生物学科的关键能力
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生物学科的关键能力范文第1篇
中图分类号：G632.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0265-02
普通高中生物学课程是普通高中学科教学的一门课程，本门课程是在义务教育的基础上，进一步提高学生的科学素养而开展的一门课程。提高学生的生物科学素养，帮助学生理解生物科学与科技、社会之间的联系，增强学生对大自然和社会的责任感和使命感，促进学生形成正确的人生观、世界观和价值观，为学生走进社会，服务人民打下坚实的理论基础。《普通高中生物课程标准》（实验）2003年版中课程的基本理念之一是倡导探究性学习“重在培养创新精神和实践能力”，就是注重培养学生的实践能力和其他能力的培养。
一、实践能力的含义
从实践和认识的角度来看，实践能力就是实践的能力。实践是一个哲学的定义范畴。实践是主体改造客体的活动。实践活动是人们的一切客观性的、感性的、物质性的活动，实践的领域不仅是物质生产活动，而且还包含精神生产和人类自身生产。实践能力就是个体解决实际问题的能力，相对于学生来说，主要是指学生个体吸收、整合和利用支持性教育资源和个体基础性资源，适应社会生活，解决实际问题，参与社会实践，促进自我成长，提升自我的实践主体地位的能力。
二、实践能力的类型
实践相对于意识或思想来说，是人类的一种感性认识的物质性活动。生物科学获得感性材料的方法主要有观察、实验、调查等，相应的实践能力的类型包括观察能力、实验能力、科学调查能力以及动作技能。
1.观察能力。①含义。观察能力是指能快速、准确地捕捉对象和现象的典型的但并不很显著的特征和重要细节的能力。观察能力是个体通过长期观察活动慢慢地积累所形成的，观察能力是智力结构的首要要素，是智力发展的基础。观察能力的高低直接影响人们感知的精确性，影响人们的想象力和思维能力的发展。观察能力是人们智力发展的重要条件，要发展人们的智力，就必须重视培养人们的观察能力。《普通高中生物课程标准》（实验）2003年版中强调“学生在观察、实验操作、科学思维、识图和绘图、语言表达等方面能力的发展”。这就要求教师在教学过程中尽可能地让学生参与到实验和其他实践活动中来，充分发挥学生的主动性和创造性，逐步培养学生的观察能力，使学生对周围的事物有一定的观察能力，能够透过事物的现象把握事物的本质和规律。②普通高中生物学教材中对科学观察能力的培养。案例1：“观察DNA和RNA在细胞中的分布”培养学生的对比观察能力，通过比较分析DNA和RNA在细胞中的分布情况，使学生更能认识二者之间的区别与联系，这是人们认识生命世界的重要方法之一。案例2：“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”其主要培养目标之一是培养学生的定量观察的能力，通过观察叶绿体和线粒体的体积大小的不同以及结构的不同，来区别二者之间的相异与相同之处。案例3：“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”和案例4：“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”培养学生动态观察的能力。通过设置一定实验课程，让学生通过观察，获得一定的知识，其目的是为了培养学生的科学观察能力，提高学生的科学素养。科学观察能力的培养在普通高中生物学教材中是分散分布的，特别是在必修1中分布较多。这样的分布考虑到了高中一年级学生的生理特点和心理特点，高中一年级的学生对周围的事物充满了好奇和期待，同时又处于长知识和身体的阶段，他们渴望获得生活知识，并且他们动手能力较强。通过这些特点的分析，高中生物必修1分布较多的观察实验是合理的和科学的。
2.实验能力。①含义。实验能力包括理论思维、科学观察和操作三个方面的因素，这三个方面是紧密联系的，由这三个方面的因素共同构成的有机统一体即为实验能力。②普通高中生物学教材中对实验能力的培养。实验是对学生进行科学本质的认识过程、科学方法和科学技能教育的重要渠道和手段，因此《普通高中生物课程标准》（实验）2003年版要求学生“能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行实验的操作和绘图等技能”，要求学生掌握实验能力是对学生一种更高能力的一种要求，因此在高中生物学教材中也安排了许多实验型和探究型的实验，对学生实验能力的培养做好了铺垫。普通高中生物学教材中安排了实验型和探究型的实验课一共为21个实验，其中必修1中，安排了7次实验型的实验课，4次探究型的实验；必修2中，安排了3次实验型的实验课，2次探究型的实验；必修3中，安排了1次实验型的实验课，4次探究型的实验课。这些实验课程主要从实验能力的理论思维、科学观察和操作方面来锻炼学生的综合实验能力，但有些实验会有不同的侧重点培养学生的实验能力。例如：“生物体维持PH稳定的机制”就是侧重培养学生的理论思维能力因素；而“观察DNA和RNA在细胞中的分布”主要侧重培养学生的科学观察能力因素；“绿叶中色素的提取和分离”侧重培养学生的操作能力因素。实验能力的培养是有一个过程的，所以普通高中生物学教材中安排了大量的实验课来培养学生的实验能力。从实验对象的选择、实验方案设计、实验手段的选择以及实验变量的控制等方面培养了学生的实验能力，进而提高学生的实验能力。
3.科学调查能力。①含义。科学调查能力是研究者有目的、有计划、有系统地搜集相关研究资料或历史资料，在此基础上进行分析综合，得出科学结论的研究能力。②普通高中生物学教材中对科学调查能力的培养。科学调查的形式主要有文献调查、自然状况调查和社会调查三种类型，针对高中生获取资料的途径和能力等有限，所以普通高中生物学教材中没有安排文献调查的类型；社会调查需要花费大量的时间和精力，同时还需要综合多种能力及其他人员的协助才能完成，所以在高中阶段也没有安排社会调查的形式。自然状况的调查是根据自然状况的条件来调查，所以这种形式的调查可以根据各地区的实际条件安排调查内容，这种调查形式也很容易进行，培养学生实事求是的态度和精神，同时也培养学生的计划能力、观察能力、写作能力等综合能力。例如：案例“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”，通过调查当地的农田生态系统，明确生态系统的组分和能量流动情况，通过本次调查撰写调查报告以及建议或意见。这种活动能培养学生的社会责任感和主人公精神，能达到知识、能力和态度价值观目标的培养。
4.动作技能。①含义。动作技能是指通过练习巩固下来的、熟练的、自动化的操作活动方式，如能够正确使用一般的实验仪器等。《普通高中生物课程标准》（实验）2003年版把动作技能的学习目标分为模仿水平和独立操作水平2个等级。模仿水平是在原型示范和具体指导下完成的操作的能力水平；而独立操作水平是学习者自己在原有知识或方案的指导下独立完成操作的一种能力水平。模仿水平的目标动词有尝试、模仿；独立操作水平的目标动词有运用、使用、制作、操作、进行、测定。②普通高中生物学教材中对动作技能的培养。普通高中生物学教材中对动作技能的培养主要是通过实验型实验或探究型实验来达到教学目标，例如：有侧重培养学生的模仿水平目标的实验为“影响酶活性的条件”，该实验中要求学生“尝试应用酶的化学本质的知识，解释本小组的结论”，其中“尝试”是属于模仿水平的动作技能目标，让学生尝试模仿别人已有的知识或结论，解释酶的本质和实验结论的关系，培养学生的语言表达能力和逻辑思维能力等多种能力的培养。例如：侧重培养学生独立操作水平的目标的实验有“使用高倍显微镜观察几种细胞”，本实验目的要求有使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点；运用制作临时装片的方法。本实验要求学生“使用”和“运用”的目标动词，目的是培养学生的独立操作能力和动手操作能力。
三、结语
普通高中生物学教材中安排了大量的实验课程，这说明了我国的基础教育更加重视学生的综合素质的培养，更着眼于学生的未来，面向全体学生，注重提高学生的生物科学素养。这些实验课程的设置比较接近学生的生活实际，注重与现实生活相联系，更能激发学生学习的积极性和主动性，注重培养学生的动手操作能力、语言表达能力、沟通能力、培养批判性思维能力、分析问题和解决问题的能力等，为学生将来进入社会或步入更高一级的学校深造创造了条件和打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[2]傅维利，杨民.论中小学生实践活动的特点及发展过程[J].教育研究，2000，（9）：31-36.
[3]吴志华.学生实践能力发展研究[M].沈阳：辽宁师范大学，2010：28.
[4]朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物必修1分子与细胞[M].北京：人民教育出版社，2007.
生物学科的关键能力范文第2篇
关键词 核心素养 学科核心素养 科学探究 课堂教育
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
《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》于2014年3月30日正式印发，明确提出各学段学生发展核心素养体系。核心素养体系被置于深化课程改革、落实立德树人目标的基础地位。“核心素养”指学生应具备的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、创新实践。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）之后所形成的，是学科育人价值的集中体现。具体到生物学科，在教育部专家讨论稿中拟定生命观念、理性思维、科学探究和社会责任4个关键表现，或者理解为对生命的理解和尊重、对自然的珍爱与敬畏、对科技的认知与实践和对社会的责任与担当4个内容。
1 以“免疫系统”为例对美国高中生物主流教材的简介
美国高中主流教材――科学发现者系列中《生物・生命的动力》（Biology・The Dynamics of Life），此书由2004年美国麦格劳・希尔教育集团出版，并于2008年由浙江教育出版社出版，中译为《生物・生命的动力》（简称“美国教材”）。“免疫系统”是美国教材第39章的内容，包括内容提要、学习本章的意义、第1节疾病（本节预览、折叠式学习卡、什么是传染病、疾病发生的原因、传染病的传播、引起疾病症状的原因、传染病的类型、传染病的治疗、本节复习题）、第2节免疫调节（本节预览、类比推理、非特异性免疫、特异性免疫、迷你实验、抗体免疫、细胞免疫、被动免疫和主动免疫、艾滋病与免疫系统、本节复习题）、网络生物实验、生物与社会、第39章复习。
2 以“免疫系统”为例，对美国生物教材培养生物核心素养的分析
2.1 美国生物教材中的“生命观念”
所谓生命观念，一般是指人们对生命的总的认识或看法，不仅包括人们对生与死的根本看法和态度，还包括了人们对生命价值的判定。学生的生命观念知识主要来源于社会媒体，其次是自我学习和学校教育。生物学科的教学是学生获得生命观念的主要学校教育方式，使学生养成良好的生活取向，以生动活泼的方式来引导他们积极讨论生命，进而认识到人生的价值和意义，找寻生活的真谛。通过教材引导学生珍惜生命和追寻生命的意义是生命观念教育的主要方式。
美国教材中第39章“免疫系统”的内容，相对于我国现行教材（如浙教版“免疫系统”）增加了“疾病”一节。本节内容注重阐释传染病发生的原因、传播、症状、类型和治疗，关注人类的健康。用鲜活的图片――亮丽的橙汁（图39.3）引导学生养成良好的生活习惯；瘫痪的脊髓灰质炎病人被置于人工呼吸器中（图39.5）引导学生思考生命的意义。第2节“免疫调节”中安排了免疫系统、免疫器官等内容、推荐的儿童期预防疫苗（表39.2）和接种疫苗油画（图39.14）等，关注人对自身的了解和对生命的尊重。这些内容的选择和精心安排都体现了学习本章的意义，有助于学生了解身体是怎样对疾病进行防御和维持内环境稳态。美国生物教材非常重视对人类自身知识的学习和对自身健康的关注，激发了学生对与自身有关知识的浓厚兴趣。
2.2 美国生物教材中的“理性思维”
哲学家和逻辑学家将理性看做基于逻辑的和推理的加工过程，即理性是逻辑指引下的思考。理性是人类所独有的一种高级的认知加工方式，甚至比智力或其他认知能力更能影响人们生活的各个方面的结果，包括学业成就、决策的满意度、心理健康，甚至违规或道德行为等。通过生物科学的学习，促进学生“理性思维”的发展是生物学科的基本任务。在教材中设置一些有争议的问题，让学生在争论中发展自己的“理性思维”；以逻辑为指引进行实验设计和分析，让学生在实践中锻炼自己的“理性思维”；在课后习题中设置开放性的问题，让学生练习中在培养自己的“理性思维”。
在美国教材“免疫体统”一章中，设置了“生物与社会”，讨论：消灭还是保存天花病毒？在访问网页的辅助下，教师组织学生进行讨论，让学生形成自己的观点。在技能实验中，要求学生设计一个实验方案来确定疱疹病毒进入细胞的方式；解释、描述和分析实验现象。在图39.4中提出一系列问题：“对于破伤风杆菌来说，战场有何适宜的条件？”在复习题有：“交叉感染有哪些可能途径？”“在病原体侵入人体后，免疫系统为何能产生记忆细胞？”“归纳微生物如细菌在维持和打破内环境稳态方面的作用。”“对于一个感染患者，为什么注射同种疾病治愈者的血清会大有裨益？”“调查报告：研究在过去战争中所使用的生物武器。”这些讨论和问题都有利于学生“理性思维”的培养和发展，形成自己的观点。
2.3 美国教材中的“科学探究”
科学探究指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。在高中教材中，教师应有计划地指导学生进行科学探究，让学生像科学家那样思考，像科学家那样探究。这样才有利于激发和提高学生的生物学学习兴趣，提高学生学习的积极性和求知欲，激发学生的创新意识。
在美国教材中，以“免疫系统”这章为例。它主要是通过实验来培养学生的“科学探究”能力。实验类型包括迷你实验、技能实验、网络生物实验；实验内容包括检测疾病的传播、区分血细胞、疱疹病毒的传播过程、疫苗的作用、新兴疾病和再兴疾病；科学探究能力包括提出问题的能力、假设的能力、设计实验的能力、进行实验并收集数据的能力、分析证据形成结论的能力、评价与反思能力、交流与合作的能力。在正文中也有相关的“科学探究”内容，如“用于鉴定传染病病原体的柯赫法则的操作步骤”，了解科学发现和科学实验的方法。再如，在习题中每一章后的“理性思维”都有很多训练项目，都是为了培养学生形成科学探究的思想观念和思维能力。因此美国教材把“科学探究”作为基本理念和学习科学的方法和中心环节。
2.4 美国生物教材中的“社会责任”
社会责任具体是指个人或组织对他人和社会应该承担的任务、职责和使命，是为了他人的幸福、社会的发展和进步，个人或组织应尽的责任。立德树人成为教育的根本任务和前提条件，教师应当在生物学科中，通过教育提高全民科学素养，使学生更多地关注社会实际，关心社会问题，形成正确的科学价值观，培养学生对自然环境的责任，成为合格的现代公民。
在美国教材中，“免疫系统”这章中有关传染病的防治、抗生素及耐药性的产生、艾滋病的知识、天花病毒和生物武器等方面的介绍、调查与讨论，从而使学生形成关心社会、关心环境、关心人类等高尚的道德情操，树立正确的人生观、价值观。
3 基于学科核心素养的美国教材带给人们的启示
3.1 对教材编写的启示
正如本书的书名《科学发现者》，这是一本以学生心理逻辑为主、学科知识体系为辅的教材，相对中国的现行教材更加生活化。它注重对学科核心素养的培养，重视对实验的设置、实验类型多样，很好地培养了学生的理性思维和探究能力。它重视与其他学科的综合以及与生活的联系，离学生的生活与兴趣甚近。在新一轮课程改革和教材编写中，这些优点特别值得编写者吸收借鉴。
3.2 对课堂教学的启示
从“知识核心时代”走向“核心素养时代”是时代的必然，但对于大多数教师而言，这是个巨大挑战。因为要落实学科核心素养，不仅在于教材，更在于每一位教师，在于每一节课堂。这要求教师转变观念，变课堂教学为课堂教育，变知识传授为教书育人，强调课程整体育人功能和价值；强化实验教学，重视实验技能和科学探究方法的训练。让生命观念、理性思维、科学探究、社会责任在生物课堂教育中生根发芽，结“核心素养”之果。
参考文献：
[1] 蒋桂林.基于高中生核心素养培养的生物学科素养的思考[J].中学生物学，2015，31（10）.
[2] 潘志红.在人生观教中增加生命观教育势在必行[J].黄河科技大学报，2009（03）.
[3] 廖福香.中国90后大学生的生命观研究[D].西南交通大学，2013.
[4] 冯雪，彭凯平.技能和风格：理性思维的两种测量途径[J].心理科学进展，2015（9）.
生物学科的关键能力范文第3篇
关键词 思维可视化 学习力 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
文件编号： 1003 - 7586（2016）11 - 0005 - 03
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必备品格和关键能力。“围绕核心素养，发展学生学习力”将被设定为“后课改时代”的核心目标，在知识以加速度更新的时代，要拥有可持续发展能力，“学力”当然要比“学历”更重要！帮助学生在学习过程中获取这种比“学会多少知识”更为重要的能力的方法很多，思维可视化就是其中的一种方法。
思维可视化概念是由华东师范大学现代教育技术研究所思维可视化教学实验中心刘濯源主任首先提出，“思维可视化”是指运用一系列图示技术把本来不可视的思维（包括思考方法和思考路径）呈现出来，使其清晰可见的过程。“被可视化的思维”更有利于理解和记忆，因此可以有效提高信息加工及信息传递的效能。学习力是把知识资源转化为知识资本的能力，是指接受新知识、新信息并用所接受的知识和信息分析问题、认识问题、解决问题的智力，主要包括感知力、记忆力、思维力、想象力等。笔者将以人教版《必修1・分子与细胞》第四章“光合作用”一节为例，探讨如何基于思维的可视化提升学生的学习力。
1 建构模块思维导图，培养学生的学科观念
生物学知识的前后内容具有连续性、逻辑性，整个知识结构相对系统和完善，但学生对于生物学的认知结构是在经过自我内化后才形成的，其知识结构可能没有一定的逻辑性和条理性。为了让学生理解每个模块所呈现的学习材料的逻辑结构和内在联系，在每个模块学习前，教师可让学生根据教材目录绘制思维导图。在此基础上，教师着重强调章与章之间的内在联系，从整体上理解每个模块内容，以帮助学生理解知识之间的相关联系。以人教版《必修1・分子与细胞》为例，该模块是以“细胞是基本的生命系统”为主线构建知识体系的，学生根据教材目录可绘制如图1思维导图。
在开始第四章“细胞的能量供应和利用”学习之前，把上述思维导图再次呈现，这样可以让学生不断强化该模块的知识结构，定期提醒学生及时将所学的内容纳入该模块中，以此构建更大的知识组织构架，形成一个总体的知识结构。
2 建构章节结构图，提升学生的学习效能
在进行章节学习之前，教师让学生根据本章节目录，分析本章教材各节的内在逻辑联系，简要画出本章节知识的结构图，如图2所示。
本章是贯穿全书的主线，前几章探讨了细胞这个生命系统的物质基础、结构基础、同外界的物质交换，本章探讨细胞这个生命系统能量的供应和利用。后续章（第六章）探讨细胞这个生命系统的发展变化规律。本章的逻辑起点是细胞生命系统的维持需要从外界输入能量；中心问题是外界能量如何输入细胞及如何被细胞所利用。当本章学习结束后，在学生自主、小组合作或教师引导下绘制本章较为复杂的知识结构图（图3）。
在章节学习中，虽然各节具体内容不同，但都围绕一个主题，知识结构化有利于知识的巩固和记忆。因为当一个信息被联系到了一个较大的网络上时，就会有更多的回忆路径，从而比较容易得到恢复；网络的结构愈好，所需记忆的信息就愈少，因为对个别部分的记忆可以来自对整个网络的记忆。
3 建构图群让新知识在原有知识上生长，培养学生的生命观念
“光合作用”一节在整个第四章“细胞的能量供应和利用”乃至整个高中教材中都处于重要地位。有关光合作用的知识是整个高中教学的难点和重点。学生在初中生物课中已学习过有关光合作用的知识，在生活实践中也对光合作用有所了解。在“分子与细胞”模块的前几章，学生已学习了与光合作用相关的细胞结构（叶绿体）和物质（ATP、酶）等。在教学过程中，教师要为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫。在学习光合作用一节开始时，教师可呈现如图4、图5从宏观到微观、变抽象为具像的一组图片促进学生建立细胞结构与功能相统一，生物体部分和整体相统一的生物学科核心素养的“生命观”。这样学生已有的正确知识就会被学生顺利提取，可以显著提高对原有知识的激活和应用。
就学习而言，学生不断地将新学习的知识联系到头脑中原有的知识图式之中，利用原有的图式对新知识进行组合，使其与原有图式发生联系，以便对新知识进行理解。把新知识与学生原有图式进行联系的过程，就是学生理解知识的过程。新知识一旦与学习者头脑中原有的知识联系起来，有意义学习就发生了，学生理解了新的知识，包含新知识的图式更新了原有的图式。从学习的一般过程看，学习是新的学习内容与学生原有认知结构相互作用，形成新的认知结构的过程。已有的知识结构基础影响着后续的学习。
4 构建概念模型突破学习重难点，培养学生的理性思维
在生物学教学中，微观、复杂的内容会给学生和教师带来一定的困难。在生物学研究中，由于种种原因，不能直接对研究对象进行实验时，可以用模型代替研究对象来进行实验。高中生物的概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。如对真核细胞结构共同特征的文字描述、光合作用过程中物质和能量的变化的解释、达尔文的自然选择学说的解释模型等。
