高中生物学学科核心素养教学指导
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二、生物学学科核心素养内涵

发展学生的核心素养,是高中阶段教育最根本的任务。学科核心素养是核心素养在特定学科或学习领域的具体化,是学生学习一门学科或特定学习领域之后形成的,是学科育人价值的集中体现。学科核心素养是各学科对核心素养的独特贡献,准确把握学科本质和学科特性是构建学科核心素养的前提。

中学生物学课程作为国家课程,在高中学生的核心素养发展中具有独特的价值和地位。对于中学生来说,中学生物学课程在引导学生认识生命世界、理解生命的本质方面具有其他课程无法替代的教育价值。

(一)什么是生物学学科核心素养

1.生物学的课程性质

生物学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学,是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。生物学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。当今,生物学在微观和宏观两个方向的发展都非常迅速,并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密,正在对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。

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,而且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。生物学的发展需要许多人的共同努力和不断探索。生物学的学科属性是生物学课程性质的重要决定因素。

高中生物学课程是科学领域的重要学科课程之一,其精要是展示生物学的基本内容,反映自然科学的本质。高中生物学课程既要让学生获得基础的生物学知识,又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。生物学课程要求学生主动地参与学习过程,在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律等过程中习得生物学知识,养成科学思维的习惯,形成积极的科学态度,发展终身学习及创新实践的能力。学习生物学课程是每个未来公民不可或缺的教育经历,其学习成果是公民素养的基本组成。高中生物学课程是以提高学生核心素养为宗旨的学科课程,是树立社会主义核心价值观、实现立德树人根本任务的重要载体。

2.生物学学科核心素养的内容

生物学学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生在生物学课程学习过程中逐渐形成的,是学生在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的正确价值观念、必备品格和关键能力,是知识、能力、情感态度和价值观的综合体现。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”)中提出的生物学学科核心素养主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任(图1-7)。

图1-7 生物学学科核心素养及其要点

生物学学科核心素养是学生后天学习的成果,主要依托在校期间的生物学课程习得和巩固,是公民基本素养的重要组成之一。生物学学科核心素养的提出将本学科的教学内容与立德树人的宏观要求有机结合,具体描述了高中生物学课程的育人价值,是高中生物学课程设计的准绳,也是教师教学实践的方向和总体要求。生物学学科核心素养的提出使生物学教育工作者对这一课程有了更加深入的理解和期待,将生物学教学改革推向一个新的、更高的平台。

3.生物学学科核心素养与学生发展核心素养的关系

学生发展核心素养所提及的社会参与、文化修养和自主发展的指标,是从学生全面发展出发构建的指标体系,是跨学科的,并不指向特定的某一学科的知识。它强调个体能够积极主动,并且具备一定的方法获得知识、技能。生物学课程是将学生发展核心素养落到实处的关键载体,应围绕学生核心素养体系来构建生物学学科核心素养。生物学课程要以生物学科本质为基础,理解并对照学生发展核心素养体系,构建生物学科的素养框架。只有深刻理解生物学科的本质及其教育价值,才能明确生物学科教育的根本,才能更好地服务于发展学生的核心素养。

生物学学科核心素养是学生核心素养在生物学课程中的落实和分工,是个人学习生物学课程后获得的生物学知识、技术、方法和观念,以及从生物学视角观察并解决实际生产生活问题的能力,也是生物科学最本质、最核心的东西,是学科特征的灵魂体现,是能满足学生终身发展所必需的生命观念、思维和方法。

(二)生物学学科核心素养的特征

北京师范大学刘恩山教授认为:核心素养是一种跨学科素养,强调学科综合性、发展性和终身性;综合性、发展性和终身性也是高中生物学学科核心素养的重要特征。

1.综合性

我国学生发展核心素养体系由社会参与、文化基础、自我发展三大领域构成,每个领域各包括两个核心指标。社会参与包括责任担当、实践创新;自我发展包括学会学习、健康生活;文化基础包括人文底蕴、科学精神。但是,这些核心指标的培养不是单独的,而是相辅相成的,应整体设计与实施。高中生物学课程的知识内容是培养和发展学生高中生物学学科核心素养的综合载体,决定了高中生物学学科核心素养的综合性。

2.发展性

建构主义学习理论认为:学习是引导学生从原有经验出发,生长(建构)起新的经验。生物学具有鲜明的动态性特点,因此生物学学科核心素养的培养也是动态的、发展的。生物学学科核心素养需要在特定情境和需要中生成与发展,需要学生在高中生物学学习中通过生物学知识、方法与技能的积累与提高,逐步升华生物学情感、态度与价值观。这是一个长期培养与渗透的过程,具有明显的发展性特征。

3.终身性

爱因斯坦曾经说过:“教育就是当一个人把在学校所学全部忘光之后剩下的东西。”“剩下的东西”就是素养,是学生能够真正带回家的。核心素养是学生终身发展所需要的必备品格和关键能力,高中生物学学科核心素养应紧密结合社会发展和时代要求,体现人的终身发展和社会发展的需要,对学生不同的学习和发展阶段产生积极的持续性影响。

(三)生物学学科核心素养的四要素及其关系

1.生命观念

(1)内涵

观念是在众多概念的基础上,通过抽象、推理等思维过程,升华成的对事物更全面、更本质、更深刻的认识,是知识的最高形式。观念与人的社会行动直接联系,具有主观性、实践性、发展性等特点,不但能够回答“是什么”和“为什么”的问题,还可以回答“怎么做”的问题。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,是人们经过实证后的观点,是生物学概念和规律等在人们头脑中的提炼和升华,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、物质与能量观、稳态与平衡观、进化与适应观等;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,指导探究生命活动规律,解决实际问题。

生物学的研究对象是生命有机体。与非生命的物质存在方式相比,生命的特殊性在于生命个体和物种在结构与功能、存在与发展及演化方式上的复杂性、组织性、历史性和多样性等。因此,相对于传统的以经典物理学为核心的科学观念,生命观念为人类认识自然界提供了一种新的观念体系。

综合来说,生命观念主要包括生命的结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观、进化与适应观等。具体内涵如下所述:

①生命的结构与功能观

自然界的任何事物普遍以系统的形式存在,生命系统是比物理系统更为复杂的系统,有其独特的规律。

生命系统中的物质具有层次性,表现为从分子到生物圈的有序级联结构。其中,细胞是生物体结构与功能的基本单位。

生命系统具有整体性。生命系统同一层次内各组成要素之间存在着复杂的相互作用,表现为一定的结构。系统的功能取决于它的结构,结构与功能相适应。高层次生命系统的功能或性质并非低层次的简单累加,因为在低层次相互作用的基础上,高层次生命系统会“突现”出新性质,表现出整体大于部分之和的性质。

生命系统具有群体性。生命系统是由许多个体组成的群体,群体中每个个体都有其独特性。同时,生命系统中不同的个体又相互配合,共同实现系统的功能。例如:蜜蜂群体中的蜂王、雄蜂和工蜂各司其职,但都不可或缺。对于人类社会而言,个体的独特价值也要在社会活动中得以实现。对生命系统群体性和个体性的理解,有助于学生形成敬业奉献精神和团队意识以及责任担当意识。

②生命的物质与能量观

生命是从无生命的物质发展而来的,组成生物体的元素并无特殊之处,普遍存在于自然界中。同时,生物体是由性质特殊的大分子组成的,相对于无机小分子,生物大分子的结构更加复杂,并能执行独特的功能。例如:酶是代谢反应的催化剂,核酸是遗传信息的携带者。只有这些生物大分子和其他必要的分子,如水和无机盐等组合形成具有一定结构的细胞时,自然界才出现了完整的生命。能量和物质运动紧密联系,任何运动都需要能量,生命系统也需要能量的驱动。根据热力学第二定律,物质运动总是朝着使系统结构更混乱、无序的方向变化,即系统的“熵”越来越大。生命系统是一个复杂的、由化学反应导致的耗散结构,是一个开放的系统,与外界环境要时刻保持着物质和能量的交换,从而引入“负熵”,维持生命系统的有序性。

学生对生命的物质性和生命化学组成独特性的学习,有利于他们树立辩证唯物主义自然观。在生命系统中,物质的运动和变化是一切生命活动的基础。生命是物质运动的最高形式,生命系统的各个层次都按照一定的方式永恒地运动着:在分子层面上,各种核苷酸不仅是组成核酸的基本单位,而且参与构成辅酶、ATP等,可以通过新陈代谢在不同的大分子之间转换;在个体层面上,生长、发育、衰老、死亡是物质运动的过程;在生态系统层面上,物质一直处于从无机环境进入生物群落,又从生物群落返回无机环境的循环之中。生命系统的物质运动体现了自然界事物的普遍联系和从量变到质变的辩证规律,有助于学生用发展的眼光看待世界。

生命系统的各个层次都有能量的流动和转换。例如:绿色植物通过光合作用将捕获的光能转化为化学能,贮存在有机分子中;生态系统中的能量从一个营养级流入下一个营养级。生命系统的能量转换遵循能量守恒定律,能量不会凭空产生或消亡。生命活动总体上是消耗能量的,因此可以说,生物个体之间的斗争归根结底是能量的竞争。这些都体现了生命活动中物质和能量的统一。对生命能量本质的认识,有助于学生深入理解进化与适应、稳态和平衡等生命现象,理性地认识能源的合理利用、人与自然的关系。

③生命的稳态与平衡观

生命系统具有相对的稳定性。生命系统依靠自身精巧的反馈机制维持动态平衡的状态,称为稳态。生命系统的不同层次都存在稳态现象。例如:高等生物通过一定的调节和保护机制适应环境的变化,使机体保持稳态,从而保证生命活动的正常进行,在群体水平上则表现为生态系统的自动调节。因此,稳态是生命系统能够正常运行的必要条件。生命系统通过调节机制使外部环境对系统的干扰保持在一定范围内,维持系统的协调稳定。随着系统从低级到高级、从简单到复杂,系统的自我调节能力也会不断提高。

稳态与平衡观揭示了稳态与动态等的辩证关系,有助于学生更好地理解自然界的组织层次和等级体系,认识自然界是一个纵横交错的复杂系统。生命系统观的建立还有利于学生形成整体式思维,避免孤立、片面地看待自然界的问题。

④生命的进化与适应观

进化观是生命观念的核心。生物的多样性、生存和灭绝等都是进化的结果,正如迈尔所言:“如果不考虑进化的话,生物学中任何问题都无法获得圆满的解决。”进化观的主要内容包括以下几个方面:

生物不是神造的,地球上的生物体可以溯源至一个共同的祖先,所有的生物之间都有亲缘关系。生物进化是由共同祖先发展成为现在地球上各式各样生物的过程。进化与适应观解释了生物界统一性和多样性的矛盾:统一性源于它们的共同祖先,多样性则是物种对环境的适应和种族谱系分化的结果。

现代生物进化论的核心观点是在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向进化。物种的遗传与变异会产生具有一系列性状的个体,自然选择可能导致某些遗传性状在群体中占优势,让某些能更好地适应某种环境的性状保留下来。自然选择并不一定导致机体长期沿着一个固定的方向发展。

适应是进化的结果。一般来说,适应包含两方面的含义:一是生命系统各层次的结构都适应于一定功能的实现;二是生物的结构及其相关的功能或行为习性适应于该生物在一定环境条件下的生存和延续。因此,进化可以表现为分子的进化、物种的进化、生态系统的进化,也表现为生物对环境的适应。

进化与适应观具有对生命现象“终极原因”的解释力,为人们认识生命世界奠定了基础。进化与适应观的形成有助于学生理解生命系统的多样性和统一性、量变和质变的辩证关系,有助于学生从历史的视角看待生命,并运用历史的方法解决问题,进而建立历史唯物主义的世界观。进化与适应观具有浓厚的人文色彩,其意义远远超出了生物学的范畴,对学生合理认识个人的发展、社会的进步、人类的未来等都具有重要意义。

生命观念的各组成部分之间并非彼此孤立,而是相互交叉、相互渗透的,构成了对生命本质认识的全貌。物质观认为所有的生命活动本质上都是物质运动,都符合物质运动的基本规律,认为物质运动是生物学研究的基础,也是理解其他生命观念的前提。系统观认为生命系统是一个统一的整体,对生命系统的层次性、有序性、动态性、整体性的认识,有助于学生建立对生命的物质与能量观、信息观的统一认识,是学生深入理解进化与适应观和生态观的基础。进化与适应观和生态观分别从时间和空间维度上解释了生命系统运动的过程和规律,是最核心也是最具学科特色的生命观念。生命观念可以统领对生命本质属性的认识,有利于学生从系统、历史等多个视角看待生命世界,提升生物学理解力,更重要的是,可以令学生加强对社会和人生的认识,对个人终身发展和适应社会需要意义重大。

总之,核心素养视域下的生命观念立足学生的发展,关注学生对生物学和生命本质的认识,体现了从学科本位到以人为本的转变。建立生命观念是学生学以致用的关键,对学生科学思维的形成和内在品质的提高具有重要意义。

(2)价值

生物学知识体系的核心指向是理解生命。理解生命的本质包括理解“生命是什么”、“生命活动怎样进行”、“生命为什么会这样”等基本问题。生命观念处于解释这些问题的核心位置。生命观念的形成关系学生如何认识生命,包括如何认识和对待自我以及纷繁复杂的生命世界。

生命观念具有持久的理解力,是学生可以在忘记了具体的学科事实后仍然在头脑中剩下的东西,也被称为“可以带回家的信息”,可以在复杂的真实情境中迁移运用。生命观念是可教、可学的,关键是形成分析与综合、抽象与概括等科学思维。而且,生命观念的形成是一个渐进的过程,具有阶段性和终身性。通过中学生物学课程的学习,学生对生命观念内涵的理解逐渐丰富,最终养成从生物学视角看待问题的思维习惯,形成对生命世界的基本看法和态度。

生命观念的价值不在于为生命过程中的种种问题提供确切的答案,而是为我们获取答案提供思维的方向,并克服具体的观察和实验的局限性,直接透视生命的整体本质。这有利于促进学生形成科学的自然观、世界观和价值观。研究和学习生命科学的人只有通过生命观念的滋养,才能形成对生命科学不同层次、不同领域的统一理解。

2.科学思维

(1)内涵

科学思维是一种思维范式,需要思维者巧妙地管理思维结构,使用理智的标准,充分运用逻辑并精心权衡事实,以提高思维的质量。科学思维在不同的学科领域中的侧重点不尽相同。

在新课标中,生物学学科核心素养中的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、解决实际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与概括、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。

科学思维是理论和证据相互协调的过程。在获取新知识的过程中,学生由于已掌握的理论不够完善,需要通过新的证据来检验和完善已有理论,获取新的知识。科学思维并不是特殊情境下的思维过程,而是日常生活中的思维方式;不只科学家应有科学思维,普通人也应该具有科学思维。由此可见,科学思维从本质上反映的是利用科学的思维方式认识世界、解决问题的过程。

人生来就会思考,这是人的天性。卓越的思想和思维习惯并不会生来有之,需要经过系统的培养才会形成。科学思维便是卓越的思维习惯,是生物学课程可以实现,也应该实现的课程目标和育人价值之一。

通过生物学课程和其他学习活动,学生应该能运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等方法探讨生命现象、审视或论证生物学社会性议题;能够将科学思维作为一种可以带到每一节生物学课堂并可延伸到日常生活的习惯。这要求学生能将清晰、准确、质疑、客观、逻辑、深刻等思维的要素内化为思考和决策的原则,将其应用于倾听和发言、阅读与写作等未来的专业工作或个人生活之中,使科学思维成为学生的第二天性。

科学思维是基于事实和严密逻辑获得更好结论的方法,是高质量的思维范式和习惯(图1-8)。学生在生物学课程中习得的科学思维,可用于改善他们在其他科学领域的认识和观点,也可用于日常生活的众多领域,以提高学习、生活的效率和质量。从认知的视角看,科学思维是获得正确信念或结论的艺术;从实践的视角看,科学思维是对所思问题获得明智答案的途径。

图1-8 科学思维的知识获取过程

(2)价值

知识学习的过程不可能完全剥离学习者的认知过程。教育不是没有思维过程的事实性知识的累积,也不是教师将思维传递给学生,而是在教师引导下学生个人的思维过程。教育的核心在于发展学生的思维,尤其是科学思维。科学思维是智力发展的最终目标。

杜威认为,学校所能做或必须为学生做的事就是关注他们的思想,发展他们的思考能力。布鲁纳认为:随着社会的发展,单靠对知识的机械理解和记忆只会加重学生的负担,教育必须注重和发展学生的认知能力。为了在教学中发展学生的思维能力,布鲁纳强调要让学生主动探索,在探索中发现、学习。布鲁纳的观点对学校的科学教育产生了深远的影响。

科学思维能够帮助学生获取新知识,帮助他们学会运用知识构建并评价假设和观点。具备科学思维的学生能成为独立的学习者,能自主寻求问题的答案。学生对科学进行探索、假设、实验、得出结论的过程都需要使用科学思维。学生一旦获得科学思维的能力,就不会失去。

科学思维会促进学生对科学的理解。获取知识的过程不是单纯地积累知识的过程,而是概念转变的过程。促进学生对科学现象的理解确实是教育的目标,但学生的理解是建立在科学思维能力之上的,因此促进学生科学思维能力的发展同样是非常重要的教育目标。

科学教育的目的是培养“受过教育”的个体,使他们能理解和评价与科学相关的信息,并作出合理的决定,乃至进一步成为从事与科学相关事业的专门人才。这就需要科学课程将培养学生的科学思维作为重要的目标。

3.科学探究

(1)内涵

科学是人类活动的产物,包含了人的创造和想象以及收集数据、解释数据以获取证据的过程。科学并不是静止的,因为科学理论是与支持它的证据相关的,当新的证据出现时,科学理论是可以改变的。科学探究是科学工作的核心和基本范式。

科学探究是一种学习方式,涉及探索自然或物质世界的过程。在寻求新的理解的过程中,科学探究促使人们提出问题、获得证据,并对这些证据进行严格的检验。根据《美国国家科学教育标准》,科学探究包括观察,提出问题,查阅书籍或其他信息,设计观察方案,根据实验证据修正已有信息,使用工具收集、分析和解释数据,提出答案,解释和预测,以及与别人交流结果等。科学探究需要检验假设、使用批判性思维和逻辑思维以及对多种解释进行评价。

科学教育中的科学探究应尽可能反映科学研究工作的真实情况。在生物学学科核心素养中,科学探究具体表现为:学生针对有价值的问题、疑问、难题或想法进行研究的能力以及基于好奇与困惑理解生命世界和构建知识的意愿和能力。学生在学校的科学探究应以活动的方式进行,这些活动应是学生本人参与的实践活动——他们亲历发现过程,将新的经验与过去的经验相联系。这不仅能给他们带来激情和快乐,而且能增加他们的知识,是进行科学探究的有效途径。

(2)价值

从20世纪50年代开始,科学探究就在众多国家的科学课程中加以推广,被普遍认为是培养学生科学素养的有效策略。科学探究对于学生掌握科学概念、参与科学实践、理解科学本质、成为独立的思考者和学习者都有重要作用。

①科学探究帮助学生理解科学概念

科学探究重视学生的学习本能,其过程可为学生提供学习所需的直接反馈和亲身体验,使他们形成新的、持久的对外部世界的理解。在生物学课程中,学生对外部世界的理解主要聚焦在对本学科重要概念的理解和掌握上。因此,科学探究是学生生物学课程中不可或缺的部分。

进行科学探究有助于学生理解科学知识的发展过程,可让学生认同多种用于研究、建模和解释世界的方法,还可让学生更好地理解科学知识。在课堂教学中开展科学探究,要帮助学生形成生物学概念,使学生形成生命观念,促进学生学习效率的提高。在生物学课程中,科学探究既是学习内容又是学习方式。我国初中阶段《义务教育生物学课程标准》将科学探究作为一个内容主题,具体描述了学生需要掌握的关于科学探究的概念,是将科学探究作为学习内容的典型体现。这样的认识和做法在国外课程中较为常见。作为一种主动学习的方式,科学探究不仅能帮助学生构建生物学知识,而且能促进他们对科学探究的理解。

②科学探究是科学实践的重要部分

科学是解释世界的方式。科学教育的重要部分就是让学生学会科学和工程学实践,以及培养学生基本的科学概念。在生物学课堂上安排适当的科学探究,可以让学生很好地理解科学家的实践过程,包括确定变量、观察现象、设计实验、观察方案、收集数据方案、构建工具、参与实地调查等多种过程,让他们亲身体验科学家探究世界的过程。当今科学教育广泛使用“科学实践”这一术语,其内涵完全包含了科学探究的内容,并加入了工程学实践的要素。

③科学探究有助于学生理解科学本质

新课标建议注重科学本质的学习。要实现这个要求,教师需要在教学中帮助学生认识和理解科学本质。

理解科学本质是科学素养的基本内容之一,也是许多国家基础教育理科课程的要求。科学本质是指科学知识的价值和固有的假设,包括科学研究的影响和局限等。《美国国家科学教育标准》在理解科学本质方面提出了明确的要求,包括学生应理解科学是什么、科学能解决什么问题、科学对文化有什么贡献等。

科学本质的知识属性是科学哲学的范畴,如果以简单的讲授方式授课,学生难以理解。而采用科学探究的方式,可使学生体验亲历发现的快乐,并了解科学活动的本质、科学的威力和局限性。另外,探究活动的讨论和反思环节也是让学生理解科学本质的学习形式。科学探究已被认为是科学本质教学的有效策略。

④科学探究让学生成为独立的思考者、学习者

主动的学习者是成功的学习者。探究学习是生物学课程中标志性的主动学习方式。科学探究活动可让学生学会如何学习,而掌握探究技能的学生可为自己的学习负责,并选择最希望研究的问题开展研究然后寻找答案。

在探究学习中,生物学课程教师要帮助学生成为真正懂得思考的人,使学生能自主地为自己的问题寻求答案。科学探究策略优于其他传统讲授方式,因为它让学生参与到对真实现象的真实研究中,并在获取新知识的过程中发展他们的智力技能。

4.社会责任

(1)内涵

我国高中生物学课程一直贯穿着对学生社会责任的培养,而社会责任的内涵随着时代的发展在不断变化。

进入21世纪后,人才竞争愈加激烈,为促进学生全面发展,生物学课程提出适应时代发展的社会责任:关爱自然与生命,领悟可持续发展的价值和意义;弘扬勇于探索实践和求实创新的科学精神;建立科学世界观;运用生物科学知识和观念参与社会事务;养成良好卫生习惯和健康的生活态度;增强爱国主义情感。21世纪的生物学社会责任突出体现“使命感”和“责任感”,促进学生自觉关注并讨论生物学社会议题,尝试解决生产生活中的相关生物学问题。

在新课标中,生物学学科核心素养中的“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,并作出理性解释和判断以及解决生产生活问题的担当和能力。学生应能够以造福人类的态度和价值观,积极运用生物学的知识和方法,关注社会议题,参与个人与社会事务的讨论并作出理性解释,辨别迷信和伪科学;树立和践行“绿水青山就是金山银山”的观念,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,崇尚健康文明的生活方式,成为健康中国的促进者和实践者;结合本地资源开展科学实践,尝试解决现实生活问题。

(2)价值

社会责任是当今社会成员的最基本、最起码的公共生活准则,也是生物学学科核心素养的终极培养目标。生命观念为学生正确承担社会责任奠定了基础,科学思维与科学探究为学生更好地履行社会责任提供了能力,不以社会责任为目的的生命观念、科学思维与科学探究都是无价值的。随着社会信息化的发展,微信、QQ、论坛、公众号等让大众快速了解社会发展的最新消息的同时,也使一些“伪科学”的信息较多地进入人们的视野。由于学识和认知能力的限制,部分公众难以辨别谣言,使得科学的公信力受到质疑,甚至导致社会产生精神恐慌。作为科学课程的生物学,在承担社会责任和击破谣言方面责无旁贷。

科学本身的话语范式与日常生活话语范式的差异,导致了科学有时难以战胜谣言。科学知识和观念的普及化、通俗化及其直观性的讲解成为社会的切实需求。学生应该以科学的态度对待生活中的认识误区,不能用“向己心”的心态违背科学原理,应该在科学知识的习得中培养科学素养。

生物学学科核心素养的4个要素分别指向了“知、意、行、情”方面的学习结果。生命观念(知)包括对生命世界现象及其运作规律的理解和认识,是科学世界观的组成部分。科学思维(意)是认识物质世界、争取获得高质量结果的思维方式和习惯。科学探究(行)是了解和认识生命世界、回答科学问题、揭示自然规律的实践方法。社会责任(情)是对待生命的态度,以及回应社会性科学议题的意愿和行为。

生物学学科核心素养的4个要素并不是孤立存在的,而是相辅相成的。生命观念的形成需要建立在学生较好地理解生物学概念性知识的基础上,而这种概念性知识的理解需要借助科学思维和科学探究。科学思维作为一种思维方式,能够让学生有效地探讨生命现象及规律,审视和论证社会议题。科学探究不仅是一种思维方式,而且是一种开展科学研究的方式,更是一种知识体系,能够帮助学生更好地理解生命观念,并且能够指导学生科学地开展调查,正确地履行社会责任。生命观念、科学思维和科学探究都是社会责任的坚固基础,能够让学生更好地参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,并解决生活中的生物学问题。

生物学学科核心素养强调的是在科学、技术等课程中对学生核心素养的一种统筹,使学生最终获得正确价值观念、关键能力与必备品格,是学生终身受益的学习成果。只有先获得生物学基础知识,才能更好地形成可长期维持的生物学学科核心素养。因此,在生物学课程教学中,要以提升学生的生物学学科核心素养为基本教学任务,以生物学大概念构建课程内容体系和学习要点,引导学生掌握生物科学基础知识与基本能力,最终使学生树立生命观念,发展科学思维习惯,掌握科学探究方法,以及主动践行生物学观念的社会责任。

(四)生物学学科核心素养与“三维目标”的关系

1.从“三维目标”到“核心素养”的演变

针对20世纪基础教育中存在的“课程结构过于强调学科本位,科目过多并缺乏整合”、“课程内容‘繁、难、偏、旧’和过于注重书本知识”、“课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练”等现象,教育部于2001年6月颁布《基础教育课程改革纲要(试行)》。纲要中提出:关于“课程标准”,应体现国家对不同阶段的学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求。学者和老师们将这些基本要求总结为“三维目标”。

由于相关政策文件中没有对“三维目标”的概念进行明确界定,因此在教育研究和实践过程中出现了对“三维目标”陈述混乱、落实牵强附会等现象。例如:在学术界一直存在“‘三维目标’是课程目标还是教学目标”的争论,在教学实践中出现“情感、态度、价值观”目标“贴标签”的现象等。这是因为“三维目标”的3个维度只有理论上的统一,课程专家较少结合具体学科给出落实“三维目标”的路径与方法,教材编者也没有就具体课程内容阐释、解读“三维目标”。这使广大一线教师无法把握课程目标,导致教学实践中存在“三维目标”相互割裂、缺乏统整、悬空的现象,教学效果差强人意。

2014年3月下发的《教育部关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》提出:“教育部将组织研究各学段学生发展核心素养的体系,明确学生应具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀,更加注重自主发展、合作参与、实践创新。”其中,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,是对核心素养的界定;而个人修养、社会关爱、家国情怀、自主发展、合作参与、实践创新构成了中国学生发展核心素养的6个方面。

2.核心素养是“三维目标”的继承和超越

“三维目标”从理念上看是好的,只是不够完善。有学者坦言:“相对于‘双基’,‘三维目标’的理论比较全面和深入,但‘三维目标’依然有不足之处,其一是缺乏对教育内在性、人本性、整体性和终极性的关注;其二是缺乏对人的发展内涵特别是关键的素质要求的清晰描述和科学界定。”同时,核心素养并不是对“三维目标”的全盘否定,而是在此基础上的完善和提升,二者在课程理念上是完全一致的。

“三维目标”只是将学生的“全面发展”作为一个目标,并没有明确界定全面发展的学生是什么样的;而核心素养则紧紧围绕“面向未来应该培养什么样的人”这一问题作出了回答,即学生应具有的核心素养。如果说对于全面发展之人的培养来说,“三维目标”回答了“怎样培养全面发展之人”的问题,那么核心素养则直接回答了“全面发展之人是什么样的”的问题。从这个意义上说,核心素养成了“三维目标”的“目标”,是对“三维目标”的超越。

“三维目标”与核心素养的提出都体现了人们对培养全面发展之人的愿望,都是对改变唯分数、升学率至上的应试教育现状而做的努力,这决定了二者一脉相承的关系。例如:“三维目标”在“双基”基础上增加了“过程与方法、情感态度与价值观”目标,以期更好地促进学生的全面发展;核心素养则通过强调“知识、技能和态度”的综合与融通来培育全面发展之人。因此,从文字表述上看,核心素养的“必备品格”与“三维目标”的“情感、态度与价值观”有相通之处,是对“情感、态度与价值观”的提升与完善;而核心素养的“关键能力”与“三维目标”的“知识与技能、过程与方法”也拥有共同的追求,是对“知识与技能、过程与方法”的综合与概括。