1、從學科本質看生物學核心素養2017.08新中國教育出版事業從這里開始導入正在修訂的高中生物課程標準十分重視學科核心素養，強調充分彰顯學科育人價值，而這都應該建立在深入研究學科本質的基礎上。什么是學科核心素養，學科本質究竟是什么，如何定位中學生物課程的育人價值？難以找到標準答案。以下是本人的學習體會，僅供參考。一、從學生發展核心素養體系到學科核心素養1.學生發展核心素養的緣起 提出學生發展核心素養體系的第一份文件 教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見 教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見（2014年4月）課程改革取得顯著成效：德育為先、能力為重、全面發展的教育理念

2、得到普遍認同。符合素質教育和時代要求的課程教材體系不斷完善。人才培養模式改革不斷深化，自主、合作、探究的學習方式與啟發、討論、參與的教學方式不斷推廣，育人的針對性、實效性進一步增強。 教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見（2014年4月）現在的差距：重智輕德，單純追求分數和升學率，學生的社會責任感、創新精神和實踐能力較為薄弱；高校、中小學課程目標有機銜接不夠，部分學科內容交叉重復，課程教材的系統性、適宜性不強；與課程改革相適應的考試招生、評價制度不配套，制約著教學改革的全面推進；教師育人意識和能力有待加強，課程資源開發利用不足，支撐保障課程改革的機制不健全。 教育部關于全面深化

3、課程改革落實立德樹人根本任務的意見（2014年4月）指導思想全面貫徹黨的教育方針，遵循教育規律和學生成長規律。大力弘揚中華優秀傳統文化，把培育和踐行社會主義核心價值觀融入國民教育全過程，倡導富強、民主、文明、和諧，倡導自由、平等、公正、法治，倡導愛國、敬業、誠信、友善。要立足中國國情，具有世界眼光，面向全體學生，促進人人成才。 教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見（2014年4月）具體舉措 一個“抓手” 課程改革 五項任務（五個統籌） 統籌各學段 統籌各學科 統籌教育教學的各環節 統籌各方面優勢力量 統籌校內外陣地 十項著力推進的關鍵領域和主要環節“著力推進關鍵領域和主要環節改

4、革”的第一項 （一）研究和制訂學生發展核心素養體系和學業質量標準。教育部將組織研究提出各學段學生發展核心素養體系，明確學生應該具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調個人修養、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發展、合作參與、創新實踐。必備品格 關鍵能力教育部關于修訂高中課程方案和課程標準的要求“依據學生發展核心素養體系，進一步明確各學段、各學科具體的育人目標和任務，完善高校和中小學課程教學有關標準。要增強思想性，有機融入社會主義核心價值觀的基本內容和要求，全面傳承中華優秀傳統文化，增強科學性增強時代性增強適宜性增強可操作性增強整體性”完善中華優秀傳統文化教育指導綱要（20

5、14年3月）指導思想：以弘揚愛國主義為核心的團結統一、愛好和平、勤勞勇敢、自強不息的民族精神為主線，培養富有民族自信心和愛國主義精神的社會主義事業建設者和接班人。基本原則：堅持中華優秀傳統文化教育與培育和踐行社會主義核心價值觀相結合；堅持中華優秀傳統文化教育與時代精神教育和革命傳統教育相結合；堅持弘揚中華優秀傳統文化與學習借鑒國外優秀文化成果相結合；堅持課堂教育與實踐教育形結合；堅持學校教育、家庭教育、社會教育相結合；堅持針對性與系統性相結合。主要內容：開展以天下興亡、匹夫有責為重點的家國情懷教育；開展以仁愛共濟、立己達人為重點的社會關愛教育；開展以正心篤志、崇德弘毅為重點的人格修養教育。國家

6、、社會、個人 富強、民主、文明、和諧 自由、平等、公平、法制 愛國、敬業、誠信、友善社會主義核心價值觀三個層面要求，融入學生發展核心素養（必備品格）學生發展的核心素養社會主義核心價值觀：靈魂/主題/精髓/基礎 24個字中華優秀傳統文化 必備品格 個人修養/社會 關愛/家國情懷 關鍵能力自主發展/合作參與/創新實踐 在此基礎上進入各學科： 學科的核心素養 學科學業質量標準 教材、教學、評價、考試高中課程改革的頂層設計2.學生發展核心素養的內涵學生發展核心素養：學生在接受相應學段的教育過程中，逐步形成的適應個人終生發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。核心素養與其他素養的關系專業素養核心素養共同

7、素養A共同素養B專業素養共同素養人文底蘊科學精神責任擔當實踐創新學會學習健康生活全面發展的人文化基礎自主發展社會參與學生發展核心素養六大素養學生發展核心素養舉例科學精神： 主要是學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現。具體包括理性思維、批判質疑、勇于探究等基本要點。科學精神的三大要點理性思維 重點是：崇尚真知，能理解和掌握基本的科學原理和方法；尊重事實和證據，有實證意識和嚴謹的求知態度；邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等。科學精神的三大要點批判質疑 重點是：具有問題意識；能獨立思考，獨立判斷；思維縝密，能多角度、辯證地分析問題，

8、做出選擇和決定。勇于探究 重點是：具有好奇心和想象力；能不畏困難，有堅持不懈的探索精神；能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法等。3.從學生發展核心素養到學科核心素養學生發展核心素養：從學生發展出發，不考慮學科。所提指標是跨學科的。學生發展核心素養如何落實？主要途徑還是學科課程的學習。因此每個學科都要研究本學科能為學生發展核心素養體系做什么，這就是學科核心素養的由來。學科核心素養：從學科本質出發，對照學生發展核心素養框架體系的要求，明確本學科對學生發展核心素養的貢獻。 教育部文件的啟示“依據學生發展核心素養體系，進一步明確各學段、各學科具體的育人目標和任務，完善高校和中小學課程教學有關標準。要

9、增強思想性，有機融入社會主義核心價值觀的基本內容和要求，全面傳承中華優秀傳統文化，增強科學性增強時代性增強適宜性增強可操作性增強整體性” 教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見學科核心素養的定義生物學核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力。 普通高中生物學課程標準（征求意見稿）物理學科核心素養物理學科核心素養物理觀念科學思維科學探究科學態度與責任化學學科核心素養化學學科核心素養宏觀辨識與微觀探析變化觀念與平衡思想證據推理與模型認知科學精神與社會責任實驗探究與創新意識生物學科核心素養生物學科核心素養生命觀念科學

10、探究理性思維社會責任學生發展核心素養與學科核心素養的關系學科核心素養是特定學科課程對學生發展核心素養的獨到貢獻各學科核心素養并非學生發展核心素養的簡單分解，而是彼此有交叉滲透學科核心素養是學科育人功能的側重點，但課標中明確的學科核心素養內容并非學科育人價值的全部教材和教學要以體現學科核心素養的要求為重點，同時要兼顧學生發展核心素養的其他要求二、中學生物學的學科本質（一）生物學的自然科學屬性（二）生物學的學科特點（一）生物學的自然科學屬性（2011課標）生物科學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生命活動規律的科學。它是農林、醫藥科學、環境科學及其他有關應用科學的基礎。生物科學的研究經歷

11、了從現象到本質、從定性到定量的發展過程，并與工程技術相結合，對社會、經濟和人類生活產生越來越大的影響。自然科學屬性（一）生物學的自然科學屬性（2011課標）生物課程標準（2011版）： 生物科學有著與其他自然科學相同的性質。它不僅是一個結論豐富的知識體系，也包括了人類認識自然現象和規律的一些特有的思維方式和探究過程。生物科學的發展需要許多人的共同努力和不斷探索。這些是生物學課程性質的重要決定因素。科學的本質：知識體系、探究過程、思維方式 與生物學核心素養中的“理性思維”和“科學探究”關系密切。科學的基本特點科學的基本特點是以懷疑作審視的出發點，以實證為判別尺度，以邏輯作論辯的武器。 高中生物教

12、材遺傳與進化P128 引自美國國家科學教育標準）訓練“證據與邏輯”運用的活動舉例（八年級下冊P60）教材舉例：八年級下冊P54科學本質之外課標的表述只強調了中學生物學課程的自然科學屬性，未強調生物學不同于物理、化學等其他自然科學的特點。中學生物學的學科本質=科學本質+學科特點（二）生物學的學科特點研究對象的特殊性思想觀念的人文性概念和規律的概率性思維方式的靈活性研究方法的綜合性學科地位的領先性實踐應用的廣泛性1.研究對象的特殊性從什么是生物說起討論：生物的定義判斷一個物體是不是生物依據什么？ 擁有生物的全部基本特征才算生物？問題的關鍵是什么是生命，換言之，生命的本質是什么？關于生命本質觀的探討

13、生命本質觀與生物學核心素養中“生命觀念”密切相關物理科學思維模式下的生命本質觀生物科學思維模式下的生命本質觀系統科學思維模式下的生命本質觀生命的本質物理科學思維模式下的生命本質觀 機械論的生命觀動物是機器，人體也是機器 還原論的生命觀生命現象可以還原為物理運動和化學反應 按照這種觀點，生物學就會跟物理和化學本質上沒有區別，其教育價值的不可替代性就會大打折扣。 生命的本質生物科學思維模式下的生命本質觀 生命體的本質特征：化學成分的統一性、結構層次性和有序性、新陳代謝、應激性、穩態、生長發育、生殖、遺傳和進化、適應。 邁爾論生命的本質：生命體由獨特的大分子構成；所有層次的生命系統由高度可變的獨特個

14、體的群體組成；所有的有機體擁有歷史上進化來的遺傳程序；有機體是自然選擇的產物；生命過程特別難以預料。物質基礎的特殊性群體觀進化觀復雜性生命的本質系統科學思維模式下的生命本質觀 貝塔朗菲：生命有機體是一個自組織、自我復制的開放的系統。“生命機體是一個復雜的有機整體，整體屬性不等于部分屬性的機械總和，部分不能離開整體而存在，那種用部分求解整體的機械論思想方法不能科學解釋生命機體本質”。 思考生命的本質系統論的生命本質觀冰原、寒風、企鵝。從個體到種群，從種群到群落。無不揭示一個原理整體不是部分疊加，“整體大于部分之和！”不同層次的生命系統研究的問題是不同的。各部分組成整體時會突現新的特質，整體大于部

15、分之和。高中教材的例子理解生命世界的三個視角基因的視角系統的視角歷史的視角詳見趙占良試論提升學生的生物學理解力/gzsw/jshzhx/grzhj/jcpzh_1/zhzhl/jxyj/201011/t20101128_976444.htm1. 研究對象的特殊性1.1、研究的對象是活的，有生命的 這就注定了研究過程會有關于生命的體驗和感悟，對學生來說無形中就是一種生命教育；也決定了研究的方法是靈活的，思維方式是靈活的，不能用機械的模式化的研究方法和思維方式去研究生物（學習也是一樣）生物學研究對象的特殊性1.2 研究的對象是復雜系統 即使是顯見的生命現象也是復雜的相互作用的產物，不能用線性的因果

16、決定論的思維去研究（學習也是一樣）生物學研究對象的特殊性1.3 研究的對象是歷史的產物 因此研究時需要歷史的視角和歷史考察的方法，不能僅限于就事論事； 1.4 研究的對象包括人 人既是研究的主體，又是研究的客體，這在其他學科是罕有的，這就決定了這門學科跟學生的心理是最貼近的，也決定了其育人價值的不可替代性。2. 思想觀念的人文性思想觀念的人文性主要表現在它實現了世界觀、人生觀和價值觀的全覆蓋。生物學思想觀念與核心素養中的“必備品格”關系密切生物學的學科思想生物學最核心思想是進化思想和生態學思想。 進化思想的主要內容：生物是怎么來的？生物是不斷進化的，現存的所有生物之間都有親緣關系，它們有著共同

17、的祖先；生物是怎樣進化的（進化的過程是從簡單到復雜，從低等到高等，從水生到陸生；進化的機制主要解釋為現代生物進化理論；進化的結果表現為分子的進化、物種的進化、生態系統的進化）。進化得怎樣？進化的方向是多元的，進化的結果是不完美的。 基因就是這樣被選擇的基因的進化適應的多樣性進化的結果是占領更多的生態位，不一定適應能力更強。生物學的學科思想生態學思想的主要內容 生物與環境的整體性 生物與環境關系的復雜性 互為因果的循環性 自我調節的相對穩定性 生物與環境的發展性和協同性生物學思想的體現進化思想不僅體現在進化論的內容中，還體現在分子、細胞、個體、生態系統等各層次生命系統的研究中。生態學思想也如是。

18、如將人體的細胞作為主體，細胞外液特別是組織液就是它的環境。細胞與內環境之間相互作用，構成一個統一的整體人體。人體通過自我調節維持穩態。進化思想與生態學思想縱橫交錯，渾然一體。進化思想在“細胞”中的體現 進化思想在“遺傳”中的體現生物學思想的育人價值生物學最核心思想是進化思想和生態學思想。 進化思想和生態學思想是辯證唯物主義自然觀的基礎，進而是科學世界觀的基礎 進化思想讓人們正確看待自己在自然界的地位，生態學思想引導人們學會與大自然和諧相處，互利共生。二者都有助于擯棄人類中心主義及極端功利型的價值觀 進化思想和生態學思想都有助于人們形成積極向上、珍愛生命同時又順應自然的人生觀 生物學蘊含的其他思

19、想適度與平衡適度與平衡大角鹿（愛爾蘭鹿）的例子膳食平衡內穩態生態平衡碳氧平衡生物學蘊含的其他思想群體思想（與中國傳統文化“敬業樂群”暗合） 任何生命系統都是由許多獨特個體組成的群體所構成的。每個個體都有自己的貢獻，同時也離不開其他個體。 思想遷移：1做好自己就是對群體最大的貢獻 2感恩其他個體，感恩群體穩態就相當于和諧社會、和諧處室。生物學蘊含的其他思想系統論思想信息論思想控制論思想辯證唯物主義思想3.概念和規律的或然性生物學的概念大都不夠精致，對定義不能作絕對的理解。（如有性生殖，消費者和分解者）生物是復雜系統，因此生物學的規律大都是統計意義上的規律，而不是線性的（機械的）因果決定論的規律。

20、這與生物學中因果關系的復雜性分不開。生物學中的因果關系一因多果的實例有哪些？ 某種藥物（如枸櫞酸西地那非）的服用效果： 最常見的副作用是：頭痛、面部潮紅、胃部不適、視力異常，如視覺色彩改變（如有藍色色暈）和視力模糊、鼻塞或流鼻涕、背痛、肌肉痛、惡心、頭暈、皮疹一果多因的實例有哪些？ 初中生物：影響種子萌發的外界條件 高中生物：影響身高的多個基因及后天因素影響，影響光合作用強度的環境因素多因多果的實例有哪些？ 初高中生物：生態因素，環境污染對生物的影響，生物多樣性銳減的原因和后果 生物學中的因果關系線性因果關系 線狀或樹狀（“一個基因一個酶”，反射，等等）非線性因果關系（環狀或網狀） 循環因果關

21、系：如生命系統各層次的反饋調節，生產者、消費者、分解者之間的關系 似乎分不清起點和終點的因果環路熱帶雨林的土壤反而是貧瘠的，就是因為此環路不暢通。 高中生物的例子甲狀腺激素的濃度是TSH作用的“果”，反過來又成為作用于垂體和下丘腦的“因”，構成一個封閉的反饋環。生物學中的因果關系線性因果關系 線狀或樹狀（“一個基因一個酶”，反射，等等）非線性因果關系（環狀或網狀） 循環因果關系：如生命系統各層次的反饋調節 網絡因果關系：諸多反饋環路之間的相互影響，如神經、體液、免疫調節網絡，從基因到性狀的調節網絡，生物與環境的共同進化、生態系統的穩定性等 討論：下題存在什么問題？20、右圖為一個生態系統中某些

22、生物的相對數量關系，這些生物構成了一條食物鏈。甲、乙、丙三者在食物鏈中正確的順序是A甲乙丙 B乙丙甲 數量C丙乙甲 D甲丙乙 甲 乙 丙討論：下題存在什么問題？20、右圖為一個生態系統中某些生物的相對數量關系，這些生物構成了一條食物鏈。甲、乙、丙三者在食物鏈中正確的順序是A甲乙丙 B乙丙甲 數量C丙乙甲 D甲丙乙 甲 乙 丙命題者的思維誤區：只重視線性因果關系，忽略了網狀因果關系生物學規律的特點生物學的概念大都不夠精致。（如有性生殖，消費者和分解者）生物是復雜系統，因此生物學的規律大都是統計意義上的規律，而不是線性的（機械的）因果決定論的規律。“生物學只有一條定律沒有例外，那就是所有定律都有例

23、外。”“從簡單到復雜，從低等到高等，從水生到陸生。”進化規律（粗放）。“除病毒以外，生物體都是由細胞構成的”（規律的前提是將例外排除）“十分之一定律”（只是大約為10%20%，單向流動也有例外）2000年高考題能量也有逆向流動時概念和規律或然性的原因從本體論來說，生物是活的，生命系統是復雜系統，生物界有無窮的多樣性，這是決定生物學概念和規律的或然性的內在因素從認識論來說，生物學中的概念大多是觀察基礎上歸納概括的產物，而不是靠數理邏輯的演繹，因此，往往不夠精致，不宜做絕對的理解4.思維方式的靈活性研究對象的復雜性和多樣性，概念和規律的或然性，決定了生物學思維方式的靈活性。思維方式的靈活性表現在對

24、概念和規律不作絕對的理解，對事物能作多因素多角度的分析，對問題的求解不過分追求非此即彼的標準答案。思維方式的靈活性還表現在思維方式的多元化，既注重自然科學普遍運用的形式邏輯思維和分析式思維，又注重辯證邏輯思維、整體性思維和復雜性思維。辯證思維一分為二、對立統一、發展變化、普遍聯系地思考問題，都是辯證思維。擯棄非此即彼、二元對立的思維方式，引導學生全面、辯證地看問題，是培養辯證思維的重要方面之一。辯證地認識生物多樣性的價值理解生物科學、技術與社會的關系，這則“想一想，議一議”既用于概念教學的導引，又用于改進思維品質：培養辯證思維、整體性思維。生態學思維的重要價值它不同于傳統科學的分析式思維。分析

25、式思維以過分的理性化和機械化為特征，注重事物和過程的單因果的硬性決定論，以及線性的和非循環因素的作用。生態思維是一種整體性思維，它注重事物和過程多因果的網絡結構及概率統計方法的運用，重視非線性的和循環因素的分析；注重將人類生態系統作為各種組分相異相依、相克相生、共存共榮的有機整體，主張擯棄傳統的極端功利型思維，倡導互利型的思維方式。 趙占良中學生物教育引入生態文化內涵的思考 整體性思維訓練復雜性思維 (5)若將雌雄成鼠各若干只，放在大小一定的籠內飼養，讓它們交配繁殖，且供給足夠的飼料和水，則籠內鼠數變化和飼養時間之間的關系應為下圖中的曲線 。缺乏復雜性思維的表現提示學生摒棄線性決定論觀點，啟迪學生的復雜性思維。某地市試題9雌性家兔體細胞中高爾基體數量最多的是（ ） A神經細胞 B心肌細胞 C乳腺細胞 D紅細胞（命題者明顯受簡單線性思維局限。生物學上很多問題的解決不能僅靠推理，要靠實證）思維方式的靈活性與核心素養學生發展核心素養體系 “邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為” “能獨立思考，獨立判斷