新版教材編寫中落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的實踐與思考

閆白洋

摘要 為落實課程標準中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，在教材編寫中明確學(xué)習(xí)目標以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以內(nèi)容要求為載體，通過“情境-問題”貫穿大概念、重要概念、次位概念的形成及應(yīng)用，注重學(xué)生主動參與和實踐應(yīng)用，注重學(xué)生跨學(xué)科STEM學(xué)習(xí)，注重學(xué)生核心素養(yǎng)不同水平的評價。

關(guān)鍵詞 教材編寫 核心素養(yǎng) 實踐與思考

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

教材是課程標準的體現(xiàn)，也是課程實施的載體。教材在發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，落實“立德樹人”的根本任務(wù)中有著不可替代的作用。教材的編寫是在課程標準基礎(chǔ)上的一次再創(chuàng)造，不僅要充分體現(xiàn)課程標準的基本思想，準確把握課程標準的內(nèi)容要求，還應(yīng)成為落實課程目標的基本教學(xué)資源。筆者參加了北京師范大學(xué)出版社出版的高中生物學(xué)選擇性必修《生物與環(huán)境》教科書的編寫。如何在教材編寫中落實生物學(xué)核心素養(yǎng)？筆者在編寫中進行了實踐和思考。

1《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）的內(nèi)容要求、教學(xué)要求和學(xué)業(yè)要求

筆者負責(zé)編寫內(nèi)容屬于選擇性必修課程大概念“生態(tài)系統(tǒng)中的各種成分相互影響，共同實現(xiàn)系統(tǒng)的物質(zhì)漸環(huán)、能量流動和信息傳遞，生態(tài)系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)”中的重要概念“人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡有著深遠的影響，依據(jù)生態(tài)學(xué)原理保護環(huán)境是人類生存和可持續(xù)發(fā)展的必要條件”。其具體的內(nèi)容要求、教學(xué)要求和學(xué)業(yè)要求如下。

1.1內(nèi)容要求重要概念下的次位概念包括：

1探討人口增長會對環(huán)境造成壓力;

2關(guān)注全球氣候變化、水資源短缺、臭氧層破壞、酸雨、荒漠化和環(huán)境污染等全球性環(huán)境問題對生物圈的穩(wěn)態(tài)造成威脅，同時也對人類的生存和可持續(xù)發(fā)展造成影響;

3概述生物多樣性對維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及人類生存和發(fā)展的重要意義，并嘗試提出人與環(huán)境和諧相處的合理化建議;

4舉例說明根據(jù)生態(tài)學(xué)原理、采用系統(tǒng)工程的方法和技術(shù)，達到資源多層次和循環(huán)利用的目的，使特定區(qū)域中的人和自然環(huán)境均受益;

5形成“環(huán)境保護需要從我做起”的意識。

1.2教學(xué)提示

教學(xué)提示主要包括：

1調(diào)查當?shù)丨h(huán)境中存在的主要問題，提出保護建議或行動計劃;

2搜集生物多樣性保護的實例，討論當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)是否已經(jīng)出現(xiàn)嚴重的生物多樣性下降的趨勢及其對人類的影響;

3組織學(xué)生（或?qū)W習(xí)小組）參觀了解人工生態(tài)系統(tǒng)的組成及其中蘊含的生態(tài)學(xué)原理和經(jīng)濟學(xué)原理。

1.3學(xué)業(yè)要求

分析或探討人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡的影響及人工生態(tài)系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益，并嘗試提出人與環(huán)境和諧共處的合理化建議（生命觀念、科學(xué)探究、社會責(zé)任）。

2學(xué)習(xí)目標以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以內(nèi)容要求為載體

教材編寫中，為使學(xué)生在章節(jié)學(xué)習(xí)之前明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標，教材設(shè)置“學(xué)習(xí)目標”欄目。學(xué)習(xí)目標的設(shè)計以生物學(xué)核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，參照《新課標》中的內(nèi)容要求、教學(xué)提示和學(xué)業(yè)要求。在學(xué)習(xí)目標設(shè)計過程中，首先在研究和理解“高中階段學(xué)生核心素養(yǎng)指標體系”以及課程標準給出的生物學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合生物學(xué)科育人價值和核心概念，編制高中學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)指標表現(xiàn)水平雙向細目表，把核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為與課程標準中內(nèi)容要求緊密結(jié)合的學(xué)習(xí)目標。如設(shè)計生命觀念學(xué)習(xí)目標時，將穩(wěn)態(tài)平衡觀與課程標準內(nèi)容要求中的1～3內(nèi)容的緊密結(jié)合。學(xué)習(xí)目標語言規(guī)范為“通過......分析......形成......指導(dǎo)......”等詞語。據(jù)此設(shè)計的學(xué)習(xí)目標如下。

2.1生命觀念

通過指出某一生態(tài)系統(tǒng)中的構(gòu)成要素及影響其平衡的因素，分析環(huán)境問題對可持續(xù)發(fā)展的影響，形成人與自然和諧發(fā)展的平衡觀等生命觀念，用來指導(dǎo)人們保護環(huán)境、維護生態(tài)平衡的行為習(xí)慣。

2.2科學(xué)思維基于人口增長速率以及人口增長對環(huán)境影響的事實，能運用歸納與概括、演繹與推理等科學(xué)思維方法闡釋人口增長與環(huán)境保護之間的關(guān)系，論證控制人口增長和保護環(huán)境的重要性。

2.3科學(xué)探究

針對酸雨對環(huán)境的影響，能選用簡單的儀器，設(shè)計實驗方案，完成大氣降水酸度的測試，討論當?shù)丨h(huán)境中存在的主要問題，并學(xué)會利用實驗去研究。

2.4社會責(zé)任

主動關(guān)注生物多樣性對維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)以及人類發(fā)展的重要意義，能運用生態(tài)平衡觀，提出相應(yīng)的人與環(huán)境和諧相處的合理化建議。

3大概念、重要概念、次要概念構(gòu)建教材內(nèi)容，少而精

在教材編寫中，根據(jù)課程標準中核心素養(yǎng)、內(nèi)容要求、教學(xué)提示和學(xué)業(yè)要求構(gòu)建教材內(nèi)容。例如，內(nèi)容要求次位概念“關(guān)注全球氣候變化、水資源短缺、臭氧層破壞、酸雨、荒漠化和環(huán)境污染等全球性環(huán)境問題對生物圈的穩(wěn)態(tài)造成威脅，同時也對人類的生存和可持續(xù)發(fā)展造成影響”落實到教材內(nèi)容時，選擇了“全球氣候變暖、臭氧層、酸雨等形成的原因和危害”;教學(xué)提示“調(diào)查當?shù)丨h(huán)境中存在的主要問題，提出保護建議或行動計劃”，教材內(nèi)容選擇“大氣降水酸度的簡易測試、調(diào)查當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境問題”等。學(xué)業(yè)要求“分析或探討人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡的影響”，教材內(nèi)容選擇“人口增長會加劇水資源的污染、空氣污染、自然資源衰退、固體廢棄物污染”等。類似方式構(gòu)建此重要概念的教材內(nèi)容包括：

1世界人口快速增長、人口增長加大對自然資源的利用、人口增長對環(huán)境造成壓力;

2全球氣候變暖威脅人類生存環(huán)境、臭氧空洞導(dǎo)致地球遭受紫外線輻射危害、酸雨導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)紊亂;

3生物多樣性對維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和人類生存發(fā)展有著重要意義、就地保護和遷地保護是保護生物多樣性的重要措施、通過防治環(huán)境污染和控制資源過度利用促進人與環(huán)境和諧發(fā)展、善待地球是全人類的重要責(zé)任;

4生態(tài)工程可以實現(xiàn)資源多層次、循環(huán)利用，生態(tài)工程可以實現(xiàn)環(huán)境保護的目的。

4“情境-問題”貫穿重要概念、次位概念的形成及應(yīng)用

核心素養(yǎng)是解決實際生活問題的必備品格和關(guān)鍵能力。為發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，教材內(nèi)容組織形式通過“情境-問題”貫穿重要概念、次位概念形成。情境選擇要真實性、生活化，而且情境選擇不僅僅是引入概念學(xué)習(xí)，而是要貫穿整個概念學(xué)習(xí)中，問題設(shè)問要圍繞情境和概念，注重情境和概念的聯(lián)系。通過情境、問題解決構(gòu)建重要概念和次位概念過程中，發(fā)展學(xué)生生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。例如，“生態(tài)工程在環(huán)境保護中的應(yīng)用”中為使學(xué)生形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀，并利用此觀念指導(dǎo)人們保護環(huán)境、維護生態(tài)平衡，培養(yǎng)學(xué)生的歸納與概括、演繹與推理科學(xué)思維及科學(xué)探究能力，并落實內(nèi)容要求中“舉例說明根據(jù)生態(tài)學(xué)原理、采用系統(tǒng)工程的方法和技術(shù)，達到資源多層次和循環(huán)利用的目的，使特定區(qū)域中的人和自然環(huán)境均受益”。教材情境選擇是：“稻田養(yǎng)魚是將種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)有機結(jié)合，多層次利用土地資源和水資源，提高生態(tài)經(jīng)濟效益的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。在這個系統(tǒng)中，稻田為魚生長提供適宜的環(huán)境，水中的雜草、害蟲、水生動物、浮游植物和浮游動物等為魚提供食物。魚可以捕食害蟲，減少水稻蟲害發(fā)生，魚的糞便還可以作為水稻生長的有機肥料。水稻和魚互惠互利，相互促進，形成了良好的生態(tài)系統(tǒng)”。問題設(shè)計是：“1稻田養(yǎng)魚人工生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)是怎樣循環(huán)的？能量是怎樣流動的？2稻田養(yǎng)魚人工生態(tài)系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢？3類似稻田養(yǎng)魚人工生態(tài)系統(tǒng)的實例還有哪些？”此情境問題貫穿整個概念的形成過程，設(shè)計來自真實的生活。問題創(chuàng)設(shè)和探究過程不僅可以落實課程標準的內(nèi)容要求，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。

5教材編寫中概念組織形式注重學(xué)生主動參與和實踐應(yīng)用

學(xué)生核心素養(yǎng)的提升有賴于日積月累的課上和課下的主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程注重以科學(xué)探究、工程實踐、積極求索、合作交流為特征的主動學(xué)習(xí)，學(xué)生在主動學(xué)習(xí)中建構(gòu)和理解生物學(xué)概念，在生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念，并能用這樣的大概念解釋生命現(xiàn)象。在此過程中，注重提高學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生擔(dān)當社會責(zé)任。因此，教材編寫中注重學(xué)生的主動參與和實踐應(yīng)用。在教材中設(shè)置尋找證據(jù)、實踐應(yīng)用的板塊。例如，“根據(jù)曲線分析世界人口的變化趨勢”“交流討論經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的關(guān)系”“大氣降水酸度的簡易測試”“根據(jù)全球表層溫差變化，主動探究全球表層溫度變化趨勢、導(dǎo)致全球表層溫度變化的主要原因、全球表層溫度變化可能帶來的危害有哪些”“調(diào)查當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境問題”“調(diào)查污水治理方法”“搜集生物多樣性現(xiàn)狀資料”等。

6教材編寫注重發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的跨學(xué)科STEM學(xué)習(xí)

在第八次基礎(chǔ)教育課程改革中，以探究為標志的主動學(xué)習(xí)方式成為教學(xué)改革的突破口。十多年來，這一改革的浪潮已經(jīng)得到理科教師的認可，并較多地用于教學(xué)實踐。《新課標》在保持與全球理科課程改革方向一致的同時，將科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)、數(shù)學(xué)融入生物學(xué)課程，并強調(diào)了跨學(xué)科的認識與實踐，將學(xué)生的生活經(jīng)驗、問題解決、工程設(shè)計、討論決策、動手實踐等教學(xué)建議貫穿課程內(nèi)容之中，期待學(xué)生在主動學(xué)習(xí)的過程中，真正取得少而精的學(xué)習(xí)成果，達成生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四個方面的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，教材編寫中增加科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)的跨學(xué)科STEM學(xué)習(xí)。例如“匯總調(diào)查到的污水處理工藝類型，分析污水處理的關(guān)鍵過程和工藝，并簡述作用機理”“設(shè)計一個日常生活污水的簡易處理裝置”

“小組討論提出當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境問題可行的整改措施”等。這些教材內(nèi)容體現(xiàn)了科學(xué)與工程學(xué)的本質(zhì)特征，獲取對其深入理解有助于學(xué)生認識到科學(xué)與工程學(xué)在保護生態(tài)環(huán)境所起的作用。這些跨學(xué)科的概念理解是學(xué)生在面對科學(xué)相關(guān)的個人及社會議題時做出理性決策的前提和基礎(chǔ)，是值得學(xué)生花時間去認真學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

7教材編寫中注重發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)不同水平的評價

教材編寫中每個單元均有檢測評價，對學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)進行測量和評價。評價從知識向能力、從能力向素養(yǎng)轉(zhuǎn)變。強化以知識為載體，以學(xué)科核心素養(yǎng)為立意的評價。理解學(xué)科核心素養(yǎng)與學(xué)業(yè)質(zhì)量的關(guān)系，教材檢測評價核心素養(yǎng)試題編寫時，關(guān)注學(xué)生在真實情境中，運用生物學(xué)知識，解決實際問題的能力。關(guān)注學(xué)生個體性差異，關(guān)注核心素養(yǎng)不同水平的學(xué)生表現(xiàn)特征。例如，第2節(jié)的檢測評價題目：為判斷酸雨是否會對中國亞熱帶森林產(chǎn)生影響，以便更好地對已退化的森林進行恢復(fù)，研究者配制pH為2.5、4.0、5.6的3種酸雨噴灑液噴灑馬尾松幼苗，測定其對馬尾松光合速率的影響，結(jié)果如圖1所示。請回答下列問題：

1酸雨對馬尾松光合速率的影響是什么？查閱資料分析可能的影響機制。

2酸雨除了對植物的光合作用有影響外，還會影響植物種子的萌發(fā)，設(shè)計實驗方案探究酸雨對小麥種子萌發(fā)率的影響。

3自然界中形成酸雨的機制是什么？主要的原因是什么？寫出控制酸雨的2個方法。

問題1主要測評學(xué)生的科學(xué)思維，問題2主要測評學(xué)生的科學(xué)探究，問題3主要測評學(xué)生的生命觀念和社會責(zé)任。在3個問題中的參考答案及評價均設(shè)置核心素養(yǎng)的不同水平，如在問題2參考答案及核心素養(yǎng)水平設(shè)計見表1。

《新課標》是教材編寫的重要依據(jù)，教材是教育教學(xué)的重要參考。生物學(xué)課程標準核心素養(yǎng)的提出對教材編寫提出了新的挑戰(zhàn)。如何在教材編寫中的內(nèi)容選擇、組織形式、活動設(shè)計等方面，落實發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)？如何在教學(xué)過程中更尊重學(xué)生個性化和多樣化的發(fā)展要求？如何貼近社會實際和學(xué)生的生活經(jīng)驗？如何更好地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力？還需要不斷地實踐和探索。

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