动态 版块 发帖 消息 我的
高中生物掌上资源
欢迎光临高中生物掌上资源社区!
韬哥Lv22   
吴成军:义务教育生物学核心素养的内涵及分析     

义务教育生物学核心素养的内涵及分析

 

吴成军 人民教育出版社 / 课程教材研究所

 

  阐释义务教育生物学核心素养的生命观念、科学思维、探究实践、态度责任的内涵,分析建立生物学核心素养的概念体系,给出生物学核心本养教学目标设计的建议。

关键词  生物学核心素养 生命观念 科学思维 探究实践 态度责任 义务教育课程标准

 

《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(简称新课标)的课程理念与《普通高中生物学课程标准(2017年版)》的课程理念保持一致,都是以发展学生的生物学核心素养为宗旨,体现了课程理念的连贯性、一致性和稳定性。义务教育生物学核心素养主要包括生命观念、科学思维、探究实践、态度责任。生物学核心素养4个方面的名称有了一些不同,体现了义务教育和普通高中教育的区别与联系,也说明了发展生物学核心素养的阶段性特点。

1 生命观念

生命观念是从生物学视角,对生命的物质和结构基础、生命活动的过程和规律、生物界的组成和发展变化、生物与环境关系等方面的总体认识和基础观点,是生物学概念、原理、规律的提炼和升华,是理解或解释生物学相关现象、分析和解决生物学实际问题的意识和思想方法。生命观念的定义表明,生命观念是对生命现象和生命活动规律的认识和观点。内容决定认识和观点,人们对自然世界的认识和观点很多,但生命观念是对生物学概念、原理、规律的提炼和升华,因此,形成生命观念,必须先建立生物学概念、原理和规律;生命观念是一种意识和思想方法,是在理解或解释生物学相关现象、分析和解决生物学实际问题中产生的意识和思想方法。表1归纳了生命观念的本质和内涵。

1  生命观念的本质和内涵

形成生命观念的知识内容

生命观念的本质

生命观念的内涵

生命的物质和结构基础

认识和观点

概念、原理、规律的提炼和升华

意识和思想方法

结构与功能观

生命活动的过程和规律

物质与能量观

生物界的组成和发展变化

进化与适应观

生物与环境关系

生态观

生命观念不是凭空产生的,它依托于生物学的基本知识内容,在知识内容的基础上建立起生物学概念、原理和规律,再对生物学概念、原理和规律进一步的提炼和升华,就形成了生命观念。生命观念的形成过程表明,在帮助学生形成生命观念时,首先应该学习的是生物学的基础知识,从生物学知识中发现概念、原理和规律,然后再对概念、原理和规律进一步提升,才是形成生命观念的正确路径。支撑生命观念的是生物学概念、原理、规律,因此,对生物学概念、原理、规律的学习,是学习生物学课程的重要目标。

1.1 结构与功能观  结构与功能观是阐述生物体的结构与功能之间关系的生命观念。首先,要理解生物体都是由一定的结构组成的,结构表现出一定的功能。其次,要理解结构与功能之间存在对立统一的关系,一方面结构是功能的基础,结构决定功能,不同的结构具有不同的功能;另一方面功能是结构的外在表现,在一定条件下,功能的实现也会影响结构的变化。最后需要理解,结构与功能是统一的,是生物进化的结果。义务教育生物学中结构与功能观主要包括:结构决定功能,结构与功能相适应;生物体的各个结构既独立又相互协作,共同完成各种生命活动;结构与功能是统一的,是适应环境的表现,是进化的必然结果。

义务教育生物学中体现结构与功能观的主要内容有:微观层面,细胞的结构与功能;中观层面,个体(植物、动物和人体)的组织、器官的结构与功能;宏观层面,生态系统的结构与功能。三个层面的内容可以有效帮助学生建立结构与功能观的基本内涵。

相关的生物学概念、原理、规律是建立结构与功能观的基础。新课标中体现结构与功能的重要概念有:概念1 生物体具有一定的结构层次,能够完成各项生命活动;概念2 人体的结构与功能相适应,各系统协调统一,共同完成复杂的生命活动;概念3 生物与环境相互依赖、相互影响,形成多种多样的生态系统。

1.2 物质与能量观  物质与能量观是阐述生物体的生命活动需要物质和能量,以及物质与能量之间关系的生命观念。细胞和生物体的生命活动需要物质与能量,物质与能量相伴而生,物质是能量的载体,能量是物质变化的动力。义务教育生物学中物质与能量观的主要内容包括:①细胞的生活需要物质和能量;②植物、动物、人体的生活需要物质和能量;③光合作用是合成有机物、储存能量的代谢活动;④呼吸作用是分解有机物、释放能量的代谢活动。

新课标中体现物质与能量观的重要概念是:概念4 植物有自己的生命周期,可以制造有机物,直接或间接地为其他生物提供食物,参与生物圈中的水循环,并维持碳氧平衡。在这条概念中,植物的光合作用和呼吸作用等相关内容,是建构物质与能量观的重要载体。

1.3 进化与适应观  生物是不断进化的,进化的结果就是生物适应环境而生存下来。这就构成了进化与适应观的核心内容。进化与适应观是辩证唯物主义观点,是学生世界观的重要组成部分。

新课标中体现进化与适应观的重要概念是:概念8 地球上现存的生物来自共同祖先,是长期进化的结果。由这条概念而建立的进化与适应观的主要内容是:生物是不断进化的,现存的生物都是进化的结果;地球上现存的生物都有亲缘关系,它们有着共同的原始祖先;进化的过程总体上呈现出由简单到复杂,由低等到高等,由水生到陆生的趋势;多种多样的生物是经过自然选择长期进化的结果;适应是指现存的生物都是适应环境的,是指生物的结构以及这些结构所表现出的功能有利于生物的生存;适应就是生物的遗传变异与环境相互作用的结果;适应是普遍存在的,但又是相对的,这是因为环境是多样的,也是变化的。

1.4 生态观  生态观是指人们在处理人与自然、人与社会关系中形成的一套对生态环境在政治、经济、文化和社会发展中所起作用的基本观点和看法。例如,“绿水青山就是金山银山”是科学的生态观。生态观的构成可分为规律认知、价值认同、责任担当三个层次,分别反映了人与自然之间的关系,以及自然生态系统中各组分之间的关系;人对生态价值的基本判断;人对生态保护的行为措施。

新课标中支持建立生态观的概念有两条:概念2 生物可以分为不同的类群,保护生物的多样性具有重要意义;概念3 生物与环境相互依赖、相互影响,形成多种多样的生态系统。从这两条大概念中衍生出来的重要概念有:我国拥有丰富的动植物资源,保护生物的多样性是每个人应有的责任;生态系统中的生物与非生物环境相互作用,实现了物质循环和能量流动;生态系统的自我调节能力有一定的限度,保护生物圈就是保护生态安全;生态系统中的生产者、消费者、分解者以及非生物环境是一个有机整体。

1.5 生命观念的教学目标设计 对于义务教育生物学中的生命观念来说,教学目标是在获得相关概念的基础上,初步形成相应的生命观念,其次才是能够应用生命观念探讨和阐释生命现象及规律,应用生命观念分析生活中遇到的一些与生物学相关的实际问题]。建立和形成相应的生命观念是教学的主要目标,建立和形成生命观念并不是讲给学生有哪些生命观念,介绍这些生命观念的具体内涵,而是依据事实和证据,通过科学思维而建构概念,再对概念进行提炼和升华,从而形成相应的生命观念。

高中生物学也有相应的生命观念,当初高中都有相同的生命观念时,要特别注意生命观念教学目标的设定层次,初中以初步建立生命观念为主,运用生命观念分析和解决与初中生物学相适应的问题为辅。另外,初中和高中建立生命观念的概念支撑是不相同的,这就注定了对生命观念的理解程度是不同的。例如,在形成结构与功能观时,初中以细胞水平、个体水平为基础,高中则从更深的细胞水平和分子水平来建立结构与功能观。

2 科学思维

科学思维是指在认识事物、解决实际问题的过程中,尊重事实证据,崇尚严谨求实,基于证据和逻辑,运用比较、分类、归纳、演绎、分析、综合、建模等方法,进行独立思考和判断,多角度、辨证地分析问题,对既有观点和结论进行批判审视、质疑包容,乃至提出创造性见解的能力和品格]。从定义中可以看出,科学思维是在认识事物、解决问题的过程中形成的能力和品格。

2.1 科学思维的能力属性  能力是指完成一项目标或者任务所体现出来的综合素质。科学思维能力是指在完成学习任务过程中表现出来的思维方法和行为。科学思维的能力属性主要体现在科学思维方法的运用和熟练程度。科学思维方法运用得当,完成任务的效率就会越高。初中生物学学习中要用到的科学思维方法有比较、分类、归纳、演绎、分析、综合、建模等。这些方法的定义及在生物学中的应用见表2

2  科学思维方法的定义及应用举例

科学思维方法

定义或内涵

举例

比较

把某一物与其他事物的属性和特征加比较以确定事物之间的相同点和差异点思维方法

比较植物细胞和动物细胞的结构的异;比较不同植物群的形态结构;比较不同动物类群的形态和生理结构

根据对象的共同点和差异把对象分为同种类的逻辑思维方法

将植物分为藻类苔藓蕨类裸子和被子植;将动物分不同的类群

归纳

在个别中发现一般的推理形式和思维方法

在动物的分类往往是观察同一种动物的不同个分析些个体的基本特然后从中归纳出这些动物共有

演绎

在一般中发现个别的推理形式和思维方法

对照某种动物的形态和生特征推理其他动物是否具有该特

分析

把研究对象的整体分解为一个个部分或分别进行研究的思维方法

分析生态系统中的生物成分及在生态系统中所承担的角地位

体上去认识和把握研究对象的思方法

分析光合作用条件原料和产从中综合得出合作用的概念

为特定目而对认识对()所作的一种简化的概括性的描

制作植物细胞或动物细胞的结构模型;制作一个动物的模型

 

在实际的应用中,科学思维方法并不是单独使用的,往往是多种方法交叉组合使用。例如,分析与综合、比较与分类、归纳与演绎,这些科学思维方法的组合使用,形成思维的连续性。分析是综合的基础,综合是分析的发展,分析之后要进行综合,综合之后要进行分析,两者相互依存、相互渗透基至相互转化;在对动物进行分类时,一般是先比较不同动物或同一种动物的共同特征,然后将这些动物分成不同的类群;在认识事物的过程中,先有归纳,然后再进行演绎推理,归纳和演绎是两个不可分割的思维过程;认识事物或生命活动,从中发现规律,其思维过程通常表现为:先进行分析,然后进行比较、归纳或综合。

2.2 科学思维的品格属性  学习生物学,其基本过程是:认识和分析生命现象,建立相关概念或从中发现规律,应用概念或规律分析、解释或解决现实中的问题。这一学习过程,既运用了科学思维方法,又体现了科学思维的品格。科学思维的品格主要表现为尊重事实和证据,崇尚严谨求实的态度,基于证据和逻辑进行推理,勇于质疑和批判

探究活动能够很好地体现科学思维的品格属性。例如,在探究光合作用的条件、原料和产物的一系列实验中,海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯等科学家得出结论的依据是真实的实验结果(尊重事实和证据);为了得到真实可信的实验结果,他们在设计实验时都对变量进行控制,形成了对照实验(崇尚严谨求实的态度);他们根据实验结果进行了合符逻辑的推理和解释(基于证据和逻辑进行推理);他们都会对前人的实验提出疑问,并勇于设计新的实验(勇于质疑和批判)。

2.3 科学思维的教学目标设计  在生物学教学中,科学思维并不是显性存在的,科学思维方法的学习和运用不具备一定的顺序。如何设定科学思维的教学目标呢?这就需要根据具体的学习内容来设计,依据学习内容体现的科学思维方法来设计。习得生物学概念是学习的重要内容,习得概念的主要方式是建构概念,而建构概念就是一个科学思维的过程(图1)。

Image

在建构概念中发展学生的科学思维就是科学思维的教学目标。依据建构概念的特点,设计好科学思维方法的培养,针对性地培养科学思维的品质特征。科学思维的教学目标设计还应逐级提升,在早期建构概念的过程中,以学习和训练科学思维方法、培养思维品质为主,在后续建构概念的过程中,以运用科学思维方法、增强科学思维品质为主。

3 探究实践

探究实践是源于对自然界的好奇心、求知欲和现实需求,解决真实情境中的问题或完成实践项目的能力与品格]。探究实践既是理念,也是实践活动,探究实践活动主要包括科学探究活动和跨学科实践活动。

3.1 科学探究  广义的探究是指提出问题、解决问题的活动,生物学教材思考·讨论栏目中的活动、实验、探究实验都可以认为是探究活动。狭义的探究是指按照提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流的程序而进行的活动。

3.2 跨学科实践  跨学科实践是指综合运用两种或两种以上的学科概念、学科思维,以解决真实问题,学生自主参与、主动探索的学习活动。跨学科实践活动具有两个明显特点:一是跨学科性,在学习中除本学科的知识与技能外,还涉及其他学科(如数学、物理、化学、历史、美术、工程技术等学科),具有跨学科性、综合性的特点;二是在实践中学习,实践是指学习的形式,不是在传统的课堂中学习理论知识,学习的重点不是概念、原理、规律,而是在实践活动中,通过文献资料检索、调查、观察、设计、实验、建模等方法,对问题展开探究或设计出产品的活动。跨学科实践活动打破学科已有界限,对学科内容进行主题化、项目化、情境化学习,这对于学生解决复杂的、综合的真实问题的能力培养具有重要意义。

新课标中列出了跨学科实践活动的3个类别共12个跨学科实践活动,要求每个学期占用本学科10%的课时数来完成这些活动。跨学科实践活动多数为制作类或植物栽培、动物饲养,完成这些活动需要的时间长、难度大,需要花费大量的课外时间,因此需要精心计划和组织,并进行有效的评价,才能确保活动的顺利开展。

3.3 探究实践的教学目标设计  探究实践的教学目标需要根据具体的活动来设计。一是要按照课程标准的要求整体设计探究实践,包括活动的数量、出现顺序、呈现形式、目的要求;二是分析每个具体探究实践在培养学生科学探究能力和跨学科实践能力方面的作用。根据探究实践活动在培养能力的侧重点进行教学目标的设计。例如,探究种子萌发所需的条件,该探究活动突出的探究能力是要求学生做到“控制单一变量、设计对照实验”,这就是该探究活动主要的教学目标。总体来说,需要根据具体的探究实践,针对探究实践的流程环节,有针对性地设计能力目标。

4 态度责任

态度责任是指在科学态度、健康意识和社会责任等方面的自我要求和责任担当。与普通高中生物学课程标准中社会责任不同,义务教育生物学课程标准强调了态度,这里的态度主要是指学生在探究实践活动中所持有的科学思维的品格属性。态度责任的表现特征如表3所示。

3  态度责任的表现特征

态度责

表现载体举例

科学态

乐于探索严谨求实勇于质疑理性包容

探究活动科学

健康意识

关注身体内外各种因素对健康的影响

具有健康生活的态度与行为习

人体的生理卫生知识

生活环境对人体健康的影响

社会责任

理解科学技术社会环境的相互关

参与个人和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责任担当和能力

从科学技术社会环境的相关材料中获

社会性科学议题的讨论

参与环境保护实践

建立态度责任意识,不能泛泛而谈,应依据生物学知识和探究实践的具体情况而形成,教学目标的设计也应该如此。例如,在进行探究实践时,有意识地培养学生乐于探索、严谨求实、勇于质疑的科学态度;在学习传染病和免疫的基础知识时,让学生认识到遵守社区、地区和国家的相关防疫要求,能有助于传染病的防控,增强社会责任意识。

6 结语

生物学核心素养的四个要素之间不是简单的线性关系,而是一个有机统一的整体。生命观念的形成需要通过科学思维和探究实践;科学思维是探究实践的内在本质,探究实践是科学思维的实证过程;建立态度责任需要生命观念、科学思维和探究实践。只有深入理解生物学核心素养的四个要素,才能在教学实践中进行整体设计,循序渐进地发展学生的生物学核心素养。

新课标中所要求的生物学核心素养并没有全部体现初中生物学核心素养的所有内涵和属性,如生命观念中生命的信息观、系统观、稳态与平衡观、科学的本质观以及科学思维中的抽象与概括等,这些生命观念和科学思维都在初中生物学的学习中有所体现。需要进行研究并在教学中去理解和把握。

 

主要参考文献

[1]中华人民共和国教育部。义务教育生物学课程标准:2022年版[M].北京:北京师范大学出版社,20224-6.

[2]吴成军.生物学学科核心素养的教学与评价[M].上海:华东师范大学出版社,2020142380.

 

    来源:吴成军.义务教育生物学核心素养的内涵及分析[J/OL].生物学教学:1-4.(2022-05-09). http://kns.cnki.net/kcms/detail/31.1009.g4.20220505.1210.016.html.




 0  已被阅读了232次  楼主 2022-05-10 15:26:56
回复列表

回复:吴成军:义务教育生物学核心素养的内涵及分析

guest
登录之后更精彩~

 

版权申明:本站为公益网站,共享交流平台。资源多来源于网络,如涉及侵权,请联系管理员删除。