高中生物学核心素养的实践与思考

2022-11-16 16:02:00   来源：   撰稿：黄笑君   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

高中生物学核心素养的实践与思考

——以“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”为例

黄笑君

摘  要 在学科核心素养的指导下，笔者对人教版高中生物选修一教材中的《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》一节进行了教学设计，并开展了学生探究实验活动，进行了评价与反思。在此过程中围绕真实情境建构生命观念，以任务驱动理性思维发展，学生在教师指导下深度参与科学探究，也在实践中担当起社会责任。

关键词 核心素养 高中生物教学 合作探究

1 背景

2017年教育部在新修订的《普通高中生物学课程标准》（以下简称“新课标”）中提出了生命科学核心素养，作为原三维目标的整合，用于指导教学设计，提出考试评价和教材编写建议。它从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任这四个方面提出要求，促使学生通过本学科的学习逐步形成正确的价值观念、必备的品格和关键能力^[1]。与“新课标”配套的2017年人教版教材（以下简称“新教材”）即将在陕启用，但目前仍缺乏从核心素养角度出发的新旧教材^[1]的比较分析，教师在更新教育理念、探索教学方法、建立课程资源等方面准备不足。因此，笔者以《降低化学反应活化能的酶》为例，对新旧教材进行比较研究，分析编写意图、整合教学资源，探讨落实核心素养的途径。

2 对核心素养的认识

生命观念，是指能够理解或解释生物学现象的意识、观念和思想方法。它并不是有关生命的具体知识，而是在这些知识的基础上建立起来的有关生命的思维方式^[2]。例如，围绕细胞的结构与功能、DNA的结构与功能，建立起结构与功能相适应的生命观念。因此，必须从真实现象和情境出发，并将已建立的生命观念演绎到生活实际中去。

理性思维，是指认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。其中涵盖了从逻辑思维到批判性思维的所有认知方法，例如调查、模拟、比较、分类、归纳、演绎等^[2]。笔者认为，以任务驱动学生的深度学习，用问题串引导学生从依赖直觉转变为关注证据，通过合作、交流、评价产生质疑与批判，是养成理性思维习惯的关键步骤。

科学探究，是指针对特定的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论能力。品鉴生命科学史中的经典实验设计，从合作探究中获得科学研究的直接经验，是培养科学探究精神和能力的必经之路。此时，教师需要明确自己在课堂上的主导地位，将手足无措的学生导入正确的探究方向，也需要尊重学生的主体地位，给予课堂充分的创造性、灵活性和生成性。

社会责任，是指基于生物学认识参与个人与社会事务的讨论，以理性判断生产生活问题的担当和能力。教师常通过较为直白的方式培养学生的社会责任，例如，提及知识对于现实应用的价值、引导学生做出正确的社会决策，但效果往往是隔靴搔痒。笔者认为，创设真实情境或贯彻实践活动，有助于学生在进行深刻的体验、思索、辨证之后，自觉形成直根于自身价值观中的社会责任，才能做到知行合一。

3 教材比价研究

4 实践与思考

选修模块中的《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》一节是必修模块中《降低化学反应活化能的酶》一节的延伸，可在学生学习了酶的催化效果之后，立即组织该探究活动，以深化学生对酶的作用和应用的理解，并自主建构酶的专一性和条件温和性两个概念。探究活动按如下环节依次进行：第一课时，提出问题-设计论证-实验准备；第二课时，实验实施-结果分析；第三课时，报告撰写-成果评价与展出。

3.1 提出问题  启发学生说出酶在生活中的应用，观看一则加酶洗衣粉的广告宣传片，请同学经讨论提出值得研究的科学问题，形成3个子课题：普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果差异；加酶洗衣粉的最适温度；加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果差异。确定三个课题组的组长，其余学生依据兴趣自由分组，每组约10人。

此时，笔者创设了真实的问题情境，有助于学生从已有的概念、原理和现象出发，建构结构与功能相适应的生命观念。在传统的教学模式中，教师常常代替学生提问，这就忽视了学生在学习过程自然产生的疑惑，扼杀了探索世界的热情。若教师引导学生主动将模糊的疑惑整理为清晰的科学问题，对他们科学探究能力和兴趣的培养将大有裨益。自由分组在尊重学生主体的基础上，保护了学生的探究热情，也给课堂带来了一定的灵活性。

3.2 设计论证  各课题组在组长安排下商议实验中的变量控制、敲定实验细节，填写学案。随后分组说明实验方案，其他小组成员与指导老师可提出质疑及修改建议。各小组据此完善实验方案，列出实验的材料用具、规格及用量清单（全程提供网络方便学生查找资料）。

由于传统课堂的教学任务重，学生仅能在有限的时间内练习解决探究实验中的小问题，没有机会从无到有独立设计一套完整的研究方案。因此笔者用该设计论证的任务，驱动学生从手忙脚乱中理清思路，从关注细节转变为关注全局，从抽象的解题思维转变为具象的操作方案，建立统筹规划与合作意识，能极大地锻炼理性思维能力。教师应给学生的创造力留以足够的空间，但又不能放任学生在复杂的情境中盲目摸索，所以笔者将一系列逻辑上递进的问题整理在学案中（图1），学生在这样的思维引导下体验自主设计研究方案的成就感，提升科学探究能力。

此时学生需要超越纸上谈兵的思维模式，考虑现实中的可操作性。如上图中的问题7就将学生所要面临的困难暴露无遗，如何将对洗涤效果的主观认识“好”与“坏”，转化为客观的衡量标准？部分学生能够用准确的语言描述他们的想法，等量污渍消除到等量程度所用时间少，就是好；其他小组也有不同意见，等量污渍在等量时间内消除程度高，就是好。在类似这样的质疑与讨论中，学生的逻辑思维、批判性思维得到了一定的提升。此外，网络搜索途径也成为学生打开思路和解决问题的利器，帮助学生了解加酶洗衣粉的种类、解读加酶洗衣粉的说明书，促使学生超越自身知识的局限，利用互联网思维适应信息社会。

3.3 实验准备  由实验室管理员与指导老师依据各组出具的材料用具清单完成实验准备。为培养学生的社会责任与合作意识，学生全程以课题组为单位开展探究，且在指导老师的配合下与实验室管理员对接，保障实验顺利完成。

3.4 实验实施  学生分组进行实验操作，并将结果详细记录于学案的表格中（表1），保留初始数据、照片等过程性资料。

表 1：实验记录

3.5 结果分析  教师组织各课题组分析实验结果、得出结论，并提出实践指导。学生可以从实验结果中得知酶的作用条件和专一性，为必修课程中的概念建构打下基础。而后教师可引导学生联系酶的本质，解释酶的特性，在直接经验和深度思考的交融中体会结构与功能的适应，生命观念也就可以在真实情境中创生。再引导学生集思广益地提出如何保存、使用和改良加酶洗衣粉，生命观念便可经由理论向实际生活中的迁移而得到深化。与此同时，用科学结论指导生产生活的社会责任也在实践中得到了培养。

3.6 报告撰写  笔者先引导学生分析小保方晴子学术造假事件的不良影响，经激烈讨论，学生能从个人信用、学术团体信用、全人类科技发展共同体等不同角度说明此事的危害，便能自觉建立起学术诚信意识，在研究报告中如实陈述结果、说明结论。有的课题组羞于展现本组不符合预期的实验结果，可借此机会磨练求真务实的品格，以知行合一的方式担当社会责任。

接着笔者讲解了研究报告的撰写规范，指导学生对不符合预期的实验结果进行分析，课后学生以课题组为单位出具书面报告，教师协助修改。此举有助于学生将碎片化的经验整理成为系统而严谨的成果，利于理性思维的发展。

3.7 成果评价与展出  在校园内展出研究报告、课题组活动照片、成员心得体会等。以生物学核心素养作为评价的四个维度，评价方案如表2。

表 2：评价表

5  总结

本文以《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》为例，呈现了核心素养指导下的教学设计、经验与反思。围绕探究实验的真实情境建构生命观念，以设计研究方案和撰写研究报告等任务促进理性思维发展，在教师的引导下，学生深度参与科学研究成就了自己的科学探究能力，也在实践中担当起社会责任。教师应在核心素养的指导下继续摸索与反思，积累更丰富的教学经验，探讨更有效的实施和评价举措，发展学生在新时代背景下的必备品格和关键能力。

应用参考、落实素养、高效双减、STEM能力

参考文献

[1]中华人民共和国教育部制定．普通高中生物学课程标准（2017版）[M]．北京：人民教育出版社，2017:1 - 88．

[2]谭永平. 从发展核心素养的视角探讨高中生物必修内容的变革[J]. 课程·教材·教法，2016，36(7): 62 - 68.

[3]谭永平. 批判性思维与中学生物教材教学[J]. 中学生物教学，2016(7): 10 - 12.

[4]吴成军. 建构生物学概念的重要内涵[J]. 中学生物教学，2015(3): 4 - 7.

[5] 人民教育出版社课程教材研究所、生物课程教材研究开发中心编著. 生物必修一分子与细胞[M]. 北京：人民教育出版社,2007,54.

[6] 人民教育出版社课程教材研究所、生物课程教材研究开发中心编著. 生物选修一生物技术实践[M]. 北京：人民教育出版社,2007,54.