基于生物学核心素养的教学改革library.ttcdw.com/uploadfiles/zk/1519721728.pdf · 认识生物的多样性、统一性、独特性和复杂性，形成科学的自然

基于生物学核心素养的

教学改革

教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训

主办单位：教育部基础教育司

承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心

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一则微信段子

朋友圈里，一位大哥真诚地劝大家不要

再吃转基因食品了！对孩子伤害很大！

他孩子和他做亲子鉴定基因不匹配，就

是因为孩子吃转基因食品把基因改变了。

他说这些知识都是他老婆告诉他的…




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什么是科学素养

转基因食品会亡国灭种？

香港流感为什么死那么多人?

植物催熟剂会导致儿童性早熟?

胶原蛋白神话？

核酸保健品的功效？

剖腹产被偷肾？教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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贵州织金洞世界地质公园




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什么是核心素养

学生发展核心素养，主要指学生应具备的，能够适应

终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格

和关键能力。

中国学生发展核心素养是党的教育方针的具体化、细

化。为建立核心养与课程教学的内在联系,充分挖掘各

学科课程教学对全面贯彻党的教育方针、落实立德树

人根本任务、发展素质教育的独特育人价值,各学科基

于学科本质凝练了本学科的核心素养,明确了学生学习

该学科课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关

键能力,对知识与技能、过程与方法、情感态度价值观

三维目标进行了整合。教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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（一）文化基础

1.人文底蕴（人文积淀、人文情怀、审美情趣）

2.科学精神（理性思维、批判质疑、勇于探究）

（二）自主发展

3.学会学习（乐学善学、勤于反思、信息意识）

4.健康生活（珍爱生命、健全人格、自我管理）

（三）社会参与

5.责任担当（社会责任、国家认同、国际理解）

6.实践创新（劳动意识、问题解决、技术运用）

中国学生发展核心素养




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“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是经过实证后的想法或观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。学生应该在较好地理解生物学概念的基础上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等；能够用生命观念认识生物的多样性、统一性、独特性和复杂性，形成科学的自然观和世界观，并以此指导探究生命活动规律，解决实际问题。

生物学科核心素养

生命观念

科学思维

科学探究

社会责任

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。学生应在探究过程中，逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力；在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。

“科学思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳和概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。

“社会责任”是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。学生应能够以造福人类态度和价值观，积极运用生物学的知识和方法，关注社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学；结合本地资源开展科学实践，结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活问题；树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，形成生态意识，参与环境保护实践；主动向他人宣传关爱生命的观念和知识，崇尚健康文明生活方式，成为健康中国的促进者和实践者。




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新课程呼唤教学方式的变革

课标的新理念，尤其是对核心素养的要求，需要一线教师在认真学习、领会的基础上，通过日常的课堂教学加以落实。

生物学科核心素养，与物理、化学等其它自然学科虽有交叉，但仍有其自身的学科特点。教师既要把握共性，更要关注生物学科在发展学生核心素养方面的独特价值。

长期应试教育形成的惯性，使得生物课堂教学普遍存在着过于关注知识传授,忽视学生素养发展的现象。这一问题在新一轮课改中应努力予以克服。




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关于备课

备课:一是讲什么？二是怎么讲？

从学生素养发展的角度看。获得知识虽然重要

，但更重要的是获得知识的方式和途径。

学生在获取知识的过程中，他的好奇心和求知

欲是否被点燃？他的思维是否参与到主动构建

知识体系的过程中？他的动手实践能力是否得

到锻炼和提高？他是否领悟到学科的思想和方

法？他是否能将所学知识内化为素养并灵活地

加以应用？教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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关于备课

教材是工具而不是依据

对课标的理解可以有一定的弹性，不必太过拘

泥于某些细节，关键在把握大方向。

对教学内容深度和广度的把握，应以有利于学

生核心素养的达成为依据。

如果是为了帮助学生更好地理解相关内容，构

建知识体系，避免死记硬背，教师对教材内容

进行灵活处理，甚至适度拓展，这是完全可以

的。教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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课标中的教学建议

①高度关注生物学学科核心素养的达成

②组织以探究为特点的主动学习是落实核心素养

的关键

③通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念

④加强和完善生物学实验教学

⑤落实科学、技术和社会相互关系的教育

⑥注意学科间的联系

⑦注重生物科学史和科学本质的学习教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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核心素养达成

教师在制订每个单元、每节课（或活动）的教学计划时，都要全面考虑核心素养任务的针对性落实和有效完成。

要在扩展、深入学习生物学知识的同时，特别要注意对学生能力和品格方面的要求。

例：如何理解蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者

蛋白质分子的主要功能：①结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白、肌动蛋白等； ②催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶； ③运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体 ④调节蛋白：如胰岛素和生长激素等；⑤免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体。一切生命活动都离不开蛋白质，所以蛋白质是生命活动的主要承担者。




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探究性学习

要为探究性学习创设情境；鼓励学生自己观察、思考、提问，并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施；注意探究性学习活动的课内、外结合；重视探究性学习报告的完成和交流；结合具体的教学内容，采用多种不同的教学策略和方法，达到教学目标

（合成血红蛋白）

（合成肌动蛋白）

有丝

分裂

含全套基因（包括A、B）

含全套基因（包括A、B）

细胞分化

A:肌动蛋白基因

B:血红蛋白基因

红细胞

肌细胞

基因A开启

基因B关闭

基因A关闭基因B开启

如果倒过来讲会怎样？




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概念教学

理科教学必须凸显重要概念的传递

教师在设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕大概念和重要概念展开，依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式，促进学生对生物学概念的建

立、理解和应用例：

细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖

细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细

胞的特定区域

说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量

在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存

为糖分子中的化学能




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实验教学

实验教学是促成学生达成生物学核心素养的重要

支撑，对此课标要求：实验设计应该多样化，既

重视定性实验，也重视定量实验，培养学生实事

求是的态度，并注意实验安全教育。

例：




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例：探究pH值对淀粉酶活性的影响

有一组学生在实验时，观察到淀粉溶液在碱性条件下遇碘不变蓝。实验出现的“意外”。

该组同学为了找出原因，积极展开了进一步的探究；首先，从实验结果溶液不变蓝，提出第一个新的设想：“试管中的淀粉被完全分解了吗？”他们改用斐林试剂检测，并没有观察到砖红色沉淀，得出结论：“淀粉没有被分解”。

是什么原因呢？该组同学提出第二个设想：“碘液在碱性条件下可以和淀粉反应？”他们先往该试管的溶液中加入1mL HCl溶液用以中和NaOH溶液，再滴加碘液，此时溶液变为深蓝色。于是实验出现“意外”的原因终于大白了，碘液会与NaOH反应，本实验应该选择斐林试剂进行检测比较合适。




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一则笑话

某“专家”为了探究蝗虫的听觉器官所处的位

置，做了个实验：把蝗虫放在桌上，大声骂叫

，蝗虫受惊吓飞蹦逃离，然后他把蝗虫腿砍掉

，再一次大声骂叫，蝗虫不再逃离，于是得出

以下结论：蝗虫的听觉器官在腿上。




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科学、技术、社会

应该重视渗透科学、技术、社会相互关系的教育，通过具体事例帮助学生认识生物学与社会发展的紧密联系，培养学生的社会责任感。

例：关爱艾滋病感染者（红丝带行动）




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学科间联系

加强学科间的横向联系，有利于学生理解科学的本质、科学的思想方法和跨学科的科学概念和过程。

例：体温调节

同位素示踪




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学科间联系

选择题：从生物学角度看，下列诗句所描述的生命现象中，表现为物种间竞争关系的是（）

A．“兰溪三日桃花雨，半夜鲤鱼来上滩”

B．“种豆南山下，草盛豆苗稀”

C．“野火烧不尽，春风吹又生”

D．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”

落红不是无情物，化作春泥更护花

有心栽花花不开,无心插柳柳成荫

螳螂捕蝉，黄雀在后

近水楼台先得月，向阳花木易为春教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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生物科学史学习

课标认为“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的思路和方法，学习科学家献身科学的精神”并有助于学生对科学本质的理解，因而教师应充分利用科学史来开展教学。

例： 1779年荷兰植物生理学家英格豪斯的经典实验




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一位教师对教材中艾弗里实验表述的质疑

疑问一：艾弗里怎样提取s型细菌中的所有蛋白质？

疑问二：艾弗里怎样保证实验过程中蛋白质的活性？

疑问三：如果艾弗里用蛋白质进行了转化实验，证明

了蛋白质不是遗传物质，为什么还会有人提

出是艾弗里提取的DNA中所含的蛋白质起遗

传作用？

转化

+

+

+

+

+

DNA

蛋白质

多糖

脂类

DNA + DNA酶




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艾弗里纯化转化因子的实际方法是：

(1)先确定S型细菌的粗提取液具有转化活性。

(2)使用一定的方法去除粗提取液中的一些化学成分

，然后对处理后提取液的转化能力进行测定。如

果采用某种方法去除一些化学成分后，处理后的

提取液仍保持转化能力，则该处理就相当于纯化

了转化因子。

(3)不断采用各种酶学和化学方法，去除S型细菌粗

提取液中的各种杂质，从而得到纯化的转化因子

。




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几点个人建议

回归学科本质

理科必须说理

在情境中学

尝试开放式评价




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回归学科本质

高中生物课标对生物学科的本质作了如下定义

：“生物学有着与其他自然科学相同的性质。

它不仅是一个结论丰富的知识体系，也包括了

人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方

式和探究过程。生物学的学科属性是生物学课

程性质的重要决定因素”。

简单说，生物学科的本质指的是生物学科所包

含的知识体系，及其本学科独有的思维方式和

探究方法。教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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学科的本质与学科核心素养

学科知识是学科的根本属性，也是学科本质的

核心。但不论哪个学科，其知识体系都不是零

散知识的简单堆砌，其间一定蕴涵着本学科独

有的内在逻辑关系。认识和把握这种逻辑关系

正是学习这门学科必备的思维方式。核心素养

中所谓“生命观念”的建立，本质上就是要帮

助学生发现生命世界的内在规律，学会认识生

命奥秘的思维方式和探究方法。

若只是在学科的表层知识和解题技能上做文章

，则无助于学科核心素养的形成。




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例：关于酶的教学

酶的发现

酶的化学本质

酶的作用机理

酶的特性

影响酶活性的因素

酶的应用

什么是关键？教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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什么是非本质的东西

右图为反射弧结构示意图，

相关叙述中错误的是

A.伸肌肌群内既有感受器也有效应器

B.神经元的活动可受大脑皮层控制

C.若在Ⅰ处施加一个有效刺激，a处膜电位的变化

为：内负外正→内正外负→内负外正

D.在Ⅱ处施加剌激引起屈肌收缩属于反射




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什么是非本质的东西

自由水一定存在于细胞内吗？

有丝分裂有间期吗？

胞吞和胞吐是否属于跨膜运输？

减数分裂是否属于细胞增殖？

秃鹫是消费者还是分解者？




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理科必须说理

现实中不讲理的教学比比皆是。即便是教科书

，也有大量的直奔结论不讲道理的知识。当然

，有些科学结论或许原理过于复杂，很难向中

学生说清；有些科学结论或许科学家们至今都

尚未弄清它的原理，这种情况下，教学中回避

原理可以理解。

但显然还有很多时候不是这样的，本可以说清

楚的理由我们却没有说。

不说理的知识对学生来说只能死记硬背。




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透彻理解才谈得上素养

有人说，当所学的知识遗忘以后，剩下

的就是素养。但是只有结论没有原理的

知识一旦遗忘，便什么都不会剩下。从

这个角度说，我们是不是可以认为“不

讲理”的教学无助于学生素养的发展？

要让学生知其然还知其所以然




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透彻理解才谈得上素养

“讲理”就是要让学生弄清知识的来龙去脉，

搞清生命事件间的因果关系，从而厘清知识的

内在联系，构建起更加坚实的知识体系。

“讲理”的过程既能有效培养学生的理性思维

能力，也使所学知识变得更加丰富多彩、生动

有趣。“讲理”的教学使知识的学习过程更富

有挑战，学生对知识的掌握也更有成就感。它

甚至可以让人感受到理科知识特有的美。学习

不再是枯燥乏味的强制记忆，知识变得富有魅

力，让人回味。




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例：基因突变的特点

普遍性

随机性

低频性

多害少利性

不定向性

可逆性

平行性

…… 来龙？去脉？教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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例：细胞外液的渗透压

渗透压的概念:

简单地说，是指溶液中溶质微粒对水的吸引力

渗透压的大小:

取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高；反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对水的吸引力越小，溶液渗透压越低。

影响细胞外液渗透压大小的因素:

主要与无机盐，蛋白质等的含量有关。

渗透压平衡的重要性：

例：血浆蛋白含量偏低导致组织水肿

静脉输液补水时必须使用生理盐水




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例：细胞外液的渗透压

血浆成分很多（除蛋白质和无机盐外，还有葡萄糖

、氨基酸等），维持血浆渗透压的主要成分为什么

偏偏只提蛋白质和无机盐？

既然血浆的渗透压主要由蛋白质和无机盐决定，那

么影响组织水肿的因素中为什么我们只谈蛋白质而

不说无机盐？而输液时，为什么我们只关心生理盐

水的浓度却不考虑蛋白质因素？

生理盐水浓度是0.9%，而注射用的葡萄糖溶液的浓

度却是5%，为什么？

到底在维持血浆渗透压平衡的过程中，蛋白质和无

机盐分别起什么作用？谁更重要呢？




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水绵好氧细菌

例：恩吉尔曼的实验




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例：有丝分裂与减数分裂图形判别

以上各图分别属于有丝分裂还是减数分裂？处于哪个时期？教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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例：有丝分裂与减数分裂图形判别




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在情境中学

教学情境是指教师在教学过程中的，根据教材

的内容和学生的心理特点，创设的带有具体问

题和情感氛围学习环境，从而使学生形成良好

的求知心理，在情境中感受学习的乐趣，领悟

并活用所学知识，激发和培养创新思维，以及

综合解决问题的能力。




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教学情境与核心素养

核心素养是个体在解决复杂的、不确定性的现

实问题过程中表现出来的综合性品质或能力。

是以学科知识技能为基础，整合了情感、态度

或价值观在内的，能够满足特定现实需求的综

合性品质与能力。

借助具体的教学情境开展教学活动是培养学生

核心素养的最好形式。

随着强调学科核心素养发展的课程功能和目标

的调整，教师的“创设教学情境能力”已成为

教师必备的专业技能。




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教学情境的素材来源

教学情境的素材来源可以是生产、生活的常见

现象；旧知识的拓展引出的新问题；课堂演示

实验；生命科学史；多媒体动画、图片、视频

；日常观念和科学概念的矛盾；诗词、成语、

神话小故事、童话小故事；科学新进展、新闻

人物、社会热点等等。教师要善于收集、发现

、积累、甚至创造各类适合用于教学的素材，

以丰富课堂教学。教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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例：神话变成了现实




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例：三亲婴儿

什么是“三亲婴儿”

“三亲婴儿”继承了谁的基因？

“三亲婴儿”有悖伦理吗?




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例：课堂生成

物种乙物种甲

AA BB

AABB

AABB

细胞融合

杂种细胞

组织培养

新物种

物种乙物种甲

AA BB

AABB

授精作用

秋水仙素处理

新物种

A B

AB 异源二倍体（不育）




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例：不同生物的细胞色素c与人的比较

生物名称氨基酸差别生物名称氨基酸差别

黑猩猩

猕猴

袋鼠

豹

马

鸡

响尾蛇

0

1

10

1l

12

13

14

金枪鱼

鲨鱼

天蚕蛾

小麦

链孢霉

酵母菌

21

23

31

35

43

44

从上表中可以看出，黑猩猩与人的亲源关系最近，酵母菌与人的亲源关系最远。




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创设教学情境的常见误区

喧宾夺主——忽视教学内容

一厢情愿——忽视学生实际

杜撰虚构——忽视真实状态

牵强附会——忽视科学严谨

投其所好——忽视负面影响

照本宣科——忽视教材弱点

就事论事——忽视知识整合教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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例

一辆汽车从甲地开往乙地，每小时行驶165千米，已经行驶了12小时，离乙地还有380千米。问：甲地到乙地共有多少千米？”




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尝试开放式评价

开放式评价包括评价内容的开放性、评价方式

的开放性、评价标准的开放性、评价时空的开

放性。

开放式评价显然能更客观、更全面地反映学生

的综合素养。反过来这样的评价也能促进学生

素养的发展。

改变传统评价的习惯并不容易。教师尤其要改

变凡事非此即彼、每个问题只有唯一正确答案

的思维定势。教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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例：食物网分析

下面是某生态系统食物网简图，请仔细

观察分析，若青蛙数量减少，猫头鹰的

数量将会发生怎样的变化？




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在标准化测试中，我们总希望一个问题只有唯

一正确的答案，以确保评价的公平公正。因此

在题目的设置上，我们总是剔除各种干扰因素

，使题目变得单纯、理想、没有争议。但在现

实生活中，我们遇到的问题往往并不单纯。复

杂的、非结构性的问题，其答案通常也是开放

性的，需要被测者运用各方面的知识和能力进

行综合分析和判断。因此开放性的试题更能够

反映被测者的综合素养，也更符合学以致用的

要求。教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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夏天中午是否可以给植物浇水？

孟德尔定律为什么被埋没了几十年?

英国皇室血友病遗传系谱中为什么没有女性患者?

XbY

XBXb

XbXb 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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高中新课程方案

学生毕业的学分要

求为144学分。其

中，必修课程88

学分，选择性必修

课程不少于42学

分（其中，参加高

考的学生应修满语

文、数学、外语学

科的上限学分），

选修课程不少于

14学分（其中，

校本课程不少于8

学分）




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令人担忧的问题

应试教育的回潮

教师自身的素质

学习

思考

积累教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训



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