基于学科核心素养的高中生物教学策略研究

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基于学科核心素养的高中生物教学策略研究摘要：在新课程标准理念指导下，生物核心素养若想在高中生物教学中“落地生根”，笔者认为针对教学策略应重视以下三方面调整：一是观念上由“生物教学”调整为“生物教育”；二是内容上由“知识教学”调整为“能力教育”；三是方式上由“学问课堂”调整为“智慧课堂”。这样才能真正让生物核心素养成为学生的思维习惯及行为习惯，还能在培养学生生物核心素养的过程中，突出生物学科的教育特质，践行立德树人这一根本任务，进而为学生综合能力的提升保驾护航。关键词：教学策略；高中生物；学科核心素养中图分类号：G633.91文献标识码：A文章编号：1673-8918（2023）09-0098-04一、引言在高中学生要求具备的科学素养之中，生物核心素养是其一项关键构成要素。在高中生物课堂中，学生不仅要养成灵活的科学思维模式，還要了解并养成良好的生活习惯。作为任课教师，在传授生物知识、方法技能的同时，还应关注学科核心素养的渗透。在我国新课改深入推进的背景下，高中生物教学要满足更加多元的要求。而将学科核心素养在课堂教学中的落实，在构建高效高中生物课堂的同时，符合学生“最近发展区”的发展需求，还强化了学生的自主学习能力与自主探究能力。二、“追根溯源”——生物学科核心素养的基本内涵生物科学素养，具体是指在参与经济活动、参加社会生活以及从事生产实践、涉及个人决策的情况下，使用到的生物知识、价值观念、探究能力等，其属于组建公民科学素养中的重点部分。针对高中生而言，获取生物科学素养主要是将高中生物课程作为依托，在课程学习过程中凝结出有关自身发展、社会发展的关键能力以及意志品格，比如生命观念、理性思维及社会责任感等。三、学科核心素养视域下高中生物教学策略——支架式教学

1有关支架式教学的基本内涵，当前国内外学者虽然给出一个权威性的定义，即教师为学生提供所有推动学生学习的有力支持，可能是一个问题或是一个提示，帮助学生提高新知构建效率，仅是提供帮助并非将知识内容直接给予，在学生认知结构搭建过程中建立“支架”。而笔者以“被动运输”这一知识板块教学为例，具体分析在学科核心素养背景下如何利用“支架”进行教学。通过本节内容的学习，要求学生掌握水进出细胞的基本原理，对植物细胞失水与吸水、协助扩散及自由扩散展开研究，而探究部分从属于实验设计，知识内容的抽象性较强，尤其是帮助学生理解自由扩散与协助扩散时，合理运用“支架”可以达到事半功倍的效果，促使学生提高学科核心素养。（一）设置实验支架教师在课前准备好本堂课所需的实验材料，利用打孔器打出大小相同的萝卜条（三根），分别准备盛入等量盐水和清水的烧杯，一根萝卜条放入盐水烧杯中，一根萝卜条放入清水烧杯中，一根萝卜条不进行处理，组织学生观察放入烧杯的萝卜条的变化。通过观察实验现象，对这一实验过程和结果进行描述，同时思考这种现象产生的原因。然后由教师和学生一起总结：放进烧杯处理过的两根萝卜条对比没有处理过的萝卜条，放入清水烧杯的萝卜条的体积有所变大，而盐水中的逐渐变小，通过这一现象说明萝卜条发生吸水与失水，进而顺利引出渗透作用。（二）了解渗透作用——设置问题支架学生通过阅读教材中“问题探讨”有关渗透现象的图例，并结合多媒体课件展示的直观动态图，在此基础上构建问题支架。问题1：半透膜两侧的水分子和蔗糖分子是否均通过了半透膜？问题2：半透膜两侧通过的水分子数量是否相同？问题3：漏液面有没有无限上升的可能性？问题4：烧杯中如果盛有浓度相同的蔗糖溶液，实验结果会是怎样？问题5：能否用纱布代替渗透膜？教师利用多媒体课件展示动态图，能够提高内容的直观性，而通过问题支架组建“问题串”，组织学生由浅入深地思考，然后借助小组合作、独立探究等形式，培养其科学探究精神与科学思维，主动构建有关“渗透作用”的知识。（三）进出细胞原理——小组合作探究以多媒体教学课件为支架，组织学生回忆曾经有关红细胞的实验，例如“红细胞制备细胞膜”，旨在回忆成熟红细胞具备的结构特点。在课件上展示红细胞放入浓度不同的氯化钠溶液的实验视频，让学生观察红细胞在清水、浓度是10%氯化钠溶液、浓度是0.9%生理盐水中发生的变化。以小组合作的形式讨论，红细胞吸水与红细胞失水的原因，依据讨论结果总结其失水以及吸水的条件，最终得出细胞膜可以视为半透膜。（四）探究植物细胞的吸水与失水——提供实例支架

2教师与学生共同观察成熟植物细胞的模式图，对比动物细胞而引出原生质层的概念，然后一起总结该概念的基本内涵。教师可将日常生活中植物细胞失水与吸水的实例用作支架：①凉拌黄瓜时，加入食盐会使碗中的水增加；②商超中的蔬菜经常被水雾萦绕，这是为了让菜叶保持硬挺。依托相关生活实例，提出问题支架：①水分子在植物细胞中如何进出？②有没有通过渗透作用？③能否将原生质层也视作半透膜？教师先要让学生知道植物细胞的吸水和失水与动物细胞相同，在此基础上让学生以同桌为单位提出假设：在高浓度与低浓度的溶液中植物细胞失水和吸水。而为了证明自己的假设正确，就会自然而然地引出实验支架，由学习小组负责制定“植物细胞的吸水和失水”的实验方案、设计实验器材及材料等，最终方案由师生一起点评。（五）探究自由扩散及协助扩散——提供工具支架在提供工具支架前，教师依然要利用实例支架导入：当前研究人员通过研制人工无蛋白质双层膜，来对物质跨膜运输情况进行检测，依据课件提供的图示分析哪些物质可以通过人工膜，它们是如何通过的？然后提供两个工具支架：①准备提前泡好的咖啡，在学生面前打开盖子，询问学生有何发现。学生能说明这是扩散现象；②通过透明水瓶和气球，制作模仿肺泡和空气交换的模型，并在课件中播放交换的Flash动画，探究二氧化碳和氧气进出方向是否和气体浓度相关？通过学生观察和思考提出，两者均是从高浓度向低浓度运输，在此基础上提出自由扩散的基本概念，而协助扩散概念的学习和上述过程类似，然后由学生独立完成“自由扩散和协助扩散的区别”（表1）。教师通过真实例子，不仅向学生渗透了结构与功能观，而且融入了科学探究精神。四、学科核心素养视域下高中生物教学策略——思维导图（一）“水溶交融”——教与学面对教育教学改革的进一步深入，教师在新课标理念指引下，在向学生传授理论知识的同时，还需要有意识地培养其学习技能，更不能忽视态度、情感和思想价值观念的养成。从某种角度来讲，思维导图可以被细化分为学生中心的思维导图、教师中心的思维导图，将学生作为中心的思维导图和教师作为中心的思维导图相比，能在促进学生吸收内化知识的同时提高生物学科核心素养。以“生态系统的信息传递”中的“信息种类”知识点为例，将物理、化学与行为信息作为基本点设计相应的思维导图，将其拓展成三个分支，并通过合适的图形代替知识内容，以此降低学生接受知识的难度，一方面推动知识内化，另一方面调动其学习积极性。例如“遗传信息的翻译”可以被划分成五个步骤，组织学生以小组为单位，每一学习小组负责一个步骤，并要求以直线图的形式进行讲解，比如从第一步起始，mRNA转录完毕后从细胞核进入细胞质，同时与核糖体结合。学生将“起始”“运输”“延伸”“停止”“脱离”的直线图组构为一张完整的思維导图，然后把“翻译的条件”定义为中心词，教师首先向学生提供其导图当中的一级分支，比如“模板”“酶”和“原料”等，学习小组合作绘制二级分支并确定每个分支的关键词，学生绘制思维导图的过程也是温习知识的过程，能够达到“一石二鸟”的教学效果。（二）“不分伯仲”——思与教

3进入高中学习阶段，学科教学工作必须面向全体学生，而且要格外重视学生养成良好的学科核心素养，有效组织学生开展探究性学习活动，同时将曾经所学知识迁移运用到生活中。那么要求教师在备课环节能科学分析班级学生当前的认知程度和知识储备，还要厘清各单元、各课时的逻辑结构、知识细节等，在这一环节建立起整体教学的思维导图，以此提高教学计划的针对性及合理性。五、学科核心素养视域下高中生物教学策略——5E教学针对这一教学模式而言，吸引、探究、解释、迁移以及评价属于五大环节，因为各个环节的英文首字母为“E”，所以是5E教学模式。在高中生物教学中，运用该模式，不仅能提高课堂教学的深度及广度，还能满足学科核心素养培养目标，实现教师深度教学和学生深层学习。（一）5E教学模式——吸引激发知识学习兴趣是开展5E教学的重要前提之一，主要是由于兴趣既是进行自主性活动的关键，也是有利于学生潜能开发的主要媒介。针对生物教学而言，为了在学习过程中提高核心素养并且实现深层次的学习，“吸引”应作为其先决条件。作为教师应组织好课堂教学，以有趣且丰富的形式调动学生学习的积极性。生物知识与人类活动有着十分密切的联系，因此，教师应通过创设生活化情境，让学生沉浸在真实情境中体验并感知生物知识的原理。例如，在《体液调节》这堂课的新课导入阶段，设计“30s憋气”的学生挑战活动，等到活动结束后由教师发起提问：“憋气期间，你的身体发生了哪些变化？”引导其结合活动经历，得出呼吸的频率加快以及幅度加深等答案，然后在此基础上，进行语言导入：憋气之后身体内部的二氧化碳含量快速增大，而想要维持稳态导致呼吸出现“变化”，其属于生命活动的一种调节方式，接下来让我们走进新课——体液调节。由于体液调节是一个新概念，而二氧化碳是通过血浆运输的，并且血浆本就是一种体液的方式，因此利用此活动可以更好地帮助学生理解何谓体液运输。（二）5E教学模式——探究这一教学模式的核心理念是“以学生为中心”，而“探究”则为促进教学目标达成的重要渠道之一。但是探究具有较强的综合性，其中包含学生的认知、思维及行为等诸多方面，又因为属于培育自主能力的重中之重，所以学习活动要以探究活动为支撑。可以真正调动高中学生探索欲望的活动多具有挑战性，应利用具体任务增强学生综合能力并提高其知识水平，进而掌握相应的学习技能。笔者建议以小组合作为载体，组织学生开展知识探究活动，或者设计主题式、专题型等系列探究活动，保障达成“探究”目标。例如，以“DNA的结构”为主题设计小组探究活动。待学生清楚“碱基-碱基”双链连接模式的知识点后，针对四种碱基怎样互补配对进行深入探究。若采取传统的知识记忆方法，由于学生对其中缘由不理解，所以极易发生记混现象。而教师可以让学生利用排列组合的形式列举配对方式：①相同碱基互相配对；②嘌呤A配对嘌呤G以及嘧啶T配对嘧啶C；③A和C配对以及G和T配对；④A和T配对以及G和C配对。结合自己所学知识将四种形式逐个排除，最后确定第四种假设。在上述活动中不仅蕴含了推理假设、信息筛选以及合理判断等学习要素，还能让学生在学习知识的基础上锻炼多方面能力。

4（三）5E教学模式——解释该环节的主要任务为展示以及剖析探究结果，生生之间、师生之间交流上一学习过程中出现的问题及想法，同时描述所理解的知识概念。由于学生自身能力相对有限，所以在理解和推理上未必全面，因此教师要将过程及结果作为依托，辅以教学媒体或者通过直接解释，帮助学生掌握。例如，有关“免疫调节”这部分知识的学习，在多媒体课件上呈现细胞图纸，让学生以同桌为单位绘制病原体感染免疫系统的过程图，再附上个人理解的文字描述。然后两名学生各自解释体液免疫以及细胞免疫的流程，教师结合学生的理解加以完善。（四）5E教学模式——迁移具体是指在教师的指导下，学生把概念的内涵进一步扩充，同时和其他知识构建联系，处理在新条件、新情况下产生的问题。学生能够利用专业学科知识处理相似问题，实现对知识内容的深入理解。例如“生长素的发现开启了人类对植物激素调节的探索”，通过吸引、探究和解释这三个学习环节，学生掌握了植物具备向光性的知识。教师据此为其创设一个新情境，即王老师想要在教室内栽培一盆植株，他在网上查阅到花盆需要每七日旋转1/4周，请你结合所学知识帮助王老师解释这样做的理由。该情境就是让学生把植物向光性的知识点迁移运用，利用专业术语来解释旋转花盆的原因，以此巩固所学知识。（五）5E教学模式——评价是指检测学生针对新知的理解程度和应用程度，常见评价类型为正式评价与非正式评价。有关正式评价，即结合所学内容通过试卷的形式检测，或是将表现性任务作为检测载体。而非正式评价要求在教学的整个过程中贯穿。比如，“吸引”环节需要评价学生参与情况和问题回答的完整程度；而“探究”以及“解释”环节，主要是学生的学习效果与整体表现。六、结语综上所述，高中生物教师要对“学科核心素养”形成一个全面而深刻的认识，要意识到这也是人类社会发展的一个必要能力及素养要求。遵循新课程标准，积极推进高中生物教育教学改革，将学科教学和核心素养密切相连，在“以学生为中心”的原则下，合理选择并有效创新授课模式、教学策略，从而让核心素养能够在课堂教学中“落地生根”，在学生综合能力、学科思维上“开花结果”。