《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出，“樹立科學(xué)的質(zhì)量觀，把促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量教育質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)”。學(xué)生的核心素養(yǎng)是我國(guó)建立教育質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)與核心。教育部出臺(tái)的“關(guān)于高中學(xué)科核心素養(yǎng)（討論稿）”對(duì)生物學(xué)科的核心素養(yǎng)做了敘述，高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)具體擬定為四個(gè)內(nèi)容：生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任?？茖W(xué)探究是指學(xué)生用來獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。下面，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勅绾瓮ㄟ^科學(xué)探究活動(dòng)來培養(yǎng)生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任等高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的相關(guān)做法。

一、在科學(xué)探究中形成生命觀念

生命觀念是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過實(shí)證后的想法或觀點(diǎn)。它有助于理解或解釋較大范圍的相關(guān)事件和現(xiàn)象。學(xué)生應(yīng)該在較好地理解了生物學(xué)概念性知識(shí)的基礎(chǔ)上形成生命觀念，如結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等，并能夠用生命觀念認(rèn)識(shí)生命世界、解釋生命現(xiàn)象。

在生物教學(xué)中，讓學(xué)生簡(jiǎn)單地記住生物學(xué)知識(shí)并不能有效形成生命觀念，學(xué)生只有親歷生物學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程，感悟知識(shí)中蘊(yùn)含的思想、觀點(diǎn)和方法，才能將生物學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為生命觀念。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)積極組織學(xué)生開展科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生深刻理解和反思生物學(xué)知識(shí)和核心概念，挖掘生物學(xué)知識(shí)背后深層次的思想和觀點(diǎn)，從而讓學(xué)生真正形成自己的生命觀念。

例如，有關(guān)細(xì)胞器的知識(shí)，教材上都是以“分布—結(jié)構(gòu)—功能”為主線作結(jié)論性知識(shí)介紹的。在教學(xué)中，筆者改變教學(xué)順序，選擇以“功能—結(jié)構(gòu)”為主線，給學(xué)生提供一種問題探究的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了從“教授知識(shí)”到“經(jīng)歷學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變。以線粒體教學(xué)為例，教師首先給學(xué)生提供如下科學(xué)史資料：①1890年，德國(guó)生物學(xué)家A1tmann首先在光學(xué)顯微鏡下觀察到動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中存在一種顆粒狀結(jié)構(gòu)，稱作“生命小體”。1897年Benda重復(fù)了以上實(shí)驗(yàn)，因這種小體呈短線狀或顆粒狀，故根據(jù)形態(tài)將其命名為線粒體；②后來的研究發(fā)現(xiàn)，線粒體普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中；③植物幼嫩組織和分生組織中線粒體數(shù)量比衰老組織中多；④肝細(xì)胞和心肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量較表皮細(xì)胞多；⑤在同一細(xì)胞中線粒體分布不均勻，常聚集在精子尾基部、原生動(dòng)物的纖毛基底部、小腸上皮細(xì)胞的微絨毛基部等。接著教師提出問題：①根據(jù)初中所學(xué)內(nèi)容，生命活動(dòng)所需能量從哪里來？②有機(jī)物在有氧條件下的分解被稱作細(xì)胞的有氧呼吸，線粒體和能量供應(yīng)有關(guān)，由此你能推出線粒體的功能嗎？學(xué)生在經(jīng)歷了“思考分析—整理原有知識(shí)使之系統(tǒng)化—利用原有知識(shí)使之轉(zhuǎn)化為推理能力—科學(xué)推理”的過程后，得出“線粒體是細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所”的結(jié)論。然后，借助“結(jié)構(gòu)總是和功能相適應(yīng)”的生物學(xué)觀點(diǎn)，教師又引導(dǎo)學(xué)生由功能反向推理線粒體的結(jié)構(gòu)并讓學(xué)生在黑板上畫出線粒體的結(jié)構(gòu)模式圖。在教學(xué)過程中自始至終都讓學(xué)生參與到教學(xué)探究過程中，通過問題探究自主發(fā)現(xiàn)和獲取知識(shí)，這些探究有助于學(xué)生形成和深化“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念。

二、在科學(xué)探究中鍛煉理性思維

生物學(xué)屬于理科范疇，理科就要講理，促進(jìn)學(xué)生理性思維的發(fā)展是生物學(xué)科的基本任務(wù)。理性思維是一種有明確的思維方向，有充分的思維依據(jù)，能對(duì)事物或問題進(jìn)行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括等的一種思維。新課程十分注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是普通高中生物課程的一個(gè)基本理念，是提高生物學(xué)科核心素養(yǎng)的一條重要途徑。在教學(xué)中，教師應(yīng)有計(jì)劃地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，讓學(xué)生像科學(xué)家那樣去思考和探究，在完成科學(xué)探究“提出問題—作出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論”的一般步驟的實(shí)踐過程中，鍛煉學(xué)生自己的理性思維。

例如，“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)入高中階段的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)上屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證生物組織樣液中含有相應(yīng)的有機(jī)物，如蘋果勻漿富含還原糖、花生富含脂肪、大豆富含蛋白質(zhì)。為讓學(xué)生初步接觸探究性實(shí)驗(yàn)的一般程序，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的基本素養(yǎng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，筆者在教學(xué)中將其設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)總體難度不大，但實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑、用具以及實(shí)驗(yàn)步驟較多，故教師在課前要求學(xué)生依據(jù)導(dǎo)學(xué)單做好預(yù)習(xí)工作，以保證實(shí)驗(yàn)的順利開展。在設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)單時(shí)，教師還把煩瑣的實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)化為圖形，幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握實(shí)驗(yàn)操作步驟。在本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師提供了蘋果勻漿、馬鈴薯勻漿、豆?jié){、花生種子勻漿、花生種子5種實(shí)驗(yàn)材料，以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)用具和試劑。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)之前，教師先按教材展示還原糖、淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪與相應(yīng)化學(xué)試劑顏色反應(yīng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生明確生物組織中主要化合物的鑒定方法。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生提出問題：檢測(cè)還原性糖最好的材料一定是蘋果勻漿嗎？檢測(cè)蛋白質(zhì)最好的材料一定是豆?jié){嗎？檢測(cè)淀粉最好的材料一定是馬鈴薯勻漿嗎？檢測(cè)脂肪最佳的方法是制作花生子葉裝片觀察脂肪顆粒，還是在花生種子勻漿中直接進(jìn)行觀察？在作出假設(shè)的基礎(chǔ)上，教師讓學(xué)生討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。接著，教師讓學(xué)生以小組為單位完成一種實(shí)驗(yàn)材料的三種試劑的檢測(cè)以及鑒定脂肪的兩種方法的操作，具體如下：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)一時(shí)，以6位同學(xué)為一個(gè)大組，以同桌2位同學(xué)為一個(gè)小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)其中一種成分用三種不同的試劑的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)（如甲、乙兩學(xué)生先后用斐林試劑、雙縮脲試劑、碘液對(duì)蘋果勻漿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，丙、丁兩學(xué)生對(duì)豆?jié){進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，戊、己兩學(xué)生對(duì)馬鈴薯勻漿進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)），并把做好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果保留在試管中；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)二時(shí)，以小組為單位，對(duì)脂肪鑒定的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，并保留實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)一全部完成后，教師組織大組內(nèi)成員展示交流，分別對(duì)斐林試劑、雙縮脲試劑、碘液對(duì)應(yīng)的三種材料進(jìn)行比較、討論，明確檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的最佳材料；在完成實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)二后，小組之間進(jìn)行展示交流，明確鑒定脂肪的最好辦法。在本探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師還可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、討論，如檢測(cè)還原糖除了蘋果勻漿外，還有其他材料嗎？西瓜也含有較多的還原糖，能否作為檢測(cè)還原糖的材料？……通過拓展思考，能培養(yǎng)學(xué)生批判的思維，繼而發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，開始下一輪探究。在本實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究活動(dòng)過程中，以邏輯為指引讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析，可以使學(xué)生的理性思維能力得到提升。

三、在科學(xué)探究中認(rèn)識(shí)社會(huì)責(zé)任

生物學(xué)科的社會(huì)責(zé)任是指基于生物學(xué)的認(rèn)識(shí)，參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題的擔(dān)當(dāng)和能力。學(xué)生應(yīng)能夠關(guān)注涉及生物學(xué)的社會(huì)議題，參與討論并作出理性解釋，辨別迷信和偽科學(xué)；主動(dòng)向他人宣傳健康生活、關(guān)愛生命和保護(hù)環(huán)境等相關(guān)知識(shí)；結(jié)合本地資源開展科學(xué)實(shí)踐，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題。

例如，在教學(xué)“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一課時(shí)，在課前兩周，筆者讓學(xué)生回憶并查閱發(fā)生于2007年的“無錫太湖水污染事件”的相關(guān)資料，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙、雜志、去太湖邊實(shí)地考察、去環(huán)保部門訪問等多種途徑，分小組開展“調(diào)查太湖水污染”的課外探究活動(dòng)，寫出社會(huì)調(diào)查報(bào)告，并評(píng)出優(yōu)秀作品。課始，教師讓獲優(yōu)秀作品一等獎(jiǎng)的小組代表利用PPT向全班作匯報(bào)。圍繞匯報(bào)內(nèi)容，教師讓學(xué)生思考以下問題：①過去人們把少量的生活污水排到太湖中，為什么太湖中的水仍能保持清澈呢？②報(bào)告中講到過去的太湖魚蝦游弋，太湖邊的漁民以捕魚為生，為什么那時(shí)太湖中的魚不會(huì)絕跡呢？③2007年5月29日，太湖藍(lán)藻大規(guī)模暴發(fā)，太湖成了一條臭氣熏天、“魚”不聊生的臭水溝。既然生態(tài)系統(tǒng)具有抵抗力穩(wěn)定性特點(diǎn)，為什么還會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？④太湖遭到如此嚴(yán)重的水污染后，是不是就萬劫不復(fù)，永無翻身之日了呢？⑤生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性之間有什么關(guān)系呢？請(qǐng)舉例說明。⑥什么叫生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？如何提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？接著，教師讓各小組進(jìn)行討論交流，在學(xué)生獲得了“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)后，教師又讓學(xué)生以“假如我是一名當(dāng)?shù)貪O民、學(xué)生、企業(yè)老總、政府官員，我會(huì)為治理太湖做些什么”為主題，開展角色扮演活動(dòng)。各小組成員自主選擇了不同的角色，設(shè)身處地地進(jìn)行思考，并在小組內(nèi)積極交流匯報(bào)。同學(xué)們紛紛說出了自己的想法：“假如我是一名漁民，我一定不會(huì)將生活污水倒入太湖，并配合政府完成定置漁具的清除工作，在太湖禁魚期不偷捕魚蝦……”“假如我是一名學(xué)生，我會(huì)做好宣傳工作，提高人們保護(hù)環(huán)境的思想意識(shí)……”“假如我是一名企業(yè)老總，我會(huì)遵守國(guó)家法律，堅(jiān)決不將工業(yè)廢水排入太湖……”“假如我是一名政府官員，我將提議建立河網(wǎng)污染控制與生態(tài)修復(fù)綜合示范區(qū)……”這樣的教學(xué)，不但實(shí)現(xiàn)了建構(gòu)概念、理解原理的知識(shí)性目標(biāo)，也鍛煉了學(xué)生的思維能力，而且在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)并積極參與家鄉(xiāng)建設(shè)的美好情感，增強(qiáng)對(duì)自然和社會(huì)的責(zé)任心和使命感，使學(xué)生的精神境界得到升華。

綜上所述，開展科學(xué)探究活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的一條行之有效的途徑。在今后的生物教學(xué)中，我們應(yīng)不斷地探索和嘗試，讓生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任在生物課堂教學(xué)中生根發(fā)芽，結(jié)“核心素養(yǎng)”之果。

本文為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃青年自籌課題“基于多元智力理論的高中生物“三單”導(dǎo)學(xué)實(shí)踐研究”，課題編號(hào)為C—b/2013/02/009。

袁錦明，江蘇省無錫市南湖中學(xué)副校長(zhǎng)，江蘇省生物特級(jí)教師，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對(duì)象，無錫市有突出貢獻(xiàn)的中青年專家，無錫市名教師，無錫市德育帶頭人，無錫市教科研帶頭人，無錫市教科研先進(jìn)個(gè)人。筆耕不輟的他，先后撰寫的500多篇文章在多家報(bào)紙雜志上發(fā)表，其中38篇優(yōu)質(zhì)論文在省級(jí)以上生物專業(yè)期刊《生物學(xué)通報(bào)》《生物學(xué)教學(xué)》《中學(xué)生物教學(xué)》《中學(xué)生物學(xué)》上發(fā)表。