从学科本质看生物学核心素养

1、从学科本质看生物学核心素养2017.08新中国教育出版事业从这里开始导入正在修订的高中生物课程标准十分重视学科核心素养，强调充分彰显学科育人价值，而这都应该建立在深入研究学科本质的基础上。什么是学科核心素养，学科本质究竟是什么，如何定位中学生物课程的育人价值？难以找到标准答案。以下是本人的学习体会，仅供参考。一、从学生发展核心素养体系到学科核心素养1.学生发展核心素养的缘起 提出学生发展核心素养体系的第一份文件 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 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（2014年4月）课程改革取得显著成效：德育为先、能力为重、全面发展的教育理念

2、得到普遍认同。符合素质教育和时代要求的课程教材体系不断完善。人才培养模式改革不断深化，自主、合作、探究的学习方式与启发、讨论、参与的教学方式不断推广，育人的针对性、实效性进一步增强。 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（2014年4月）现在的差距：重智轻德，单纯追求分数和升学率，学生的社会责任感、创新精神和实践能力较为薄弱；高校、中小学课程目标有机衔接不够，部分学科内容交叉重复，课程教材的系统性、适宜性不强；与课程改革相适应的考试招生、评价制度不配套，制约着教学改革的全面推进；教师育人意识和能力有待加强，课程资源开发利用不足，支撑保障课程改革的机制不健全。 教育部关于全面深化

3、课程改革落实立德树人根本任务的意见（2014年4月）指导思想全面贯彻党的教育方针，遵循教育规律和学生成长规律。大力弘扬中华优秀传统文化，把培育和践行社会主义核心价值观融入国民教育全过程，倡导富强、民主、文明、和谐，倡导自由、平等、公正、法治，倡导爱国、敬业、诚信、友善。要立足中国国情，具有世界眼光，面向全体学生，促进人人成才。 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（2014年4月）具体举措 一个“抓手” 课程改革 五项任务（五个统筹） 统筹各学段 统筹各学科 统筹教育教学的各环节 统筹各方面优势力量 统筹校内外阵地 十项着力推进的关键领域和主要环节“着力推进关键领域和主要环节改

4、革”的第一项 （一）研究和制订学生发展核心素养体系和学业质量标准。教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应该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。必备品格 关键能力教育部关于修订高中课程方案和课程标准的要求“依据学生发展核心素养体系，进一步明确各学段、各学科具体的育人目标和任务，完善高校和中小学课程教学有关标准。要增强思想性，有机融入社会主义核心价值观的基本内容和要求，全面传承中华优秀传统文化，增强科学性增强时代性增强适宜性增强可操作性增强整体性”完善中华优秀传统文化教育指导纲要（20

5、14年3月）指导思想：以弘扬爱国主义为核心的团结统一、爱好和平、勤劳勇敢、自强不息的民族精神为主线，培养富有民族自信心和爱国主义精神的社会主义事业建设者和接班人。基本原则：坚持中华优秀传统文化教育与培育和践行社会主义核心价值观相结合；坚持中华优秀传统文化教育与时代精神教育和革命传统教育相结合；坚持弘扬中华优秀传统文化与学习借鉴国外优秀文化成果相结合；坚持课堂教育与实践教育形结合；坚持学校教育、家庭教育、社会教育相结合；坚持针对性与系统性相结合。主要内容：开展以天下兴亡、匹夫有责为重点的家国情怀教育；开展以仁爱共济、立己达人为重点的社会关爱教育；开展以正心笃志、崇德弘毅为重点的人格修养教育。国家

6、、社会、个人 富强、民主、文明、和谐 自由、平等、公平、法制 爱国、敬业、诚信、友善社会主义核心价值观三个层面要求，融入学生发展核心素养（必备品格）学生发展的核心素养社会主义核心价值观：灵魂/主题/精髓/基础 24个字中华优秀传统文化 必备品格 个人修养/社会 关爱/家国情怀 关键能力自主发展/合作参与/创新实践 在此基础上进入各学科： 学科的核心素养 学科学业质量标准 教材、教学、评价、考试高中课程改革的顶层设计2.学生发展核心素养的内涵学生发展核心素养：学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。核心素养与其他素养的关系专业素养核心素养共同

7、素养A共同素养B专业素养共同素养人文底蕴科学精神责任担当实践创新学会学习健康生活全面发展的人文化基础自主发展社会参与学生发展核心素养六大素养学生发展核心素养举例科学精神： 主要是学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现。具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要点。科学精神的三大要点理性思维 重点是：崇尚真知，能理解和掌握基本的科学原理和方法；尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度；逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为等。科学精神的三大要点批判质疑 重点是：具有问题意识；能独立思考，独立判断；思维缜密，能多角度、辩证地分析问题，

8、做出选择和决定。勇于探究 重点是：具有好奇心和想象力；能不畏困难，有坚持不懈的探索精神；能大胆尝试，积极寻求有效的问题解决方法等。3.从学生发展核心素养到学科核心素养学生发展核心素养：从学生发展出发，不考虑学科。所提指标是跨学科的。学生发展核心素养如何落实？主要途径还是学科课程的学习。因此每个学科都要研究本学科能为学生发展核心素养体系做什么，这就是学科核心素养的由来。学科核心素养：从学科本质出发，对照学生发展核心素养框架体系的要求，明确本学科对学生发展核心素养的贡献。 教育部文件的启示“依据学生发展核心素养体系，进一步明确各学段、各学科具体的育人目标和任务，完善高校和中小学课程教学有关标准。要

9、增强思想性，有机融入社会主义核心价值观的基本内容和要求，全面传承中华优秀传统文化，增强科学性增强时代性增强适宜性增强可操作性增强整体性” 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学科核心素养的定义生物学核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的必备品格和关键能力。 普通高中生物学课程标准（征求意见稿）物理学科核心素养物理学科核心素养物理观念科学思维科学探究科学态度与责任化学学科核心素养化学学科核心素养宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想证据推理与模型认知科学精神与社会责任实验探究与创新意识生物学科核心素养生物学科核心素养生命观念科学

10、探究理性思维社会责任学生发展核心素养与学科核心素养的关系学科核心素养是特定学科课程对学生发展核心素养的独到贡献各学科核心素养并非学生发展核心素养的简单分解，而是彼此有交叉渗透学科核心素养是学科育人功能的侧重点，但课标中明确的学科核心素养内容并非学科育人价值的全部教材和教学要以体现学科核心素养的要求为重点，同时要兼顾学生发展核心素养的其他要求二、中学生物学的学科本质（一）生物学的自然科学属性（二）生物学的学科特点（一）生物学的自然科学属性（2011课标）生物科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是农林、医药科学、环境科学及其他有关应用科学的基础。生物科学的研究经历

11、了从现象到本质、从定性到定量的发展过程，并与工程技术相结合，对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。自然科学属性（一）生物学的自然科学属性（2011课标）生物课程标准（2011版）： 生物科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。生物科学的发展需要许多人的共同努力和不断探索。这些是生物学课程性质的重要决定因素。科学的本质：知识体系、探究过程、思维方式 与生物学核心素养中的“理性思维”和“科学探究”关系密切。科学的基本特点科学的基本特点是以怀疑作审视的出发点，以实证为判别尺度，以逻辑作论辩的武器。 高中生物教

12、材遗传与进化P128 引自美国国家科学教育标准）训练“证据与逻辑”运用的活动举例（八年级下册P60）教材举例：八年级下册P54科学本质之外课标的表述只强调了中学生物学课程的自然科学属性，未强调生物学不同于物理、化学等其他自然科学的特点。中学生物学的学科本质=科学本质+学科特点（二）生物学的学科特点研究对象的特殊性思想观念的人文性概念和规律的概率性思维方式的灵活性研究方法的综合性学科地位的领先性实践应用的广泛性1.研究对象的特殊性从什么是生物说起讨论：生物的定义判断一个物体是不是生物依据什么？ 拥有生物的全部基本特征才算生物？问题的关键是什么是生命，换言之，生命的本质是什么？关于生命本质观的探讨

13、生命本质观与生物学核心素养中“生命观念”密切相关物理科学思维模式下的生命本质观生物科学思维模式下的生命本质观系统科学思维模式下的生命本质观生命的本质物理科学思维模式下的生命本质观 机械论的生命观动物是机器，人体也是机器 还原论的生命观生命现象可以还原为物理运动和化学反应 按照这种观点，生物学就会跟物理和化学本质上没有区别，其教育价值的不可替代性就会大打折扣。 生命的本质生物科学思维模式下的生命本质观 生命体的本质特征：化学成分的统一性、结构层次性和有序性、新陈代谢、应激性、稳态、生长发育、生殖、遗传和进化、适应。 迈尔论生命的本质：生命体由独特的大分子构成；所有层次的生命系统由高度可变的独特个

14、体的群体组成；所有的有机体拥有历史上进化来的遗传程序；有机体是自然选择的产物；生命过程特别难以预料。物质基础的特殊性群体观进化观复杂性生命的本质系统科学思维模式下的生命本质观 贝塔朗菲：生命有机体是一个自组织、自我复制的开放的系统。“生命机体是一个复杂的有机整体，整体属性不等于部分属性的机械总和，部分不能离开整体而存在，那种用部分求解整体的机械论思想方法不能科学解释生命机体本质”。 思考生命的本质系统论的生命本质观冰原、寒风、企鹅。从个体到种群，从种群到群落。无不揭示一个原理整体不是部分叠加，“整体大于部分之和！”不同层次的生命系统研究的问题是不同的。各部分组成整体时会突现新的特质，整体大于部

15、分之和。高中教材的例子理解生命世界的三个视角基因的视角系统的视角历史的视角详见赵占良试论提升学生的生物学理解力/gzsw/jshzhx/grzhj/jcpzh_1/zhzhl/jxyj/201011/t20101128_976444.htm1. 研究对象的特殊性1.1、研究的对象是活的，有生命的 这就注定了研究过程会有关于生命的体验和感悟，对学生来说无形中就是一种生命教育；也决定了研究的方法是灵活的，思维方式是灵活的，不能用机械的模式化的研究方法和思维方式去研究生物（学习也是一样）生物学研究对象的特殊性1.2 研究的对象是复杂系统 即使是显见的生命现象也是复杂的相互作用的产物，不能用线性的因果

16、决定论的思维去研究（学习也是一样）生物学研究对象的特殊性1.3 研究的对象是历史的产物 因此研究时需要历史的视角和历史考察的方法，不能仅限于就事论事； 1.4 研究的对象包括人 人既是研究的主体，又是研究的客体，这在其他学科是罕有的，这就决定了这门学科跟学生的心理是最贴近的，也决定了其育人价值的不可替代性。2. 思想观念的人文性思想观念的人文性主要表现在它实现了世界观、人生观和价值观的全覆盖。生物学思想观念与核心素养中的“必备品格”关系密切生物学的学科思想生物学最核心思想是进化思想和生态学思想。 进化思想的主要内容：生物是怎么来的？生物是不断进化的，现存的所有生物之间都有亲缘关系，它们有着共同

17、的祖先；生物是怎样进化的（进化的过程是从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生；进化的机制主要解释为现代生物进化理论；进化的结果表现为分子的进化、物种的进化、生态系统的进化）。进化得怎样？进化的方向是多元的，进化的结果是不完美的。 基因就是这样被选择的基因的进化适应的多样性进化的结果是占领更多的生态位，不一定适应能力更强。生物学的学科思想生态学思想的主要内容 生物与环境的整体性 生物与环境关系的复杂性 互为因果的循环性 自我调节的相对稳定性 生物与环境的发展性和协同性生物学思想的体现进化思想不仅体现在进化论的内容中，还体现在分子、细胞、个体、生态系统等各层次生命系统的研究中。生态学思想也如是。

18、如将人体的细胞作为主体，细胞外液特别是组织液就是它的环境。细胞与内环境之间相互作用，构成一个统一的整体人体。人体通过自我调节维持稳态。进化思想与生态学思想纵横交错，浑然一体。进化思想在“细胞”中的体现 进化思想在“遗传”中的体现生物学思想的育人价值生物学最核心思想是进化思想和生态学思想。 进化思想和生态学思想是辩证唯物主义自然观的基础，进而是科学世界观的基础 进化思想让人们正确看待自己在自然界的地位，生态学思想引导人们学会与大自然和谐相处，互利共生。二者都有助于摈弃人类中心主义及极端功利型的价值观 进化思想和生态学思想都有助于人们形成积极向上、珍爱生命同时又顺应自然的人生观 生物学蕴含的其他思

19、想适度与平衡适度与平衡大角鹿（爱尔兰鹿）的例子膳食平衡内稳态生态平衡碳氧平衡生物学蕴含的其他思想群体思想（与中国传统文化“敬业乐群”暗合） 任何生命系统都是由许多独特个体组成的群体所构成的。每个个体都有自己的贡献，同时也离不开其他个体。 思想迁移：1做好自己就是对群体最大的贡献 2感恩其他个体，感恩群体稳态就相当于和谐社会、和谐处室。生物学蕴含的其他思想系统论思想信息论思想控制论思想辩证唯物主义思想3.概念和规律的或然性生物学的概念大都不够精致，对定义不能作绝对的理解。（如有性生殖，消费者和分解者）生物是复杂系统，因此生物学的规律大都是统计意义上的规律，而不是线性的（机械的）因果决定论的规律。

20、这与生物学中因果关系的复杂性分不开。生物学中的因果关系一因多果的实例有哪些？ 某种药物（如枸橼酸西地那非）的服用效果： 最常见的副作用是：头痛、面部潮红、胃部不适、视力异常，如视觉色彩改变（如有蓝色色晕）和视力模糊、鼻塞或流鼻涕、背痛、肌肉痛、恶心、头晕、皮疹一果多因的实例有哪些？ 初中生物：影响种子萌发的外界条件 高中生物：影响身高的多个基因及后天因素影响，影响光合作用强度的环境因素多因多果的实例有哪些？ 初高中生物：生态因素，环境污染对生物的影响，生物多样性锐减的原因和后果 生物学中的因果关系线性因果关系 线状或树状（“一个基因一个酶”，反射，等等）非线性因果关系（环状或网状） 循环因果关

21、系：如生命系统各层次的反馈调节，生产者、消费者、分解者之间的关系 似乎分不清起点和终点的因果环路热带雨林的土壤反而是贫瘠的，就是因为此环路不畅通。 高中生物的例子甲状腺激素的浓度是TSH作用的“果”，反过来又成为作用于垂体和下丘脑的“因”，构成一个封闭的反馈环。生物学中的因果关系线性因果关系 线状或树状（“一个基因一个酶”，反射，等等）非线性因果关系（环状或网状） 循环因果关系：如生命系统各层次的反馈调节 网络因果关系：诸多反馈环路之间的相互影响，如神经、体液、免疫调节网络，从基因到性状的调节网络，生物与环境的共同进化、生态系统的稳定性等 讨论：下题存在什么问题？20、右图为一个生态系统中某些

22、生物的相对数量关系，这些生物构成了一条食物链。甲、乙、丙三者在食物链中正确的顺序是A甲乙丙 B乙丙甲 数量C丙乙甲 D甲丙乙 甲 乙 丙讨论：下题存在什么问题？20、右图为一个生态系统中某些生物的相对数量关系，这些生物构成了一条食物链。甲、乙、丙三者在食物链中正确的顺序是A甲乙丙 B乙丙甲 数量C丙乙甲 D甲丙乙 甲 乙 丙命题者的思维误区：只重视线性因果关系，忽略了网状因果关系生物学规律的特点生物学的概念大都不够精致。（如有性生殖，消费者和分解者）生物是复杂系统，因此生物学的规律大都是统计意义上的规律，而不是线性的（机械的）因果决定论的规律。“生物学只有一条定律没有例外，那就是所有定律都有例

23、外。”“从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生。”进化规律（粗放）。“除病毒以外，生物体都是由细胞构成的”（规律的前提是将例外排除）“十分之一定律”（只是大约为10%20%，单向流动也有例外）2000年高考题能量也有逆向流动时概念和规律或然性的原因从本体论来说，生物是活的，生命系统是复杂系统，生物界有无穷的多样性，这是决定生物学概念和规律的或然性的内在因素从认识论来说，生物学中的概念大多是观察基础上归纳概括的产物，而不是靠数理逻辑的演绎，因此，往往不够精致，不宜做绝对的理解4.思维方式的灵活性研究对象的复杂性和多样性，概念和规律的或然性，决定了生物学思维方式的灵活性。思维方式的灵活性表现在对

24、概念和规律不作绝对的理解，对事物能作多因素多角度的分析，对问题的求解不过分追求非此即彼的标准答案。思维方式的灵活性还表现在思维方式的多元化，既注重自然科学普遍运用的形式逻辑思维和分析式思维，又注重辩证逻辑思维、整体性思维和复杂性思维。辩证思维一分为二、对立统一、发展变化、普遍联系地思考问题，都是辩证思维。摈弃非此即彼、二元对立的思维方式，引导学生全面、辩证地看问题，是培养辩证思维的重要方面之一。辩证地认识生物多样性的价值理解生物科学、技术与社会的关系，这则“想一想，议一议”既用于概念教学的导引，又用于改进思维品质：培养辩证思维、整体性思维。生态学思维的重要价值它不同于传统科学的分析式思维。分析

25、式思维以过分的理性化和机械化为特征，注重事物和过程的单因果的硬性决定论，以及线性的和非循环因素的作用。生态思维是一种整体性思维，它注重事物和过程多因果的网络结构及概率统计方法的运用，重视非线性的和循环因素的分析；注重将人类生态系统作为各种组分相异相依、相克相生、共存共荣的有机整体，主张摈弃传统的极端功利型思维，倡导互利型的思维方式。 赵占良中学生物教育引入生态文化内涵的思考 整体性思维训练复杂性思维 (5)若将雌雄成鼠各若干只，放在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饲料和水，则笼内鼠数变化和饲养时间之间的关系应为下图中的曲线 。缺乏复杂性思维的表现提示学生摒弃线性决定论观点，启迪学生的复杂性思维。某地市试题9雌性家兔体细胞中高尔基体数量最多的是（ ） A神经细胞 B心肌细胞 C乳腺细胞 D红细胞（命题者明显受简单线性思维局限。生物学上很多问题的解决不能仅靠推理，要靠实证）思维方式的灵活性与核心素养学生发展核心素养体系 “逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为” “能独立思考，独立判断