識來思考以下問題：Fe3+變成了Fe2+，可以判斷出混合溶液中生出了怎樣性質的物質？這種物質的生成需要怎樣的條件，它是怎樣產生的[1]？接著，教師在向學生補充后續的研究材料：希爾將整個裝置放在黑暗的環境中，Fe3+沒有出現變化，混合溶液中也沒有O2生成。參考希爾的實驗，我們可不可以認為“光合作用”存在光反應和暗反應兩個階段[2]？如果要你以希爾的實驗為基礎設計出一個證明“光合作用”存在光反應和暗反應階段的實驗，你會對希爾實驗做出怎樣的改進？請你寫出實驗流程圖，完成實驗設計。學生要準確回答出以上問題，就必須去聯想自己學過的“光合作用”反應條件、反應階段、能量變化、物質生成等各個知識點，還要采取控制變量、排除無關變量的方法來驗證實驗、改變實驗，完成實驗探究。待學生給出自己的實驗方案以后，教師再和學生一起進行具體的實驗操作，建構出標準的實驗流程圖，來和學生的實驗流程方案進行對比，驗證學生實驗方案的可行性與操作性，并深入解析實驗流程和實驗重難點，確保學生對“光合作用”有系統全面的認知。模型建構在培養學生的探究能力、邏輯思維能力、知識整合能力等方面是非常有效的。

四、聯系生活創設實驗及主題探究活動，培養學生的探究精神和社會意識

知識是為生活實踐所服務的，高中生物教學目的之一就是培養學生學以致用的能力。引導學生將生活現實中的問題轉化成生物問題，學會利用生物思維來思考問題，運用生物知識來解析問題，從現實問題中總結出生物規律和現象，所以，教師在生態化課堂上一定要將生物知識與生產實踐關聯起來，讓學生了解生物知識的實用性與適用性，讓學生體驗到運用生物知識解決生產實踐問題時的成就感、自豪感，這樣的成就感會引導學生催生出持久的、健康的學習動機，從而積極主動地去鉆研生物知識[3]。例如：在學生完成“光合作用”的學習以后，教師可以給學生布置一些課外作業，積極組織一些主題調研活動，如“利用光合作用來提高農作物產量”主題調研活動、“利用植物的光合作用來推動環保事業發展”主題調研活動、“光合作用強度檢測”探究活動、“光合作用產物檢驗”實驗探究活動、“光合作用需要光”實驗設計活動等。這樣的實驗探究與主題調研活動需要學生自己去設計驗證、去查閱資料、去實地調研、去自主操作，這可以有效激發學生的主觀能動性，啟發學生的思維智慧，實現“教學做”的有機統一。比如：在參與“利用‘光合作用’來提高農作物產量”主題調研活動時，為了獲取客觀準確的答案，學生就需要深入蔬菜種植基地來詢問專業的農民和相關的技術人員，了解溫室種植中常用的改善光照的措施，了解延長光照時間的做法，了解提高光合效能的方法，調研葉齡與葉動態的檢測與控制措施等，經過實踐調研以后，學生就會明白溫室采光面的透光率、光照時間、光合效率、室內溫度、植物群體結構與光接觸面積、植物根莖發達程度、植物葉綠素含量等因素都是影響植物光合作用的主因，進而影響著農作物的生長情況與最終產量，因此可以通過對這些因素進行科學的調控來確保農作物茁壯成長，進而獲取優質高額的產量。這樣的教學既能夠拓寬學生的知識面，幫助學生掌握一些實用的生產技能，又能夠有效地培養學生的溝通能力、調研能力、數據分析整合能力，還有助于培養學生的社會意識，幫助學生理清生物與社會環境及社會運轉之間的聯系，促進學生責任意識的提高。總之，這種理論聯系實踐的高中生物教學模式符合素質教育的教學理念，能夠有效推動高中生物學科立德樹人教學目標的實現。

結束語

生態學認為生物是依靠環境而生存的，各種生物每時每刻都在和環境，以及其他物種進行能量交換、物質交換、信息交換。生態化課堂是教育系統的一部分，而系統只有向外界開放，與外界進行信息交換、能量流動，才能保持活力，不斷升級。對此，高中生物教學要遵循內容開放與思維開放原則，教師可以采取“重視新課導入，滲透生命觀念”“創設問題情境，鍛煉理性思維”“建構知識模型，鞏固學習成果”“聯系生活創設實驗及主題探究活動，培養學生的科學探究精神和社會意識”等教學策略來提升教學質量，同時促進學生生物學科核心素養的健康發展。

參考文獻

[1]陳海波.基于核心素養的高中生物課堂教學實踐:“以光合作用原理的應用”為例[J].中學生物學,2017,33(2):3.

[2]潘明鳳.基于生物學學科核心素養的概念教學實踐:以“光合作用的過程”為例[J].中學生物學,2019(4):3.

[3]郭文江.發展生物學科核心素養的教學方法:以“光合作用的原理和應用”一節為例.中學生物教學,2018(5):3.

作者：鄧玉金 單位：福建省明溪縣第一中學