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基于生物学核心素养的
教学改革
教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
主办单位:教育部基础教育司
承办单位:教育部基础教育课程教材发展中心
中国
· 北京
一则微信段子
朋友圈里,一位大哥真诚地劝大家不要
再吃转基因食品了!对孩子伤害很大!
他孩子和他做亲子鉴定基因不匹配,就
是因为孩子吃转基因食品把基因改变了。
他说这些知识都是他老婆告诉他的…
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· 北京
什么是科学素养
转基因食品会亡国灭种?
香港流感为什么死那么多人?
植物催熟剂会导致儿童性早熟?
胶原蛋白神话?
核酸保健品的功效?
剖腹产被偷肾? 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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贵州织金洞 世界地质公园
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什么是核心素养
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正确价值观念、必备品格
和关键能力。
中国学生发展核心素养是党的教育方针的具体化、细
化。为建立核心养与课程教学的内在联系,充分挖掘各
学科课程教学对全面贯彻党的教育方针、落实立德树
人根本任务、发展素质教育的独特育人价值,各学科基
于学科本质凝练了本学科的核心素养,明确了学生学习
该学科课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关
键能力,对知识与技能、过程与方法、情感态度价值观
三维目标进行了整合。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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(一)文化基础
1.人文底蕴(人文积淀、人文情怀、审美情趣)
2.科学精神(理性思维、批判质疑、勇于探究)
(二)自主发展
3.学会学习(乐学善学、勤于反思、信息意识)
4.健康生活(珍爱生命、健全人格、自我管理)
(三)社会参与
5.责任担当(社会责任、国家认同、国际理解)
6.实践创新(劳动意识、问题解决、技术运用)
中国学生发展核心素养
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“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,是经过实证后的想法或观点,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、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等;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,并以此指导探究生命活动规律,解决实际问题。
生物学科核心素养
生命观念
科学思维
科学探究
社会责任
“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。学生应在探究过程中,逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲,掌握科学探究的基本思路和方法,提高实践能力;在探究中,乐于并善于团队合作,勇于创新。
“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和概括、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。
“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,作出理性解释和判断,解决生产生活问题的担当和能力。学生应能够以造福人类态度和价值观,积极运用生物学的知识和方法,关注社会议题,参与讨论并作出理性解释,辨别迷信和伪科学;结合本地资源开展科学实践,结合本地资源开展科学实践,尝试解决现实生活问题;树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,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,崇尚健康文明生活方式,成为健康中国的促进者和实践者。
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新课程呼唤教学方式的变革
课标的新理念,尤其是对核心素养的要求,需要一线教师在认真学习、领会的基础上,通过日常的课堂教学加以落实。
生物学科核心素养,与物理、化学等其它自然学科虽有交叉,但仍有其自身的学科特点。教师既要把握共性,更要关注生物学科在发展学生核心素养方面的独特价值。
长期应试教育形成的惯性,使得生物课堂教学普遍存在着过于关注知识传授,忽视学生素养发展的现象。这一问题在新一轮课改中应努力予以克服。
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关于备课
备课:一是讲什么?二是怎么讲?
从学生素养发展的角度看。获得知识虽然重要
,但更重要的是获得知识的方式和途径。
学生在获取知识的过程中,他的好奇心和求知
欲是否被点燃?他的思维是否参与到主动构建
知识体系的过程中?他的动手实践能力是否得
到锻炼和提高?他是否领悟到学科的思想和方
法?他是否能将所学知识内化为素养并灵活地
加以应用? 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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关于备课
教材是工具而不是依据
对课标的理解可以有一定的弹性,不必太过拘
泥于某些细节,关键在把握大方向。
对教学内容深度和广度的把握,应以有利于学
生核心素养的达成为依据。
如果是为了帮助学生更好地理解相关内容,构
建知识体系,避免死记硬背,教师对教材内容
进行灵活处理,甚至适度拓展,这是完全可以
的。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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课标中的教学建议
①高度关注生物学学科核心素养的达成
②组织以探究为特点的主动学习是落实核心素养
的关键
③通过大概念的学习,帮助学生形成生命观念
④加强和完善生物学实验教学
⑤落实科学、技术和社会相互关系的教育
⑥注意学科间的联系
⑦注重生物科学史和科学本质的学习 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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核心素养达成
教师在制订每个单元、每节课(或活动)的教学计划时,都要全面考虑核心素养任务的针对性落实和有效完成。
要在扩展、深入学习生物学知识的同时,特别要注意对学生能力和品格方面的要求。
例:如何理解蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者
蛋白质分子的主要功能:①结构蛋白:是构成细胞和生物体的重要物质, 如肌球蛋白、肌动蛋白等; ②催化蛋白:起生物催化作用,如绝大多数酶; ③运输蛋白:如血红蛋白、细胞膜上的载体 ④调节蛋白:如胰岛素和生长激素等;⑤免疫蛋白:免疫过程中产生的抗体。一切生命活动都离不开蛋白质,所以蛋白质是生命活动的主要承担者。
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探究性学习
要为探究性学习创设情境;鼓励学生自己观察、思考、提问,并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施;注意探究性学习活动的课内、外结合;重视探究性学习报告的完成和交流;结合具体的教学内容,采用多种不同的教学策略和方法,达到教学目标
(合成血红蛋白)
(合成肌动蛋白)
有丝
分裂
含全套基因 (包括A、B)
含全套基因 (包括A、B)
细胞分化
A:肌动蛋白基因
B:血红蛋白基因
红细胞
肌细胞
基因A开启
基因B关闭
基因A关闭 基因B开启
如果倒过来讲会怎样?
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概念教学
理科教学必须凸显重要概念的传递
教师在设计和组织每个单元的教学活动时,应该围绕大概念和重要概念展开,依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式,促进学生对生物学概念的建
立、理解和应用 例:
细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖
细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在细
胞的特定区域
说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量
在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存
为糖分子中的化学能
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实验教学
实验教学是促成学生达成生物学核心素养的重要
支撑,对此课标要求:实验设计应该多样化,既
重视定性实验,也重视定量实验,培养学生实事
求是的态度,并注意实验安全教育。
例:
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· 北京
例:探究pH值对淀粉酶活性的影响
有一组学生在实验时,观察到淀粉溶液在碱性条件下遇碘不变蓝。实验出现的“意外”。
该组同学为了找出原因,积极展开了进一步的探究;首先,从实验结果溶液不变蓝,提出第一个新的设想:“试管中的淀粉被完全分解了吗?”他们改用斐林试剂检测,并没有观察到砖红色沉淀,得出结论:“淀粉没有被分解”。
是什么原因呢?该组同学提出第二个设想:“碘液在碱性条件下可以和淀粉反应?”他们先往该试管的溶液中加入1mL HCl溶液用以中和NaOH溶液,再滴加碘液,此时溶液变为深蓝色。于是实验出现“意外”的原因终于大白了,碘液会与NaOH反应,本实验应该选择斐林试剂进行检测比较合适。
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一则笑话
某“专家”为了探究蝗虫的听觉器官所处的位
置,做了个实验:把蝗虫放在桌上,大声骂叫
,蝗虫受惊吓飞蹦逃离,然后他把蝗虫腿砍掉
,再一次大声骂叫,蝗虫不再逃离,于是得出
以下结论:蝗虫的听觉器官在腿上。
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科学、技术、社会
应该重视渗透科学、技术、社会相互关系的教育,通过具体事例帮助学生认识生物学与社会发展的紧密联系,培养学生的社会责任感。
例:关爱艾滋病感染者(红丝带行动)
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学科间联系
加强学科间的横向联系,有利于学生理解科学的本质、科学的思想方法和跨学科的科学概念和过程。
例:体温调节
同位素示踪
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学科间联系
选择题:从生物学角度看,下列诗句所描述的生命现象中,表现为物种间竞争关系的是( )
A.“兰溪三日桃花雨,半夜鲤鱼来上滩”
B.“种豆南山下,草盛豆苗稀”
C.“野火烧不尽,春风吹又生”
D.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”
落红不是无情物,化作春泥更护花
有心栽花花不开,无心插柳柳成荫
螳螂捕蝉,黄雀在后
近水楼台先得月,向阳花木易为春 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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生物科学史学习
课标认为“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的思路和方法,学习科学家献身科学的精神”并有助于学生对科学本质的理解,因而教师应充分利用科学史来开展教学。
例: 1779年荷兰植物生理学家英格豪斯 的经典实验
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生物科学史学习
一位教师对教材中艾弗里实验表述的质疑
疑问一:艾弗里怎样提取s型细菌中的所有蛋白质?
疑问二:艾弗里怎样保证实验过程中蛋白质的活性?
疑问三:如果艾弗里用蛋白质进行了转化实验,证明
了蛋白质不是遗传物质,为什么还会有人提
出是艾弗里提取的DNA中所含的蛋白质起遗
传作用?
转化
+
+
+
+
+
DNA
蛋白质
多糖
脂类
DNA + DNA酶
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生物科学史学习
艾弗里纯化转化因子的实际方法是:
(1)先确定S型细菌的粗提取液具有转化活性。
(2)使用一定的方法去除粗提取液中的一些化学成分
,然后对处理后提取液的转化能力进行测定。如
果采用某种方法去除一些化学成分后,处理后的
提取液仍保持转化能力,则该处理就相当于纯化
了转化因子。
(3)不断采用各种酶学和化学方法,去除S型细菌粗
提取液中的各种杂质,从而得到纯化的转化因子
。
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几点个人建议
回归学科本质
理科必须说理
在情境中学
尝试开放式评价
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· 北京
回归学科本质
高中生物课标对生物学科的本质作了如下定义
:“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,也包括了
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。生物学的学科属性是生物学课
程性质的重要决定因素”。
简单说,生物学科的本质指的是生物学科所包
含的知识体系,及其本学科独有的思维方式和
探究方法。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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· 北京
学科的本质与学科核心素养
学科知识是学科的根本属性,也是学科本质的
核心。但不论哪个学科,其知识体系都不是零
散知识的简单堆砌,其间一定蕴涵着本学科独
有的内在逻辑关系。认识和把握这种逻辑关系
正是学习这门学科必备的思维方式。核心素养
中所谓“生命观念”的建立,本质上就是要帮
助学生发现生命世界的内在规律,学会认识生
命奥秘的思维方式和探究方法。
若只是在学科的表层知识和解题技能上做文章
,则无助于学科核心素养的形成。
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例:关于酶的教学
酶的发现
酶的化学本质
酶的作用机理
酶的特性
影响酶活性的因素
酶的应用
什么是关键? 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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什么是非本质的东西
右图为反射弧结构示意图,
相关叙述中错误的是
A.伸肌肌群内既有感受器也有效应器
B.神经元的活动可受大脑皮层控制
C.若在Ⅰ处施加一个有效刺激,a处膜电位的变化
为:内负外正→内正外负→内负外正
D.在Ⅱ处施加剌激引起屈肌收缩属于反射
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什么是非本质的东西
自由水一定存在于细胞内吗?
有丝分裂有间期吗?
胞吞和胞吐是否属于跨膜运输?
减数分裂是否属于细胞增殖?
秃鹫是消费者还是分解者?
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理科必须说理
现实中不讲理的教学比比皆是。即便是教科书
,也有大量的直奔结论不讲道理的知识。当然
,有些科学结论或许原理过于复杂,很难向中
学生说清;有些科学结论或许科学家们至今都
尚未弄清它的原理,这种情况下,教学中回避
原理可以理解。
但显然还有很多时候不是这样的,本可以说清
楚的理由我们却没有说。
不说理的知识对学生来说只能死记硬背。
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透彻理解才谈得上素养
有人说,当所学的知识遗忘以后,剩下
的就是素养。但是只有结论没有原理的
知识一旦遗忘,便什么都不会剩下。从
这个角度说,我们是不是可以认为“不
讲理”的教学无助于学生素养的发展?
要让学生知其然还知其所以然
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· 北京
透彻理解才谈得上素养
“讲理”就是要让学生弄清知识的来龙去脉,
搞清生命事件间的因果关系,从而厘清知识的
内在联系,构建起更加坚实的知识体系。
“讲理”的过程既能有效培养学生的理性思维
能力,也使所学知识变得更加丰富多彩、生动
有趣。“讲理”的教学使知识的学习过程更富
有挑战,学生对知识的掌握也更有成就感。它
甚至可以让人感受到理科知识特有的美。学习
不再是枯燥乏味的强制记忆,知识变得富有魅
力,让人回味。
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例:基因突变的特点
普遍性
随机性
低频性
多害少利性
不定向性
可逆性
平行性
…… 来龙?去脉? 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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· 北京
例:细胞外液的渗透压
渗透压的概念:
简单地说,是指溶液中溶质微粒对水的吸引力
渗透压的大小:
取决于溶液中溶质微粒的数目。溶质微粒越多,即溶液浓度越高,对水的吸引力越大,溶液渗透压越高;反过来,溶质微粒越少,即溶液浓度越低,对水的吸引力越小,溶液渗透压越低。
影响细胞外液渗透压大小的因素:
主要与无机盐,蛋白质等的含量有关。
渗透压平衡的重要性:
例:血浆蛋白含量偏低导致组织水肿
静脉输液补水时必须使用生理盐水
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例:细胞外液的渗透压
血浆成分很多(除蛋白质和无机盐外,还有葡萄糖
、氨基酸等),维持血浆渗透压的主要成分为什么
偏偏只提蛋白质和无机盐?
既然血浆的渗透压主要由蛋白质和无机盐决定,那
么影响组织水肿的因素中为什么我们只谈蛋白质而
不说无机盐?而输液时,为什么我们只关心生理盐
水的浓度却不考虑蛋白质因素?
生理盐水浓度是0.9%,而注射用的葡萄糖溶液的浓
度却是5%,为什么?
到底在维持血浆渗透压平衡的过程中,蛋白质和无
机盐分别起什么作用?谁更重要呢?
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水绵 好氧细菌
例:恩吉尔曼的实验
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例:有丝分裂与减数分裂图形判别
以上各图分别属于有丝分裂还是减数分裂?处于哪个时期? 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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例:有丝分裂与减数分裂图形判别
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在情境中学
教学情境是指教师在教学过程中的,根据教材
的内容和学生的心理特点,创设的带有具体问
题和情感氛围学习环境,从而使学生形成良好
的求知心理,在情境中感受学习的乐趣,领悟
并活用所学知识,激发和培养创新思维,以及
综合解决问题的能力。
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教学情境与核心素养
核心素养是个体在解决复杂的、不确定性的现
实问题过程中表现出来的综合性品质或能力。
是以学科知识技能为基础,整合了情感、态度
或价值观在内的,能够满足特定现实需求的综
合性品质与能力。
借助具体的教学情境开展教学活动是培养学生
核心素养的最好形式。
随着强调学科核心素养发展的课程功能和目标
的调整,教师的“创设教学情境能力”已成为
教师必备的专业技能。
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· 北京
教学情境的素材来源
教学情境的素材来源可以是生产、生活的常见
现象;旧知识的拓展引出的新问题;课堂演示
实验;生命科学史;多媒体动画、图片、视频
;日常观念和科学概念的矛盾;诗词、成语、
神话小故事、童话小故事;科学新进展、新闻
人物、社会热点等等。教师要善于收集、发现
、积累、甚至创造各类适合用于教学的素材,
以丰富课堂教学。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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· 北京
例:神话变成了现实
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例:三亲婴儿
什么是“三亲婴儿”
“三亲婴儿”继承了谁的基因?
“三亲婴儿”有悖伦理吗?
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例:课堂生成
物种乙 物种甲
AA BB
AABB
AABB
细胞融合
杂种细胞
组织培养
新物种
物种乙 物种甲
AA BB
AABB
授精作用
秋水仙素处理
新物种
A B
AB 异源二倍体(不育)
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例:不同生物的细胞色素c与人的比较
生物名称 氨基酸差别 生物名称 氨基酸差别
黑猩猩
猕猴
袋鼠
豹
马
鸡
响尾蛇
0
1
10
1l
12
13
14
金枪鱼
鲨鱼
天蚕蛾
小麦
链孢霉
酵母菌
21
23
31
35
43
44
从上表中可以看出,黑猩猩与人的亲源关系最近,酵母菌与人的亲源关系最远。
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创设教学情境的常见误区
喧宾夺主——忽视教学内容
一厢情愿——忽视学生实际
杜撰虚构——忽视真实状态
牵强附会——忽视科学严谨
投其所好——忽视负面影响
照本宣科——忽视教材弱点
就事论事——忽视知识整合 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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例
一辆汽车从甲地开往乙地,每小时行驶165千米,已经行驶了12小时,离乙地还有380千米。问:甲地到乙地共有多少千米?”
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尝试开放式评价
开放式评价包括评价内容的开放性、评价方式
的开放性、评价标准的开放性、评价时空的开
放性。
开放式评价显然能更客观、更全面地反映学生
的综合素养。反过来这样的评价也能促进学生
素养的发展。
改变传统评价的习惯并不容易。教师尤其要改
变凡事非此即彼、每个问题只有唯一正确答案
的思维定势。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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· 北京
例:食物网分析
下面是某生态系统食物网简图,请仔细
观察分析,若青蛙数量减少,猫头鹰的
数量将会发生怎样的变化?
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· 北京
在标准化测试中,我们总希望一个问题只有唯
一正确的答案,以确保评价的公平公正。因此
在题目的设置上,我们总是剔除各种干扰因素
,使题目变得单纯、理想、没有争议。但在现
实生活中,我们遇到的问题往往并不单纯。复
杂的、非结构性的问题,其答案通常也是开放
性的,需要被测者运用各方面的知识和能力进
行综合分析和判断。因此开放性的试题更能够
反映被测者的综合素养,也更符合学以致用的
要求。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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· 北京
夏天中午是否可以给植物浇水?
孟德尔定律为什么被埋没了几十年?
英国皇室血友病遗传系谱中为什么没有女性患者?
XbY
XBXb
XbXb 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
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· 北京
高中新课程方案
学生毕业的学分要
求为144学分。其
中,必修课程88
学分,选择性必修
课程不少于42学
分(其中,参加高
考的学生应修满语
文、数学、外语学
科的上限学分),
选修课程不少于
14学分(其中,
校本课程不少于8
学分)
教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
主办单位:教育部基础教育司
承办单位:教育部基础教育课程教材发展中心
中国
· 北京
令人担忧的问题
应试教育的回潮
教师自身的素质
学习
思考
积累 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训
主办单位:教育部基础教育司
承办单位:教育部基础教育课程教材发展中心
中国
· 北京