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新高中生物学教材中基于核心素养的真实情境创设 包春莹 (人民教育出版社课程教材研究所) 摘  要 教材中的真实情境对于学生的学习具有重要作用,教材应提供一系列促进学生学习的真实情境。教材在编写时,真实情境素材可以从学生的真实生活、科研论文、社会热点事件及经典科学史等方面来选取。本文阐述了人教社2019年版高中生物学教材编写中,情境素材选取的有关思考。 关键词 情境创设  生物学教材  真实情境  核心素养   1 关于情境 什么是情境?不同的学者或者著作给的定义是不一样的。《辞海(第六版典藏本)》(2009年)对“情境”的定义是“一个人在进行某种行动时所处的社会环境。是人们社会行为产生的具体条件。”情境可分三类:真实的情境、想象的情境和暗含的情境。 具体到教育学领域,多数学者探讨的情境不包括想象的情境和暗含的情境。例如,张琼等认为,情境特指真实行为赖以发生的社会网络和活动系统。并非任何时空、场景或抽象的东西组合在一起就能构成情境。情境具有真实性、实践性、社会性。从这些描述可以看出,这里的情境指的是真实的情境。具体到科学或生物学教学,有的研究者将情境分为探究情境、活动情境、历史情境等,还有的将情境分为具体的科学历史发展情境、社会性科学议题的论证情境和基于社会需求的科学研究情境。例如,涂宽等将生物学教学中的情境素材分为五类:自然情境、实验情境、问题情境、形象情境和故事情境。   2 基于真实情境设计的重要性及可行性 不同的教育研究者从不同角度探讨了情境在学习中的重要性。情境认知理论为情境教学提供了心理学基础,它强调知识和学习的情境性、社会性等。该理论认为,参与基于社会情境的一般文化实践是个体知识结构形成的源泉。因此,为了促进学生在真实的情境中学习,就要创设合适的学习情境。建构主义提倡情境性学习,认为教学应该使学习在与现实情境相类似的情境中发生,为情境研究提供了教育学理论支撑。脑科学的研究告诉我们,只有情绪才能为我们提供足够多的热情来达到目标,“情绪信息总是比其他信息优先得到加工,且留下难以磨灭的情绪记忆。”人脑的这些功能,是情境学习实现高效能的生理基础。 在提倡发展学生素养的今天,很多学者探讨了情境在提升学生素养中的重要作用。例如,张华认为,素养的形成和发展与情境存在密不可分的关系。而素养一经形成,又能超越具体情境的限制,广泛应用于不同情境之中,且适应情境的不断变化回。因此,不论教材作者持有怎样的学习理念,不论他们追求怎样的目标,不论他们希望让学生获取的概念是什么,教材都要提出一整套、能够促进学习的情境。 近些年来,中学有关生物学教育教学改革的成果为教学情境的设置提供了可行性论证和借鉴。2004年秋季,根据《普通高中生物课程标准(实验)》编写的人教版高中教材开始试用,此后逐渐扩大到全国大部分地区。这套书借鉴有意义学习和建构主义学习理论,创设较好的问题情境或悬念,必修模块的每节都从“问题探讨”入手。教材在十几年的使用中,“问题探讨”作为独特的情境设计得到了广大一线教师的认可。后来,在进行义务教育教材修订的时候,编者就吸纳了这种做法,用了相对更活泼一些的“想一想,议一议”栏目。 那么,什么可以作为情境呢?一幅幽默的图画、一件意料之外的事物、一番对兴趣盎然的学生的补充解释、一场游戏等,都可以唤醒学生的某种额外兴趣。所以,图片、故事、实验、文字资料等都可以作为情境。   3 基于真实情境的素材来源 笔者在编写2019年版人教社高中生物学教材时,主要从以下4个方面来寻找基于真实情境的素材。 3.1  学生真实的生活体验  学生在生活中接触很多与生物学有关的事情,或者一些情境就发生在自己、同学或亲朋好友身边。如果选用学生所熟知的生活情境,就会更有生机及亲和力,并能使学生得到富有真情实感的、有活力的知识,也能让他们认识到学习生物学对他们的生活是有用的。 将现实生活情境作为学习生物学的背景,能够把学生的兴趣调动起来,也使学生学习相应知识变得容易。例如,发烧、上课憋尿或者下课没尿意也要跑厕所、坐过山车的情境等经历都可以作为学习的真实情境。在进行常规体检时,通常要做血液生化检查,为什么血液的生化指标等反映机体的健康状况?为什么每种成分的参考值(即正常值)都有一个变化范围?短跑比赛规则中关于“抢跑”规定的科学依据是什么?学生也许有腹泻的经历,在细菌培养一节,设计了一个学生出现腹泻症状后怀疑吃的冰激凌中大肠杆菌含量超标的情境来引发学生进行后续的学习活动。在“神经调节”一章中,设计了“5mm之内即将进行一个提前通知过、但已经被忘记的重要考试”这样一个多数学生都经历过类似情况的情境引发学生对神经调节的一些思考。 引导学生运用所学生物学知识分析生活中的现象,促进他们对核心概念的深入理解。例如,糖尿病人的饮食受到严格限制,米饭和馒头等非甜味食品也需定量摄取,这是为什么呢?当运用生物学知识来回答类似的真实问题时,可以加深学生对核心概念的理解。在这个例子里,米饭和馒头虽然不(太)甜,但它们都是富含淀粉(多糖)的,淀粉水解后会变成葡萄糖,而这就涉及“糖类”这个重要概念。 引导学生在真实的生活情境下学习,为他们的现实生活提供指导。中学生的可塑性很强,容易受一些不良生活习惯的干扰,科学知识可以指导他们的生活。无机盐很重要,但为什么世界卫生组织推荐每人每天食盐的摄入量以5g为宜,不能过多呢?糖类是主要能源物质,但为什么《中国居民膳食指南(2016)》提出“控糖”建议呢?通过对这些真实问题的讨论,可以纠正学生一些不良的生活方式,指导他们健康地生活。 3.2科研论文  科研论文中的事件是真实发生或者能发生的,基于论文中情境的设问也能够在现实中找到;而且其内容一般不是重复、模仿、抄袭前人的工作,都以新思想或新进展为核心,以实验数据为例证。所以,科研论文能够保证情境的真实性和科学性,又能体现学科发展的前沿性。 笔者通过查阅Science、Nature、Cell、PLoSONE等杂志寻找相关素材。例如,2017年年底,我国科学家培育出了体细胞克隆猴。2018年1月,这一研究成果发表在Cell杂志上,经媒体报道后震惊了世界。参考该项成果的研究论文,我们在必修1、选择性必修1和选择性必修3中的正文、课外阅读栏目及习题等多处运用这一素材。2015年,NatureCommunications报道,研究人员利用干细胞培养出具有单个腔室结构的迷你跳动心脏(相对于成人心脏尺寸的千分之一),我们在讨论自体干细胞的应用价值时把这一素材作为情境提供给学生进行资料分析(选择性必修1)&2017年,科学家研制了一个充满电解质溶液的大塑料袋,并用它来抚育早产的羊羔,笔者将这个进展设计为一道练习题(选择性必修1)&2017年,研究人员公布了人脑淋巴管成像图,以此为基础,我们写了篇“免疫系统的新发现”的课外读(选择性必修1)&在讲到转基因时,将发表在NatureBiotechnology上研制“黄金大米”的原始论文找来研究,据此编制了一道习题;在讲到1PS细胞时,将山中伸弥发表在Cell上的论文找来改编为试题;还将关于基因编辑技术的最新进展改编成试题(选择性必修。 3.3  社会热点事件  在学生的生活中,会碰到很多与生物学知识相关的社会热点问题。热点问题往往也是情境素材的一个很好来源。媒体对热点问题的报道会使学生产生各种认识,而这些认识可能是模糊不清的,需要予以明确。例如,2016年初,美国发布的最新版膳食指南删除了对胆固醇摄入量的限制,这引发了多方的争议,在“糖类和脂肪”一节,可以使用相关情境。由媒体报道的疫苗在运输过程中未采取冷冻措施、被注射给了民众,这引起了民众的极大恐慌,可以让学生结合疫苗作用的生物学基础等知识评析相关报道。2018年11月初,关于“酸碱体质理论”成了社会热点问题,这也与学生的生活紧密相关,所以,笔者就据此在内环境及其稳态的章节中设计了一道习题。 据报道,美国某法庭判决“酸碱体质理论”的提出者赔偿一名癌症患者1.05亿美元。该理论的主要意思是:①人的体质有酸性与碱性之分,酸性体质是“万病之源”;②人若要想健康,应多摄入碱性食物。有些癌症患者受此理论影响,不去医院进行正规治疗,而寄希望于注射碱性物质以达到治愈目的。 问题1 请运用本章关于内环境稳态的有关知识,并通过查阅相关资料获得更多的证据,尝试对“酸碱体质理论”进行评判。 问题2 现在有些生产厂家在售卖饮用水时,宣称碱性水为“健康水”。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水,你会怎样做? 但是要注意的是,社会热点事件往往具有时效性,所以在选用时要考虑与学生生活最贴近的、相对稳定性较高的素材。 3.4 经典科学史  科学发现的历史蕴含着丰富的教育价值,如能够反映科学的本质、科学家之间的合作及所持观点的碰撞和争论、科学态度、科学精神、科学世界观等众多方面,也是学生学习非常好的情境素材的重要来源。 例如,促胰液素的发现过程、人类对胰岛素和雄性激素的研究过程等作为思考与讨论的素材,将激素对性别分化影响的研究作为思维训练的素材,将生物电的发现过程写成科学史话,将巴斯德与狂犬病疫苗的故事作为习题的鲜活素材。 以上提到的这些情境,都相对较小,在解决相关具体内容时有重要作用。如果能够使用大的情境来贯穿整节或整章,将会使整体内容融入到真实的情境中,这样学生学到的知识和技能的迁移性将可能增加。我们也做了这样的尝试。例如,“特异性免疫”一节是以患流感及其痊愈的过程来展开。引入部分的“问题探讨”设计了如下的问题情境:突然降温,某同学不停地打喷嚏,初步判断是感冒。身边的好朋友都劝她赶快去医院,但她坚持不去,说“反正我去不去医院、吃不吃药都得一周左右才能好&”然后设计一些问题引发学生思考;正文以机体消灭流感病毒的过程来讲述体液免疫与细胞免疫的配合;还安排了一个“科学•技术•社会”栏目一流行性感冒及其预防。习题的设计既紧扣本节内容,又与学生的生活贴近:某媒体报道,“据专家推测,今年冬天北京不会有大规模流感暴发,因为没有发现流感病毒发生大的变异。”在报道的这个推理中,缺少了一些环节,请你根据本节所学内容,将推理过程补充完整。 同样地,在“基因工程的基本操作程序”一节,也尝试了这样的思路,以抗虫棉情境来贯穿全节。“从社会中来”提出了棉花种植过程中大量使用农药引起污染如何解决的问题,从而引出抗虫棉;正文以培育转基因抗虫棉的过程为线索,层层深入地来讲述4个步骤;"到社会中去"则引出在实际种植转基因抗虫棉的过程中会不会出现其他问题、科学家如何解决等引发学生深入思考和探究。 其实,除了真实的情境,某些想象的情境等对于培养学生的高阶思维也是非常重要的。例如,在“验证假说,预测结果”的思维训练中给出的“实验结果验证了上述哪一个假说?如果另外一个假说成立,请预测相应的结果'若将图1所示的细胞置于图2所示细胞的生活环境中,会发生什么变化?”及关于自主神经系统的错误假说等,对于学生深入理解相应内容都具有很好的启示作用。来源:《生物学教学》2020年第7期      
 0   0  55天前
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高中生物学人教版新教材必修部分几个概念的变化 张国权(山东省聊城市莘县实验高级中学)   摘  要 简要介绍了高中生物学教材修订后出现的几个概念变化,并对概念变化引发的一些困扰作出释疑或商榷。 关键词 人教版新教材 概念  高中生物学  生物科学近几十年发展迅猛,相关概念随着生物科学的发展也在发生变化。人民教育出版社2019版高中生物学新教材(下文称新教材)的编写紧跟时代步伐,对一些概念作出了修正,体现出概念的普遍性、客观性、系统性和时代性。可也会带来一些不适和困惑。本文对这些变化进行汇总或释疑,为教师在教学中利用新教材提供参考。   1 蓝细菌替代蓝藻 随着人类对生物的深入研究和获得新发现,生物的分界历经二界、三界、四界、五界、六界等变化,最后又提出“三域”学说。目前,“三域学说”已获国际学术界基本肯定,把生命世界分为细菌域、古生菌域、真核生物域。细菌域包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古生菌以外的其他原核生物。古生菌域包括一些嗜热和超嗜热古生菌、极端嗜盐菌、极端嗜酸菌、产甲烷古生菌等。真核生物域包括原生生物界、真菌界、植物界、动物界。 新教材必修1第1章第2节“细胞的多样性和统一性”中用“蓝细菌”代替了“蓝藻”一词。其中有这样的表述“原核生物主要是分布广泛的各种细菌。有一类细菌叫作蓝细菌(旧称蓝藻)”,该表述让部分教师产生疑问“原来的蓝藻难道是细菌?”这种疑问的产生是由于把新教材中的“细菌”理解成了细菌域中狭义的细菌。其实,新教材中在本节所说的“细菌”是指细菌域,而非细菌域中狭义的细菌。蓝细菌是革兰氏阴性、无鞭毛、含叶绿素a、能进行放氧性光合作用的原核生物,属于细菌域“蓝藻”一词容易使学生将其误解为真核生物的藻类。以“蓝细菌”代替,很容易知其为原核生物。   2 特殊的化学键替换高能磷酸键 一般将水解时能释放出25kJ/mol或30kJ/mol以上自由能的化学键称为高能键,用符号表示,含有高能键的化合物称为高能化合物。细胞内高能化合物不下十数种,其中绝大多数为磷酸化合物(表1)。而最常见的磷酸化合物就是细胞的能量“货币”ATP。 新教材必修1第5章第2节“细胞的能量‘货币’ATP”中有这样一句话:ATP的结构可以简写成A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。而在旧教材中写为“~”代表高能磷酸键。一方面这样避免学生误认为“~”的键能很高。另一方面除高能磷酸键外还有其他类型,所以新教材中将“~”表述为“一种特殊的化学键”。   3 协助扩散定义的新修订 新教材必修1第4章第1节“被动运输”中对协助扩散的定义修正为:物质顺浓度梯度,借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。并简要介绍了载体蛋白和通道蛋白的作用特点,指出水分子更多的是借助水通道蛋白以协助扩散进出细胞。从而扩展了旧版教材对协助扩散的定义,使协助扩散的定义更加科学和客观,同时解除了学生对通道蛋白归属的疑问,有利于学生理解和形成科学的知识。   4 着丝粒取代着丝点 新教材用着丝粒取代着丝点,是与时俱进,力求体现生物科学的新进展。以前,染色体上纺锤丝附着区域常使用着丝粒或着丝点,着丝粒多出现在遗传学文献中,着丝点多出现在细胞学文献中。现在,着丝点这一术语逐渐被动粒取而代之;着丝粒这一术语则被沿用下来。着丝粒和动粒都是染色体结构的重要部分,两者紧密联系,位置关系固定,结构成分相互穿插,功能密切相关。着丝粒是染色体主缢痕的染色质部位,能够把两个姐妹染色单体连在一起并在后期分离。动粒是纺锤丝附着位点,与染色体移动有关,在前期和中期每一个染色体有两个动粒位于着丝粒两侧。   5 有丝分裂和减数分裂 细胞周期是一个由物质准备到细胞分裂高度受控、周而复始的连续过程,可以简单地分为分裂间期和细胞分裂期。分裂间期是细胞增殖的物质准备和积累阶段,又人为地分为G1期、S期和G2期。细胞分裂期是细胞增殖的实施过程,包括核分裂和胞质分裂两个相互联系又相对独立的过程,在该期也有一些物质准备,主要用于调控细胞分裂进程。真核细胞的细胞分裂主要包括有丝分裂和减数分裂两种方式,有丝分裂和减数分裂都是指的核分裂。细胞有丝分裂又人为地分为前期、中期、后期和末期。胞质分裂一般开始于细胞有丝分裂后期,完成于细胞有丝分裂末期。减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式,细胞连续两次有序的分裂,分别称为减数第一次分裂和减数第二次分裂。在两次分裂之间有或长或短或无的分裂间期,将其称为减数分裂间期,该期不再进行DNA复制。为区别于一般的细胞分裂间期,在减数分裂之前的分裂间期常称为减数分裂前间期。 为此,新教材必修1第6章第1节“细胞的增殖”和必修2第2章第1节“减数分裂和受精作用”中从语言表达和图示两方面均作出了修正。更加明确了有丝分裂和减数分裂是细胞周期中的细胞分裂期,不含分裂间期。不足之处,未能写出有丝分裂和减数分裂是指细胞分裂中的核分裂以及核分裂和胞质分裂是两个过程。在绘制染色体和DNA数量变化曲线时,两者数量减半是在后期末还是末期末的争议未能消除。   6 细胞全能性和基因概念的扩展 新教材必修1第6章第2节“细胞的分化”中,对细胞全能性的定义作出这样的表述“细胞全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性”。新教材较实验教科书的细胞全能性概念补充了“分化成其他各种细胞的潜能和特性”。这样的修订与目前学术界的普遍认识相一致,可谓是与时俱进;并且有利于学生辨析全能性细胞和细胞全能性两个概念,也有利于理解全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞的概念。对于细胞全能性的概念需要注意的是:一是理论上具有全套基因组的细胞都具有细胞全能性;二是概念中的“潜能”隐含了全能性需要满足一定条件才能表现出来。细胞全能性是细胞工程和胚胎工程等现代生物技术的理论依据,相关研究仍在继续,细胞全能性这一术语也会随之发展。 此外,新教材必修2第3章第4节“基因通常是有遗传效应的DNA片段”中,在标题中对基因的本质表述增加了“通常”二字,在文中增加了RNA病毒的表述,指出“对RNA病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。”这种处理与“DNA是主要的遗传物质”和“中心法则”两部分内容相契合,更有利于学生理解和建立完善的基因概念。  来源:《生物学教学》2020年第6期       
 0   0  56天前
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人教社2019版生物学教材在一些概念叙述上的变化 王德枝(福建省石狮石光中学)   2019年秋季,部分省市开始使用人民教育出版社出版的《普通高中教科书生物学》(以下简称新教材)。新教材是以原教材(以下简称旧教材)为基础修订而来。新教材在旧教材的基础上,在一些概念的描述上进行了更改。以下以必修1《分子与细胞》及必修2《遗传与进化》为例,阐述概念的不同之处。 1 脂肪 必修1旧教材没有关于脂肪概念的描述。必修1新教材26页:脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,即三酰甘油(又称甘油三酯)。 评析:旧教材提到脂肪,但没有脂肪的概念,学生对脂肪不甚了解,经常在学习中遇到问题,提出疑问。新教材给出了脂肪的概念,教材的旁边又增添了图示,这种做法,有利于学生理解脂肪的构成,降低学习的难度。 2 蛋白质变性 必修1旧教材没有明确提出蛋白质变性的概念。必修1新教材32页:蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下某特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。 评析:新教材给出的概念中,更明确了蛋白质变性后蛋白质空间结构的破坏,生物活性的丧失,更好区分蛋白质变性和蛋白质盐析。 3 被动运输 必修1旧教材70页:物质进出细胞,既有顺浓度梯度的扩散,统称为被动运输。必修1新教材65页:物质以扩散方式进出细胞,不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种物质跨膜运输方式称为被动运输。 评析:旧教材在被动运输概念中侧重顺浓度的重要性,新教材在被动运输概念中则侧重不消耗能量的表述。 4 自由扩散 必修1旧教材70页:物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。必修1新教材66页:物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫作自由扩散,也叫简单扩散。 评析:与旧教材相比,新教材给出的概念中,增加自由扩散的别称,即简单扩散。更改后的概念与大学教材相统一。 5 协助扩散 必修1旧教材70页:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。必修1新教材66页:这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散,也叫易化扩散。转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。 评析:旧教材协助扩散的概念经常与大学生物教材的易化扩散概念差别较大,不便于对协助扩散的理解。而新教材中把协助扩散和易化扩散统一起来,而且明确了协助扩散可以是载体蛋白的协助,也可以是通道蛋白的协助。这样的更改,有利于消除争议,统一观点。 6 主动运输 必修1旧教材71页:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。必修1新教材69页:物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。 评析:新教材把旧教材的“从低浓度一侧运输到高浓度一侧”更改为“逆浓度梯度进行跨膜运输”,更改后更简洁。 7 无氧呼吸 旧教材没有无氧呼吸的概念,新教材94页:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程,就是无氧呼吸。 评析:新教材增加无氧呼吸概念,与教材中的有氧呼吸概念相互呼应,便于对比分析有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 8 细胞全能性 必修1旧教材119页:细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。必修1新教材121页:细胞的全能性是指细胞经过分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 评析:新教材细胞全能性概念的外延扩大了,增加了细胞分化成其他细胞的潜能和特性。消除了一些教辅书对细胞全能性范围的不同界定。 9 减数分裂 必修2旧教材16页:减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。必修2新教材22页:减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂前,染色体只复制一次,而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 评析:旧教材所表述的减数分裂包括了分裂间期(染色体复制)和分裂期(两次细胞分裂),新教材所表述的减数分裂只包括了两次连续的细胞分裂,不包括分裂间期(染色体复制时在减数分裂前)。从概念的更改中,不难看出减数分裂发生的时间范围变得狭窄了。 10 基因 必修2旧教材57页:基因是有遗传效应的DNA片段。必修2新教材59页:基因通常是有遗传效应的DNA片段。 评析:新教材只是在基因概念中增添了“通常”,这样的改动让概念更加准确、完整。 11 转录 必修2旧教材63页:RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。必修2新教材65页:RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。 评析:新教材在转录概念中增加了“通过RNA聚合酶”,这一改动使得概念更加客观实际,便于体现RNA聚合酶发挥的作用。鉴于细胞质基因在细胞质中完成转录,因此建议本概念中应该在“RNA”和“是”中增加“通常”限定词。 12 表观遗传 必修2旧教材没有表观遗传的概念。必修2新教材74页:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传。 评析:新教材增加了表观遗传内容,自然就增加了表观遗传的概念,更改后遗传内容更加详实。 13 基因突变 必修2旧教材81页:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因突变。必修2新教材81页:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变。 评析:新教材将旧教材基因突变概念中的“引起的基因结构的改变”更改为“引起的基因碱基序列的改变”。这样的改动使基因突变概念更加确切。 14 染色体变异 必修2旧教材没有染色体变异的概念。必修2新教材87页:生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化,称为染色体变异。 评析:新教材增加染色体变异概念,可以增加对染色体变异类型的理解。 15 基因检测 必修2旧教材没有基因检测的概念。必修2新教材94页:基因检测是指通过检测人体细胞中DNA序列,以了解人体的基因状况。 评析:新教材增加基因检测概念,有利于增强学生对人类遗传病产前诊断的理解。   来源:《生物学教学》2020年第7期          
 0   0  56天前
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2020年高考生物全国卷试题评析 来源:中国考试 2020年高考生物命题基于高考评价体系,坚持立德树人,注重高考育人功能的发挥;试题以稳为主、稳中有进,充分体现学科特质,体现时代精神,凸显价值导向;情境设计贴近考生实际,注重体育、美育、劳动精神的考查和引导;聚焦学科关键能力考查,引导中学生物教学,推进素质教育发展。   1 坚持立德树人,凸显价值引领   一是融入新冠疫情,体现社会责任。结合学科特点,高考生物试题有机融入新冠疫情素材,从新冠病毒的遗传物质、免疫应答、疫情防控措施中的生物学原理,以及疫情所致的生活方式改变和影响等方面进行考查,体现时代主题,增强学生的社会责任感和使命担当意识。如全国II卷第1题,要求学生对能引发肺炎的病原微生物新冠病毒和肺炎双球菌在遗传物质、遗传信息传递、作为抗原引起机体免疫应答等方面进行比较分析,引导学生以生物学视角加深对新冠病毒致病方式和防治措施的理解。     二是结合生态保护,倡导绿色发展。高考生物试题精选生态修复、环境保护素材,体现生态学原理和生态工程技术对生态系统进行修复的显著优势,引导学生关注生态问题,倡导绿色发展理念,提升生态意识。如全国II卷第38题以植树造林、“无废弃物农业”、污水净化等运用生态工程原理进行生态修复的实际案例,传达生态修复时物种多样性的关键地位,强调修复生态系统的科学性,凸显生物方法处理污染的优势,突出生态文明建设的迫切性和必要性。     三是发挥育人功能,突出价值导向。高考生物试题在评价学生学科文化素质水平的同时,注重传递生物学科的价值追求,引导学生建立积极正确的价值观,促进高考育人功能的发挥。如全国III卷第5题,选取“每天适量饮酒可以预防新冠肺炎”的不当疫情防控措施,要求学生能审慎看待问题,引导学生形成帮助他人科学解读问题的意识,激发乐于助人、不信谣不传谣的责任担当意识。   2  精心创设情境,助力全面发展   一是结合农业生产,弘扬劳动精神。我国劳动人民在长期的农业生产中积累了丰硕的劳动实践经验,是劳动人民智慧的历史积淀和文化结晶。全国I卷第30题选取中耕、施肥、间作等农作物栽培措施为素材,从植物生理调节的角度,考查对这些栽培措施的生物学原理的分析和解释,引导学生深入思考其内在机制,以更好地领略中华农耕文化的博大精深。种子保藏是保障农作物产量的先决条件,全国I卷第2题创设种子贮藏问题情境,考查植物细胞呼吸作用方式,渗透了控制细胞呼吸作用减少有机物消耗可作为种子保藏方式的信息。     二是展现生命之美,提升美育素养。生物学是研究生命活动及其规律的自然科学,研究对象涵盖从宏观到微观的多级尺度,缤纷多彩的生命现象赋予生物学特殊的审美体验。全国III卷第3题展示了携带氨基酸的三叶草型tRNA,mRNA所含密码子与tRNA所含反密码子的精准配对模式,以及稀有碱基次黄嘌呤的特殊配对方式,呈现了微观世界的生命之美。碱基互补配对的方式既保证了生命遗传信息传递的准确性,又丰富了配对方式的多样性,保持了蛋白质翻译在准确性和灵活性之间的平衡。通过图形呈现试题信息,对tRNA的结构和功能进行考查,深化了结构与功能相适应的生物学观念,有助于提升美育素养。     三是思索体育运动,倡导强健体魄。健康的身体是生活、学习、工作的基础,高考生物试题通过对体育运动生物学现象和原理的考查,倡导健康生活理念。全国II卷第31题,以人剧烈奔跑运动时机体生理变化为素材,考查肌肉酸痛感的生理变化,运动过程中胰高血糖素维持血糖平衡的调节方式,以及运动大量出汗后补充电解质以维持内环境稳定的方式,引导学生注重体育锻炼的科学性。   3  立足学科本质,聚焦关键能力   一是凸显学科特质,考查实验探究能力。实验探究能力所涵盖的实验设计能力、动手操作能力是高考评价体系提出的“实践操作能力群”的重点,也是基础教育和高等教育重点关注的核心能力。针对一线教学依然存在的对实验教学重视程度不足现状,高考生物试题继续加强对实验探究能力的考查,意在促进中学实验教学改革。全国I卷第37题考查从淤泥中分离污染物降解菌,全国II卷第37题考查SDS这一核心组分在聚丙烯酰胺凝胶蛋白质电泳实验中的作用,全国I卷第38题考查以小鼠脾脏为实验材料制备单细胞悬液的主要实验步骤。     二是注重语言表达,考查批判性思维能力。3套全国卷的非选择题注重对学生批判性思维能力的考查,意在引导学生注重思维的严谨性、逻辑性。全国II卷第37题要求解释相同pH条件下相对酶活性有差异的原因,并对所得实验结果进行深入分析。全国I卷第5题要求根据果蝇杂交实验结果在性状显隐性、亲代雌蝇是否纯合、基因的染色体位置等维度的推测进行判断。     三是考查获取信息能力,助力增长知识见识。获取信息的能力要求能够从文本、图表等信息载体中获取生物学信息,结合所学知识解决相关问题。全国I卷第30题给出4种农作物的株高和光饱和点,要求学生根据对间作措施的介绍,从提高光能利用率的角度,根据株高和光饱和点选择适宜间作的2种作物并说明理由。全国III卷第2题给出蔗糖协同IAA促进胚芽鞘伸长生长作用机理的实验结果,要求学生结合实验流程的描述对蔗糖及IAA的作用方式进行判断。这类试题提供的信息量相对丰富,不仅有学生作答所必须的全部信息,还有学生学习内容之外的知识拓展和延伸,对于学生开阔学科视野、增长知识见识非常有帮助。   4  丰富信息载体,保持稳中有进   一是丰富信息载体,优化作答任务。试题呈现方式的转变有利于改善学生作答感受,激发学生思考。2020年高考生物试题以图表形式呈现试题,要求学生根据所给信息完成表格或画出示意图。全国III卷第5题围绕真核细胞ATP的合成过程为主线设计表格,要求学生在反应部位、反应底物、能量来源、终产物等方面进行比较。全国III卷第31题要求画出湖泊生态系统能量流动示意图,相比于文字描述能够显著减少作答时间,提高作答效率,优化应答表现。     二是关注学情变化,保持稳步前行。受新冠肺炎疫情影响,学生复习备考较往年有较大变化,2020年高考生物试题力求体现人文关怀,充分考虑学生作答感受,在保持试题风格和难度稳定的基础上,注重搭桥铺路,引导学生思考方向,同时合理控制试题信息量,优化作答书写量。  
 0   0  70天前
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高中生物学教材中社会责任素养的内涵与体现 王颖 (人民教育出版社  课程教材研究所) 摘  要:社会责任素养既是中国学生发展核心素养的内容,体现了社会主义核心价值观和中华优秀传统文化,也是高中各学科课程的共同指向,还是生物学的学科核心素养,包含传播生物进化思想和科学的自然观,认同生态文明思想、健康中国理念等。高中生物学教材采取多种形式弘扬社会主义核心价值观和中华优秀传统文化,帮助学生培育科学精神,树立正确的科学技术价值观,形成并传播生物进化思想和科学自然观,形成生态文明思想和健康中国理念,并以科学态度和理性思维分析社会议题,从而发展学生的社会责任素养。 关键词:核心素养;社会责任;生物学;教材   《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》)提出了高中生物学的四项学科核心素养,“社会责任”为其中一项。以下梳理和分析社会责任的内涵,并介绍如何落实在教材编写中。   一、社会责任素养的内涵 (一)中国学生发展核心素养的组成部分 学生发展六大核心素养,在社会参与方面,有“责任担当”和“实践创新”素养,而“社会责任”是“责任担当”素养的三个要点之一。 中国学生发展核心素养对社会主义核心价值观和党的教育方针中所确定的教育培养目标进行了具体化和细化,充分体现了社会主义核心价值观和中华优秀传统文化。[1]例如在社会责任的表述中,“自尊自律,文明礼貌,诚信友善,宽和待人;孝亲敬长,有感恩之心;热心公益和志愿服务,敬业奉献,具有团队意识和互助精神”既体现了“爱国、敬业、诚信、友善”等社会主义核心价值观,也体现了“诚信自律、礼敬谦和心怀天下、奉献社会”等中华优秀传统文化。 (二)各学科课程的共同指向 为了在教学中落实党的教育方针,建立中国学生发展核心素养与课程、教材、教学方面的内在联系,高中各学科分别凝练了本学科的学科核心素养,除了观念、思维、能力等方面的素养,还包括培育社会责任(表1)。 根据表1,结合对上述学科核心素养的具体表述的分析,可得出如下结论:(1)各学科的学科核心素养体现了弘扬社会主义核心价值观、传承中华优秀传统文化、增强国家认同等内涵,如语文、英语、历史、思想政治等。生物学的社会责任素养有“以造福人类的态度和价值观”“形成生态意识”“关爱生命”等表述,体现了文明、和谐、友善等思想。(2)在自然科学和技术领域的学科中,与社会责任相关的学科核心素养关注科学态度,如物理和化学;生物学的社会责任素养虽然没有规定“科学态度”,但在课程性质中要求学生“习得生物学知识,养成科学思维的习惯,形成积极的科学态度……”实际也有培养学生科学态度的要求。(3)一些学科体现了环境友好、绿色生活等生态文明思想。例如:化学有“具有节约资源、保护环境的可持续发展意识,从自身做起,形成简约适度、绿色低碳的生活方式”的表述;地理学科的人地协调观是指人们对人类与地理环境之间关系秉持的正确的价值观;生物学科的社会责任包括“树立和践行‘绿水青就是金山银山的理念,形成生态意识,参与环境保护实践”等内容。 (三)社会责任教育有其学科特点 1.社会责任素养的内涵分析 《课程标准》在“学科核心素养与课程目标”中提出了四条学科核心素养,并从素养维度提出了课程目标。 首先,《课程标准》描述了社会责任: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。[2]这句话是社会责任的定义,如果只保留主谓宾,可简化为“社会责任是一种担当和能力”。根据《现代汉语词典(第7版)》,“担当”意为“接受并负起责任”,强调的是社会责任“情感”,是个体针对社会责任所产生的情感体验,是对个人所担负责任的认同与接受,包括爱心、同情心、责任心、主动性等。而“能力”意为“能胜任某项工作或事务的主观条件”,是指承担社会责任的技能、行为、本领等。此外,“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”暗含对所担负社会责任的认知,即个体对责任对象、责任范围等的知觉、认识、理解等。由此可见,《课程标准》所述的社会责任虽落脚于“担当”和“能力”,实际却包括个体对所应担负责任的认知、情感和能力,是一种综合性要求。 《课程标准》在给出定义之后,接下来采用“学生能够做什么”的方式对社会责任素养作进一步解释,如能够关注社会议题、辨别迷信和伪科学、开展科学实践、尝试解决问题、参与环境保护实践、成为健康中国的促进者和实践者等这从多方面细化了社会责任作为生物学学科核心素养的内涵。 其次,课程目标从社会责任维度作出了明确要求:具有开展生物学实践活动的意愿和社会责任感,在面对现实世界的挑战时,能充分利用生物学知识主动宣传引导,愿意担抵制毒品和不良生活习惯等社会责任,为继续学习和走向社会打下认识和实践的基础。这段话强调了社会责任的情感目标,即具有“意愿和社会责任感”。这要求学生既要在主观上有承担责任的意愿又要“运用生物学知识”主动宣传引导,承担一些具体的社会责任。“宣传引导”没有说明具体的事例,可理解为生物学领域的所有社会议题,如转基因食品安全性的争议、抗生素滥用、健康的生活方式、虚假广告等。 总体上,《课程标准》中的社会责任符合中国学生发展核心素养中对社会责任的解释,又独具特色:(1)凸显生物学课程的学科特点。特别要求“运用生物学知识”,而且“形成生态意识,参与环境保护实践”“宣传关爱生命”“成为健康中国的促进者和实践者”等更充分体现了生物学课程的学科特点。(2)素养要求体现了梯度性从“关注社会议题”“参与讨论”“作出解释”“辨别迷信和伪科学”,到“尝试解决”“树立和践行”“形成生态意识”“参与环保实践”,再到主动宣传”“成为健康中国的促进者和实践者”等,这些行为动词表明对学生的素养要求是逐步提高的。 综上所述,《课程标准》中的社会责任是中国学生发展核心素养中社会责任素养的学科化,体现了生物学的特色,如生态文明思想、健康中国理念,也体现了自然科学学科的共性,如科学态度与科学精神、造福人类的态度和价值观等。 2.各模块要求学生达成的社会责任素养 《课程标准》各个模块的“学业要求”结合课程内容,对学生完成学习后应达成的目标作出了明确要求。表2列出了各模块的学业要求中与社会责任素养相关的内容及其侧重点(见表2)   根据表2的分析,这些学业要求分别从生态文明思想、健康中国理念、科学技术价值观、传播生物进化思想和科学自然观等方面对学生的学习目标作出了明确要求。   二、社会责任素养在高中生物学教材中的体现 社会责任素养既是中国学生发展核心素养中的内容,也是生物学的学科核心素养。教材既要凸显中国学生发展核心素养中的社会责任,如社会主义核心价值观、中华优秀传统文化等,也要体现自然科学课程应该承担的社会责任教育内容,如科学态度、科学精神、科学技术价值观等,还要将生物学特有的社会责任内涵融于教材中,如生物进化思想、生态文明思想、健康中国理念,以及引导学生应用生物学知识分析社会议题等。 (一)培育和弘扬社会主义核心价值观 教材通过多种方式培育和弘扬爱国、敬业、诚信、友善、平等、法治、富强、文明、和谐等社会主义核心价值观,具体有以下做法。 1.我国科学家的精神 高中生物学教材的开篇设有“科学家访谈”,必修1—2、选择性必修1-3分别采访了施一公、袁隆平、许智宏、方精云和杨焕明五位院士。访谈通过精炼的问题、浓缩的语言讲述了科学家投身科研的经历,表现了他们的爱国情怀、敬业精神,探索、坚持、合作、谦虚、友善的科学精神,以及对人类的贡献等。例如,介绍施一公院士放弃国外优厚的待遇和优越的科研条件回国工作。介绍袁隆平院士上大学时就立志解决我国的粮食短缺问题,讲述他寻找水稻雄性不育植株的艰辛历程,以及通过杂交水稻为人类所做的巨大贡献;袁院士还谦虚地说:“我在杂交水稻研究的前沿工作中起了一些带头作用,但我单枪匹马不可能完成,是靠大家合作完成的。”教材还通过“科学家的故事”介绍我国的科学家。例如,介绍我国的生态学巨匠马世俊归国不久就接受了国家给他的第一个科研任务:解决我国千百年来不能根治的蝗灾问题。他和助手深入飞蝗发生区,在深入研究的基础上,成功打开了飞蝗综合防治的大门,使大面积的蝗害在中国大地上得以防治。 2.精选的科技成就 教材通过章首页、问题探讨、正文内容、课外阅读栏目、习题等系统融入我国的科技成就(见表3)。选取这些内容既能激发学生的兴趣,还能增进学生的爱国情怀,体现了爱国、富强、文明、和谐、法治等社会主义核心价值观除了上表所列的几个实例,教材融入的我国近年的科技成就还有很多。例如:介绍我国人工合成酵母染色体的成果;以我国自主研制的新一代大型客机C919为例,引入细胞器分工合作的内容;以我国神舟飞船和天宫二号航天站对接为情境,探讨航天器和航天服为航天员的生命稳态提供了哪些保障;介绍塞罕坝人克服重重困难,大力植树造林,创造了荒原变林海的绿色奇迹;等等。选择性必修3是“生物技术与工程”模块,大篇幅介绍了我国在发酵工程、细胞工程、基因工程、胚胎工程等领域取得的成绩。 3.渗透社会主义核心价值观的其他做法 (1)增强制度自信 我国获得的科技成就离不开国家的支持和各方力量配合。在对袁隆平院士的访谈中,袁院士说:“杂交水稻是我国科技领域自主创新、社会主义协作的成就。它的成功离不开国家的高度重视和大力支持,同时也是我国广大农业科技工作者努力协作、合力攻关取得的。”这凸显了社会主义协作的力量,体现了我国的制度优势,增强了制度自信。又如,必修1介绍了我国多家科研院所通力合作首次用人工方法合成了具有生物活性的结晶牛胰島素,教材写道:“中国科学家依靠集体的智慧和力量,摘取了人工合成蛋白质的桂冠”,体现了集体主义的力量,渗透了社会主义制度的优越性。 (2)体现敬业 教材设计有“与生物学有关的职业”的课外阅读栏目,介绍了病理科医师、育种工作者、遗传咨询师、疫苗制品工、植保员等十余种职业,讲述了这些职业的特点和要求,渗透了敬业精神。例如,介绍“成千上万的植保活跃在田间地头,对农作物的病虫害进行监测和预报,并对广大农民防治病虫害进行技术指导”,“细胞培养工程师最可贵的品质是认真和细致”。此外,教材在“探究·实践”的撰写上,也注意引导学生实事求是地记录实验数据,引导学生小组合作完成实验,体现诚信、合作、友善等。 (3)体现和谐 生物学课程应当引导学生正确看待生命,认识生物与环境的关系。选择性必修2“生物与环境”可帮助学生形成生态保护意识,建立人与自然和谐共生的理念,整体上渗透了“和谐”的理念。选择性必修1为“稳态与调节”,从个体水平让学生认识人体的稳态、机体的和谐。第1章章首页的小诗为“无论春夏秋冬,风云变幻,它却总是轻波微澜。稳态是生命系统的特征,也是机体存活的条件。它让每一个细胞分享,又靠所有细胞共建”,体现了机体和谐的意义,以及机体和谐需要共建共享的理念。这些内容都从不同角度体现了和谐的社会主义核心价值观。 (二)融入中华优秀传统文化 中华优秀传统文化对人的素养有具备家国情怀、社会关怀、人格修养等要求。在访谈中,施一公院士说:“在美国留学和工作的18个春秋里,我一直盼望有机会回报家乡的父老乡亲,帮助那些不像我这么幸运的兄弟姐妹。”这样饱含真情的语言体现了施院士的家国情怀。 中华优秀传统文化也体现于中华文化、中国的语言文字中。教材在章首页、正文、课外阅读栏目等多处引经据典。例如,选择性必修3“人与环境”的章首页就配有战国时期著名思想家庄子的名言“天地与我并生,而万物与我为一”,体现了“人的精神可以达到与自然和谐、融洽相处的境地”的哲学思想。又如,在介绍立体农业时,教材讲述早在西汉时期,我国就出现了“间作套种”的农业生产方式,并介绍了《汜胜之书》所记载一种立体农业的生产方式,展现了我国古代先民的智慧。教材不仅配有大量中国古典诗词,还穿插了编者创作的许多小诗,优美的文宇既能在潜移默化中提高学生的语言文化修养,又能拉近学生与教材的距离,使学生爱读爱学。 (三)培育科学态度和科学精神 教材采用多种途径系统地培养学生的科学态度和科学精神。首先,正文内容融入科学态度和科学精神。例如:描写了孟德尔敢于质疑“融合遗传”的传统观点;多位科学家历经数十年通过多个实验,才证明DNA是遗传物质,展现了质疑、求真、实证、合作等科学态度和科学精神。教材不仅讲述这样的科学史,还在“本章小结”显性化呈现。其次,探究活动培养学生的科学态度和科学精神。例如:“问题探讨”“探究·实践”中的“提出问题”引导学生质疑;一些活动安排小组合作完成,培养学生求真、实证、探索、合作等科学精神。最后,教材还通过科学家访谈、课外阅读栏目等渗透科学精神。例如,施一公院士在科学家访谈中说:“科学精神的本质就是求真。”科学家的故事介绍“摩尔根就是抱着这样的态度,无论对自己的假说,还是对别人的学说,都一概采取依靠事实和运用实验来检验理论是否正确。” (四)形成和运用正确的科学技术价值观 1.科学与技术的关系 科学是知识的存在形式之一,是人类长期探索的产物,它包括在长期探索过程中形成的方法和技能。技术是运用科学知识和方法创造产品的手段,教材许多内容体现了科学与技术的相互促进。例如:对体细胞全能性的研究促进了克隆动物等技术的发展;对DNA、基因工程酶类、载体分子等的研究促进了基因工程的发展;介绍了同位素示踪技术在研究蛋白质包装加工过程中的应用;基因组编辑技术促进基因功能的硏究。 2.科学技术可以提高生产力 教材介绍杂交水稻的产量与常规栽培稻相比有大幅提高,杂交水稻自1976年大面积推广以来,已累计推广80亿亩,累计增产稻谷6000亿千克以上,被誉为“第二次绿色革命”。介绍抗虫转基因作物的种植,减少了农药的用量,不仅大大降低了生产成本,还减少了农药对环境的污染。“转基因生物的安全性”一节介绍了转基因的累累硕果,如基因工程药物、多种品质优良的转基因动植物等。 3.科学技术改善人们的健康水平 必修2讲述遗传病的检测和预防时,介绍了近年来发展起来的基因检测。基因检测可以精确地诊断病因,预测个体患病的风险,根据父母是否携带致病基因预测后代的患病概率等。选择性必修3介绍转基因技术生产胰岛素,大大降低了生产成本,挽救了许多糖尿病病人的生命。 4.科学技术对社会可能产生的冲击和风险 科学技术也有两面性,价值观会影响科学技术的应用,如果应用不当,可能带来负面作用,甚至危害社会。教材在介绍新的科学技术时,不忘向学生渗透理性看待科学技术的思想。例如在介绍人类辅助生殖技术时,提醒学生注意伦理问题;在介绍基因组编辑时,明确说明“对人类基因进行‘改造’时要严格遵守法律法规,不能违反人类的伦理道德”;选择性必修3引导学生认同我国絷止任何生殖性克隆人研究,并警惕用新技术研究生殖性克隆人;等等。 (五)形成生物进化思想和科学自然观 思想观念会影响学生在面对有关问题时的决策,生物进化思想可以帮助学生正确看待人类在自然界中的位置,认同人类应该尊重自然,顺应自然,保护自然。在高中生物学教材中,必修2“遗传与进化”安排了《生物的进化》一章,系统帮助学生了解达尔文进化论,学习现代生物进化理论,并形成生物进化思想。教材还设计了分析生物进化观点对人们思想观念的影响”活动,引导学生思考生物进化思想的进步意义;设计了保护野生动物是否会干扰自然选择等习题,让学生深入理解生物进化思想;通过“抗生素对细菌的选择作用”探究活动、某种抗生素人均使用量与耐药率变化的习题,引导学生运用生物进化思想分析耐药菌的产生等社会议题。 (六)落实生态文明思想,培育学生建设美丽中国的责任担当 生态文明建设关系人民福祉,关乎民族未来。党的十八大报告明确提出要大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。党的十九大报告再次要求加快生态文明体制改革,建设美丽中国。在教材中体现生态文明思想,是修订教材时重点落实的内容。 必修2以“我国政府在修建青藏铁路时,不惜耗资修建了高架桥和涵洞”为例,引导学生思考这样做的原因和意义。该题渗透了生态学意识,引导学生树立人与环境和谐共生的理念,同时体现我国政府为此所做的努力,增强学生的爱国情怀。选择性必修2“生物与环境”在讲述生态学内容的基础上,大力渗透生态文明思想。例如:在开篇的“科学家访谈”中,就以“尊重自然、顺应自然、保护自然”作为标题,访谈还介绍生态文明的内涵、生态学与生态文明的关系在正文中,教材介绍了我国政府倡导生态文明建设,呈现“绿水青山就是金山银山”的生态文明思想,讲述我国在生态文明建设方面取得的多项成就,如退耕还林还草还湖、湿地生态恢复、大规模国土绿化行动等,鼓励学生“建设生态文明,要求每一个公民从我做起,积极投身到生态文明建设中”。可以说,教材在多处直接叙述或渗透生态文明思想,培育学生建设美丽中国的责任担当。 (七)渗透健康中国理念 人民健康是民族昌盛和国家富强的重要标志,党的十九大报告明确指出“实施健康中国战略”,2019年我国发布了《健康中国行动(2019-2030年)》;在中国学生发展核心素养中,“健康生活”是六大素养之一;高中生物学有责任向学生传递健康中国理念,引导学生选择健康的生活方式 首先,教材结合知识内容,设计与健康有关的内容。在讲细胞中的分子时,同时介绍许多与健康有关的内容,例如,在“本节聚焦”中点出本节学习的重点之一就是“了解关于糖类和脂质的知识,对健康地生活有什么帮助”。其次,教材通过“与社会的联系”“本章小结”等栏目渗透“关注健康”“关爱老年人”“选择健康的生活方式”“了解医疗进展”等内容。例如:在讲“糖类”时,通过“与社会的联系”这一栏目介绍《中国居民膳食指南(2016)》的控糖建议;在《细胞中的分子》一章的小结中,总结到“关注糖类、脂质等物质的过量摄入对健康的影响,在改进自己膳食行为的同时,向他人宣传有关的营养保健知识”。 (八)引导学生以科学态度和理性思维分析相关社会议题 科学、技术、社会等方面的因素在社会议题中扮演着重要角色,影响人们的认知和决策。教材针对转基因食品安全性、抗生素滥用、虚假广告、遗传病的检测、物种保护等话题,创设问题情境,引导学生应用所学知识进行分析,以提高社会责任感。以下举两例说明。 1.消除转基因食品安全性的疑虑转基因食品的安全性是大众关心的话题,些人也心存疑虑,通过教材引导学生理性看待转基因,是打消这些疑虑的最有效方法之一。选择性必修3安排了《转基因产品的安全性》一节,引导学生认识到理性看待转基因技术不是人云亦云,而是需要以完备的相关科学知识为基础,靠确凿的证据和严谨的逻辑进行思考。教材还介绍我国颁布了多项法规对转基因生物和转基因食品的安全性实行严格管理,使学生了解转基因食品的各项保障措施,从而不再心存疑虑。教材还编制了与转基因食品相关的习题。2015年一项研究表明,人类食用多年的番薯含有农杆菌的部分基因,这些农杆菌基因可能是在漫长的驯化过程中因发生天然的转基因而进入番薯体内的。教材以此为情境,分别考査学生对基因概念、转基因食品安全性的认识,有助于引导学生通过对天然转基因食品的了解,理性看待人工转基因食品 2.通过批判性思维识别虚假广告。 一些厂家出于私利故意用虚假广告或夸大宣传效果误导消费者。例如,某核酸营养品的广告词为“一切疾病都与基因受损有关;基因是核酸片段;补充某些特定的核酸,可增强基因的修复能力”,教材以此为情境,引导学生利用科学思维分析这三句广告词的逻辑漏洞。“酸性体质理论”曾迷惑了不少人,这一理论认为,人的体质有酸性与碱性之分,酸性体质是“万病之源” 要保持健康,应多摄人碱性食物。厂家以此为由宣传“碱性水”“碱性药物”等产品。教材设置相关习题,引导学生根据内环境稳态的有关知识,结合自己查找的证据,来评判酸性体质理论,思考当家人朋友购买“碱性水”等产品时自己的对策。在处理上述问题时,每个人都需要审慎、冷静、理性,要具备科学思维和复杂性思维等。只有让学生不断接触这些真实的问题,才能逐渐提高他们正确处理和应对的能力   参考文献: [1]林崇德.构建中国化的学生发展核心素养[J.北京师范大学学报(社会科学版),2017(10):66-73. [2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018: [3]中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典(第7版)[K].北京:商务印书馆,2016:252. [4]赵占良.对生物学学科核心素养的理解(一)生命观念的内涵和意义[J].中学生物教学,2019(6):48来源:《课程·教材·教法》2020年第2期   
 1   0  87天前
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全面提升学生核心素养,为健康中国和美丽中国助力 ——人教版选择性必修1“稳态与调节”教材介绍   人民教育出版社课程教材研究所   包春莹     摘要  人教版普通高中教科书《生物学·选择性必修1·稳态与调节》教材遵循充分考虑学生认知特点的原则,通过创设真实的问题情境、编排时整体设计精编习题、引导学生深度学习等方式,不仅全面落实了生物学学科核心素养,还兼顾了发展学生核心素养的要求,渗透了科学本质的多方面内涵,有效地促进了核心素养的落地,对于健康中国和美丽中国的建设具有重要意义。     关键词  稳态与调节;教材介绍;核心素养;健康中国   按照《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“课标”)的总体要求,选择性必修1模块包括人体的内环境与稳态、人和动物生命活动的调节以及植物的激素调节等内容。学生需要掌握一个大概念,即“概念1  生命个体的结构与功能相适应,各结构协调统一共同完成复杂的生命活动,并通过一定的调节机制保持稳态”(内容要求)。大概念包括的6个重要概念分别指向内环境的概念及调节、神经调节、体液调节、免疫调节和植物的激素调节等。结合课标的“教学提示”及“学业要求”,教材编者建构了包括“科学家访谈”“人体的内环境与稳态”“神经调节”“体液调节”“免疫调节”和“植物生命活动的调节”5章内容。这些内容既有助于学生理解高等生物个体生命活动的规律,又有助于学生健康地生活,对健康中国及美丽中国建设有至关重要的作用,能够全面提升学生的核心素养。本文简单介绍在编写本模块教材时的一些思考。 1 本模块教材中核心素养的侧重点 1.1 全面落实生物学学科核心素养的要求 1.1.1 本模块教材中的生命观念 生命观念是指认识主体在了解事实的基础上形成概念后,再进一步提炼和升华,内化在头脑中的意识、观念和思想方法,关乎如何看待生命世界的态度和价值取向,在分析和解决与生物学相关的问题时,生命观念会指明分析问题的思路和方向[1]。本模块的生命观念侧重于稳态与平衡观、结构与功能观、信息观等。稳态基于系统来讲,系统有基本的结构与功能,不同的系统又可以与其他系统一起组成更大的系统。例如,神经系统、免疫系统、内分泌系统可与其他系统一起组成人体这个更大的系统。每个系统又可以细分为不同的子系统,系统与系统不是割裂的,存在着相互联系。系统内部、系统之间的相互作用都是通过信息分子的传递、信号转导过程来实现的。因此,稳态与平衡观、结构与功能观、信息观都属于系统观的范畴。 (1)稳态与平衡观 稳态与平衡观是课标所列出的生命观念之一,“所有的生命系统都存在于一定的环境之中,在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持其稳态”。本模块从个体的层面(包括以人体为代表的动物体和植物体)来探讨对稳态的维持,所以稳态的维持是贯穿整个模块的一条线。第1章首先讲了稳态的概念及意义,并对稳态调节机制做了总括。稳态是生命系统维持自身相对稳定状态的特性和能力;是生命系统的特征,也是机体存活的条件;通过自我调节实现(自稳)[1]。在不同类型的生物、不同层次的生命系统中,调节机制多种多样。例如,人体的稳态通过神经调节、激素调节和免疫调节来实现;植物体的稳态主要通过植物激素调节来实现。第2-4章是对第1章的深化,分别讲解了神经系统、内分泌系统、免疫系统对稳态的调节。第5章讲植物的稳态调节。 生命系统内部存在着各种因素和过程的平衡,这种平衡是动态的。通过“神经系统的分级调节,自主神经系统对内脏活动的调节,血糖平衡的调节,甲状腺激素分泌的调节,体温的调节,水盐平衡的调节,植物激素对植物生命活动的调节,环境因素对植物生命活动的调节”等具体的调节过程,学生可深入理解稳态与平衡的概念。经过进一步抽象概念和提炼升华,能够形成稳态与平衡观,最终理解第1章章首页中的那句话:稳态“让每一个细胞分享,靠所有细胞共建”。另外,对免疫失调及其他稳态失调实例的分析,有助于学生认识到生命系统的自我调节能力是有限的,从而可转化为在做决策时把握分寸、尊重客观规律的意识。 (2)结构与功能观 结构与功能观在本模块也有较多体现。从章节的安排来看,第2-4章的编排思路是一样的,分别先介绍神经系统、内分泌系统及免疫系统的结构,然后再阐述它们的功能。在具体内容中教材也有意安排了很多素材。例如,在“内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系示意图”中,特意选取了小肠绒毛、肺泡及肾小球的放大图,让学生了解它们的功能是与独特的结构密不可分的。这几部分内容也都是初中阶段的教学重点[2],能够达到温故知新的作用。水平衡和盐平衡调节主要通过肾完成,教材中添加了人体泌尿系统结构模式图,虽然没有对结构做过多说明(这是初中学过的),但能够让学生意识到肾可以完成这项功能依赖于它复杂的结构。又如,对反射及其结构基础、自主神经系统的组成和功能、神经元的结构与功能、大脑皮层第一运动区与躯体运动的功能、皮肤与体温调节作用相关的结构等内容的呈现,也丰富了结构与功能观的素材。 另外,教材还安排了一些问题,引导学生从结构与功能观的角度进行思考。例如,“有些神经元的轴突很长,并且树突很多,这有什么意义呢?”“大脑皮层运动代表区范围的大小,是与躯体中相应部位的大小相关还是与躯体运动的精细程度相关?”在初中结构与功能观及必修的学习基础上,进一步体现并运用了结构与功能观。 (3)信息观 无论是哪个层面的生命系统其实都是开放的,始终与系统外部进行着物质和能量的交换及信息的交流,也正是信息的传递保证了系统功能的有序性,实现系统的稳态。因此,信息观在本模块非常突出,在人体调节及植物的激素调节中都强调了信息分子的重要作用。教材通过以下方式来渗透信息观。 第一,通过章首页的小诗点出信息的作用。例如,第2章章首页的小诗“是重帘低垂抑或星云闪亮,不,是脑细胞织就信息之网。万千信息在此传输交汇:调节着机体的稳态,更闪耀着智慧的光芒!”不仅将大脑看作一个物质的实体,更将它看作一个信息之网。第3章章首页的小诗写道“它是细胞分泌的物质,又是细胞行动的号角”,这里的“号角”是什么呢?无疑是传递出来的信号。第5章章首页的小诗写道:“唤醒沉睡的种子,调控幼苗的生长。引来繁花缀满枝,瓜熟蒂落也有时。靠的是雨露阳光,离不开信息分子。”直接点出植物生命活动的调节离不开信息分子。 第二,在“问题探讨”及教材正文中有大量涉及信息观的内容,并反复出现“信息”一词。例如,在足球比赛过程中,各种信息如何传递?在记忆形成过程中,信息如何流转?在讲激素的特点时,强调了它能够作为信使传递信息;在讲免疫调节时,强调了免疫细胞与病原体、免疫活性物质等的识别需通过信息来完成;在讲植物生命活动的调节时,也将光看作一种信号,这些内容都在渗透着信息观。此外,概率性是生命系统中信息传递的重要特点之一,教材也安排了相关内容帮助学生理解。例如,当病原体进入机体内部时,多大程度上机体会生病?多大程度上不生病?为什么肿瘤细胞可以通过过量表达PD-L1来逃避免疫系统的“追杀”?等等,这些问题都涉及概率。 第三,从信息的视角,在正文对相关内容进行深度总结。例如,在讲完神经调节、激素调节和免疫调节之后,教材特意安排了一段话来总结三者的关系:“神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子(如神经递质、激素和细胞因子等),这些信号分子的作用方式,都是直接与受体接触。受体一般是蛋白质分子,不同受体的结构各异,因此信号分子与受体的结合具有特异性。通过这些信号分子,复杂的机体才能够实现统一协调,稳态才能够得以保持。”这一总结有助于学生从信息的层面深入理解生命的本质。 第四,通过问题、习题等方式引发学生深度思考。例如,在第2章的“复习与提高”中,教材就以信息的视角设计了一道开放性的问题:“毒扁豆碱等物质能影响神经递质的分解,某种箭毒会影响突触后膜受体发挥作用,这些物质因而能影响神经系统的信息传递及肌肉的收缩,有时会严重危害人的健康。①根据突触信息传递的特点分析:它们为什么会产生这些影响?②进一步查找资料回答:一旦出现类似物质引起的中毒,应该如何处置?”又如,在激素调节一节的结尾处提出了一个问题“有人说激素是调节生命活动的信息分子,你赞同这一说法吗?” 第五,通过“本章小结”中的“发展素养”总结提升。例如,第2-4章的“本章小结”中分别有这样的总结:基于对神经系统是一个信息网络的理解,认同信息流在生命活动中具有重要作用;基于对激素作为信使分子来起作用的认识,从信息的角度阐释生命的本质;基于对免疫系统各组成成分之间相互作用、相互配合,共同完成免疫功能的认识,从系统与相互作用及信息的视角阐释生命本质。 1.1.2 本模块中的科学思维 从学生学的角度来看,加强科学思维有三个基本点:①培养学生批判质疑的精神和态度;②培养学生的证据意识、获取证据的能力、评价证据的能力;③培养学生逻辑思维的严谨性、全面性、深刻性和流畅性[3]。并在此基础上,重视培养学生的创造性思维、辩证思维及复杂性思维。本模块教材就通过多种情境和材料,为培养学生的科学思维提供了丰富的素材。 教材通过提供科学史资料启发学生不畏权威、勇于质疑。例如,促胰液素的发现过程、胰岛素的发现过程等。还安排了3个思维训练:基于蛙心实验的“推断假说与预期”、基于性别决定实验的“验证假说,预测结果”和基于生长素运输方向的“评价实验设计和结论”。它们既可以训练学生巧妙寻找证据的能力,又能够训练学生逻辑思维的严密性。又如,“生物电的发现”科学史中选取的素材,“改做无金属接触实验,后来又用电流计测出肌肉电流……”,选取枪乌贼作为实验材料等,也会对学生获取证据能力的提升有所帮助。很多基于实验的思考题(如关于海蜗牛的、关于斯塔林后续实验)也都在训练学生逻辑推理的严密性的,如“某媒体报道,‘据专家推测,今年冬天北京不会有大规模流感暴发,因为没有发现流感病毒发生大的变异。’在报道的这个推理中,缺少了一些环节,请你根据本节所学内容,将推理过程补充完整。” 教材中有很多训练学生批判性思维的素材。例如,在“特异性免疫”一节关于体液免疫和细胞免疫关系的“思考·讨论”中的问题就可以训练学生关于批判性思维的多方面技能,如寻找证据、评价观点、根据证据确认关系等;课后练习题中关于捐献器官的策略评估,训练了学生的评估技能;关于Rh血型的习题,要求学生解释原因;关于设计HPV疫苗的思路,需要学生简单地作出决策,这也正是批判性思维最后阶段要求的技能。另外,评价“设计一种用来预防多种疾病的疫苗”、旁栏思考题“疫苗必须包含一个完整的病原体吗?”、批判性思维栏目“患免疫缺陷病的儿童,能否接种疫苗,尤其是减毒活疫苗?为什么?”、关于“酸碱体质理论”评判的拓展题等内容,也都能够训练学生的批判性思维。 除此以外,“问题探讨”中提出“扁桃体肿大对机体的健康是有利还是有害呢?”,练习题中关于切除扁桃体对身体有利还是有害的讨论:什么情况下该切除?什么情况下不能切除?(不是绝对有益或者绝对有害,需要把握一个度)都在培养学生的辩证思维。同样地,旁栏思考题“体温升高或降低,对人体只有害而无益吗?”、拓展应用题“有人说‘春捂秋冻’有益健康;也有人说‘知冷知热’不会生病。哪一种说法更有道理呢?”等内容也是如此。关于“器官保险”策略的评价既可以培养学生的批判性思维又有助于培养创新的意识。“请你依据下图绘制出能反映三者关系的模式图(用文字和箭头表示)”和“请你用简单的示意图表示内环境与外界环境的物质交换的关系”等练习可以培养学生的建模思维。 1.1.3 本模块中的科学探究 本模块教材中安排的探究活动包括:模拟生物体维持pH的稳定、探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度和尝试利用乙烯利催熟水果。前者可以让学生体会模拟实验和对比实验思路的差异。后两个实验,学生可以了解预实验及设计合理的梯度实验的方法,并提高实践能力。除此之外,教材中还介绍了许多研究方法和具体案例,特别是关于激素的内容。通过了解科学家的探究方法,提高学生的实验设计能力,也有助于发展科学探究素养。 例如,课外实践“调查体温的日变化规律”和“设计实验,验证植物根向地性的感受部位在根冠”可以让学生在活动中体会调查等科学探究的基本方法。正文中安排的条件反射建立的过程、关于生长素的发现过程以及“思考·讨论”中关于促胰液素的发现、胰岛素的发现、睾丸分泌雄性激素的研究等内容都可以提高学生的科学探究素养。“生物电的发现”的科学史中渗透了科学探究与发现不可或缺的思想与方法,3个“思维训练”及多个习题都是基于实验设计的。例如,关于脊蛙实验的分析、以枪乌贼神经元研究为背景的实验分析、海蜗牛防御行为的分子机制的分析、对斯塔林后续实验的分析、巴斯德研制狂犬病疫苗的过程、用甘露醇模拟干旱的实验分析等,都可以训练学生设计实验的能力,提升学生的科学探究素养。另外,教材还将科学方法以专门的栏目凸显出来。 1.1.4 本模块教材中的社会责任 黄四林和林崇德认为,培养学生社会责任素养应以“中国梦”和社会主义核心价值观为价值导向[4]。结合本模块的内容特点,教材从现代科技自信、古代科技成就、生物相关政策认同、社会关爱等角度,有机地将涵养社会主义核心价值观的丰富素材进行融合,并侧重于爱国和敬业等方面。 教材正文中设有“与社会的联系”栏目,可引导学生结合具体的知识内容,探讨社会上与生物学有关的议题,在社会生活中,运用所学生物学知识和已经掌握的科学思维方法,并将生命观念用于指导实践。课后阅读安排有“科学·技术·社会”“与生物学有关的职业”等模块,可引导学生关注生物科学技术在社会中的应用,为他们的职业规划提供参考。除特定栏目外,教材还通过多种方式,立体、全方位地引导学生提升社会责任。举例说明如下。 通过介绍我国科学家的故事(如采访科学家许智宏院士,介绍人民科学家顾方舟的工作)来弘扬爱国精神,通过展示我国科学家的优秀成果增强科技自信。例如,在“科学家访谈”中提到,独脚金内酯的受体是我国科学家发现的,体细胞克隆灵长类动物的世界难题是我国科学家攻克的,我国的脑机接口系统的实用性开发已处于国际领先水平。我国宋代著作中描述的“红柿摘下未熟,每篮用木瓜两三枚放入,得气即发,并无涩味”及《种艺必用》中记载的促进空中压条生根的方法,也都反映了我国古代的科技成就。 我国制定了《中国遏制与防治艾滋病“十三五”行动计划》,对艾滋病病人实行“四免一关怀”政策,“我国规定,新生儿在满足条件的情况下,需在出生24 h后尽快注射卡介苗。”“你一出生,医生就给你接种了卡介苗和乙肝疫苗。满月以后,父母会到户口所在地(或居住地)指定的社区医院保健科为你办理接种登记……”等内容,有助于学生认同国家的政策。 教材中提到了“与HIV感染者的一般接触,如握手、拥抱等,不会使人感染HIV;在日常生活中,对待艾滋病病人应该少一份歧视,多一份关爱”。还在习题中让学生判断“若有家庭成员对猫过敏,则应尽量避免在家中养猫”,这些内容也体现了对社会及家庭关爱,同时传播了科学知识。 对疫苗接种过程中遇到的问题的讨论,能让学生理性地看待社会上的热点问题,认同疫苗是人类对抗传染病的有效武器,在遇到相关接种疫苗问题时,能够根据自身条件,理性判断是否接种疫苗;关于中国人体器官分配与共享计算机系统的内容,能够让学生了解国家的相关政策,攻破网络上的不实传闻。 习题中描述的“糖丸爷爷”顾方舟,在庆祝中华人民共和国成立70周年之际获得了“人民科学家”国家荣誉称号,他“一生只做一件事情”,是涵养社会主义价值观(敬业)的生动素材。同样地,“与生物学有关的职业——疫苗制品工”通篇的描述也能使学生感受到,不管从事什么样的职业,都需要专业的知识,且学习的过程是持久的,可激发学生生机勃勃的精神。 前面提到的第2章章首页的小诗,在实验教科书中已经存在,它生动概括了大脑的结构和功能,与配图相得益彰。这是主编朱正威老师的创意,开创了高中生物学教材章首页题图配诗的先河[5],需要人文底蕴的积淀,也是科学教材的“中国表达”,更是培育学生文化自信和人文素养的素材。在此次修订过程中,由于章节数量的增多,教材编者又为体液调节和免疫调节的章首页创作了小诗。 最后,需要重点说明的是,本模块知识内容有一个突出的特点,那就是具有丰富的关注学生自身健康和生活的素材,这些素材有助于指导学生健康地生活,因而能够为健康中国和美丽中国助力。例如,在第1章中,有许多内环境失调的相关案例,如尿毒症、高热、腹泻、中暑等;在第2章中,关注饮食习惯(草乌炖肉)、兴奋剂和毒品的危害、憋尿、记忆的形成、熬夜的危害、阿尔茨海默病、情绪(如抑郁)等;在第3章中,关注糖尿病、某些激素的滥用、饮水与饮食情况等;在第4章中,有各种疫苗与疾病、预防流感的措施、如何预防过敏反应、艾滋病及其预防等相关知识;在第5章中,涉及如何设计盆景、如何预防植物调节剂的滥用、调控花期美化生活等内容。 1.2 凸显科学本质教育 本模块教材在编写时,既考虑生物学学科核心素养的要求,又考虑中国学生发展核心素养的要求;既立足于生物学学科核心素养,又不局限于课标中提出的四条,贯彻了全面育人的理念,例如,科学本质、科学精神和科学态度,虽然没有明确列在学科核心素养条目中,但对于学生的发展是重要的,因此教材中也安排了丰富的素材。下面着重说明科学本质。 科学本质具有丰富的内涵。课标在“教学建议”部分,以举例子的方式给出了高中生物学教学中可以传授的科学本质的几个方面。在这个模块教材的编写过程中,关注了科学本质的多方面内涵,不管是正文还是课后习题,抑或是课文阅读栏目都注意渗透。在编写课外阅读栏目时,尤其注意。“科学·技术·社会”和“与生物学有关的职业”栏目的名称就反应了科学本质观;“生物科技进展”栏目名称本身就反映了科学的开放性,与“生物科学史话”从同一视角的不同方面反映科学本质。安排的这些课外阅读文章集中反映了科学的开放性、科学家团体间的合作(科学事业)、科学与技术(或仪器)等的互动、科学技术会对社会产生重要影响、实验材料的选择很重要、需要将科学发现公布于众等(详见表1)。   除在课外阅读栏目集中体现科学的本质之外,教科书开篇的“科学家访谈”及教科书正文、旁栏中也都渗透了很多科学本质的内容。例如,在“科学家访谈”中,许智宏院士说“我出生在无锡,从小就非常喜欢大自然,经常在野外爬山、捕虫、钓鱼;我也对植物特别感兴趣。”“中学阶段的学习是为以后打基础的,首先要培养自己的兴趣、爱好……”体现了兴趣对科学研究的重要性。“科学家还在不断地发现新的植物激素,如独脚金内酯,它的受体是我国科学家发现的。”体现了科学是不断发展的。“了解生命活动的调节,不仅在理论上具有重要意义,而且对我们的生产、生活也同样重要。”体现了科技和社会的关系。正文中,对于稳态机制认识过程的描述,反映了科学是人类的一项共同事业。教材安排的思维训练“推断假说与预期”和“验证假说,预测结果”,斯他林和贝利斯为了验证自己的假设设计实验,在胰岛素发现过程中科学家进行了几百次实验,达尔文和他的儿子设计实验来探讨植物相关性的原因等内容都反映了需要为科学理论(或假说)获取证据。班廷和贝斯特在胰岛素的提取中与生化学家的合作,反映了科学事业的本质。“越来越多的证据表明,神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节……”体现了科学的开放性。“……这是新型的基因工程疫苗,未来将有广阔的前景。”反映了科学技术对社会的影响。在习题中还就捐献器官安排了一个科学评估的习题。 2 教材落实核心素养的具体措施 教材在落实核心素养时,遵循的原则是充分考虑学生的认知特点;采取的方针是立体渗透、整体综合;尝试的具体措施如下。 2.1 创设真实的问题情境 教育研究者都认同情境的重要性。最近几年,不同的研究者从不同角度探讨了情境在发展学生核心素养中的作用。在教科书的编写过程中,我们也注重情境设计,且更注意真实情境、贯穿性问题情境的设计[6]。本模块中情境素材主要来源于四个方面:学生真实的生活体验、科研论文、社会热点事件和经典科学史。 朱正威老师认为:科学概念的形成,要有丰富的事实的支撑……这些事例要能来自学生的生活经验,或由他们搜集来,就更有生气了[7]。我们努力从学生真实的生活中去寻找素材,以学生真实的生活体验作为学习的背景。例如,发烧、上课憋尿或者下课没尿意也要跑厕所、坐过山车的情境等经历都可以作为学习的真实情境。学生真实的生活体验,更可以促进学生在真实的生活情境下学习,为他们的现实生活提供指导。例如,草乌炖肉为什么会引起呼吸衰竭、心律失常等症状?为什么接种疫苗是国际上普遍采用的预防流感的措施?为什么有家庭成员对猫过敏,应尽量避免在家中养猫? 科研论文能够保证情境的真实性和科学性,又能体现学科发展的前沿性,也是情境素材的重要来源。例如,克隆猴的成果来自于Cell杂志,关于干细胞的研究进展来自Nature Communications的报道;关于人脑淋巴管的成像、“人造子宫”及用甘露醇模拟干旱的习题等也均来自于科研论文。对“酸碱体质理论”的评论来自一个法庭判决的热点事件,“糖丸爷爷”顾方舟的创意来自他不幸去世后网络上的热议。还有很多情境素材来自于经典的科学史,限于篇幅,不再举例。 关于情境的贯穿性,本模块在“特异性免疫”一节中做了尝试[8]。特别要说明的是,除了真实的情境,本模块还安排了一些想象的情境用于培养学生的高阶思维。例如,“若将图1所示的细胞置于图2所示细胞的生活环境中,会发生什么变化?”及关于自主神经系统的错误假设等。 2.2 编排时进行整体设计 考虑学生学习心理的教材整体设计,能够使学生有愉快的学习体验,从而提升学习效果,全面落实核心素养。除全面更新插图外,还进行了一些其他的尝试。例如,“内环境稳态与消化、呼吸、循环、泌尿系统的功能联系示意图”将绘制图与显微照片结合使用,不但渗透了结构与功能观,且将三张显微照片与左上角的文字进行整体排布,会使人感觉文字和图片是一个有机的整体。“草莓果实发育和成熟过程中乙烯含量的动态变化”首次尝试将曲线图与实物照片结合起来,将看不见的激素的变化通过果实发育过程来直观呈现,同时也美化了版面。“生物电的发现”这篇文章在排版时,加入了一些符合高中生认知的元素,如以蛙腿和伽尔瓦尼弓作为底图,以不同形态的小青蛙作为花边,暗含着蛙腿在生物电发现历史上的重要作用。为了便于学生理解交感神经和副交感神经对同一器官的作用,“自主神经系统的组成和功能示例”图采用了将各器官呈现在中间的设计,而放弃了将神经置于中心位置。“图3-1  人体主要内分泌腺及其分泌的激素”为了便于学生掌握下丘脑—垂体—靶腺轴,文字在编写和排版时,将关于下丘脑、垂体、甲状腺那三段文字上下挨着排布,同时使用了具有关联作用的词汇。 另外,本模块涉及的内容大多是比较深奥的生理学知识,为了活跃版面,拉近与学生的距离并提升审美观,特意让画师设计了一些小漫画。例如“第一级记忆示例”“我想打点生长激素!”、医院里检查扁桃体的情景、“花粉过敏”等。还安排了几幅不同画风的图,如“人造子宫”示意图,狗的胃、小肠和胰腺的位置示意图等。 2.3 通过习题,引导学生深度学习,促进对核心素养的检测和发展 本册教材在编写过程中,创编了许多检测重要概念形成和引导发展核心素养的题目,特别是分析和解决真实情境下复杂问题的题目。例如,对“人造子宫”的分析,对“酸碱平衡理论”的评估,关于自主神经系统的错误假设,对毒扁豆碱、箭毒等中毒的处置分析,洄游鱼类水盐平衡问题的解决,对垂体或下丘脑病变及Rh血型溶血性的分析,HPV疫苗的设计及关于干旱时植物是否会交流信息的分析,都能促使学生进行深度学习,从而促进核心素养的生成。 综上所述,教材通过显性与隐性措施相结合,使不同的生命观念及生命观念与科学思维、科学探究、社会责任有机融合,达到了整体综合的效果。以上对本册教材编写的这些说明,只是举例,并未穷尽。另外,教材中涉及的知识内容与实验教材的变化更容易受到一线老师的关注,是显而易见的,所以本文并未阐述。   参考文献 [1] 赵占良.对生物学学科核心素养的理解(一):生命观念的内涵和意义[J].中学生物教学,2019(6):4-7. [2] 包春莹.从发展学生核心素养的视角分析初中生物学的教育价值[J].生物学教学,2018,43(8):24-26. [3] 赵占良.对生物学学科核心素养的理解(二):科学思维及其教学[J].中学生物教学,2019(10):4-6. [4] 黄四林,林崇德.社会责任素养的a内涵与结构[J].北京师范大学学报(社会科学版),2018(1):27-32. [5] 赵占良.教材编写需要这样的教育名家:朱正威教材编写理念和实践述评[J],课程·教材·教法,2019.39(5):30-36. [6] 赵占良,谭永平.聚焦学科核心素养,彰显教材育人价值:普通高中生物学教材修订的总体思路[J].课程·教材·教法,2020.40(1):82-89. [7] 朱正威.科学概念的教学是有规律的[J].生物学通报,2002.46(3):19-20. [8] 包春莹.高中生物学教科书中基于核心素养的真实情境创设[J].生物学教学,2020(7):8-10.  来源:《中学生物教学》2020年第9期      附教材阅读:线上读:【新人教版】高中生物选择性必修1 稳态与调节    点击下载教材扫描版: 2019人教版选择性必修1《 稳态与调节》 2019年新教材-生物 选择性必修1《稳态与调节》(人教清晰版)
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选择性必修模块教材的核心素养侧重点 赵占良 摘  要  以2019年版的人教版普通高中生物学教科书中的3个选择性必修模块为例,通过分析其中蕴含的核心素养内容,帮助高中生物学教育工作者理解和使用好新教材,充分发挥各模块教材的育人价值。 关键词  选择性必修;新教材;核心素养   2019年版的人教版普通高中生物学教科书包括3个选择性必修模块:《稳态与调节》《生物与环境》和《生物技术与工程》。教材是按课程标准的要求编写的,高中生物学课程标准提出的第一个理念就是“核心素养为宗旨”。因此,要理解和使用好新教材,充分发挥各模块教材的育人价值,首先要弄清各模块的核心素养侧重点。 课程标准凝练出的生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面,下面就按这4个方面来分析各模块教材的核心素养侧重点。 1 选择性必修1《稳态与调节》 1.1 生命观念 课程标准在本模块的说明中写道:“所有的生命系统都存在于一定的环境之中,在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持其稳态。”这是对生命活动规律的重要概括,也是贯穿本模块稳态与平衡观的核心内涵。通览课程标准和教材内容不难看出,稳态与平衡观是本模块所体现的生命观念的侧重点。在本模块教材中,人体的稳态及其调节是重点,人体的稳态与体内各种成分或因素的平衡是分不开的,如血糖平衡、水盐平衡、渗透压平衡等。建立稳态与平衡观,不仅需要了解什么是稳态与平衡,还需要了解机体是如何实现稳态与平衡的。实现稳态与平衡要依靠机体的各种调节过程,主要包括神经调节、体液调节和免疫调节。因此,虽然教材的许多内容是阐明具体的调节过程和机制,但其实都指向稳态与平衡观。 生命活动的调节都有一定的结构基础,教材在介绍调节机制时,首先要介绍相关的结构组成,因此,结构与功能观也是贯穿全书的。特别要说明的是,本模块还突出体现了生命信息观,这一点是容易被忽略的,这里结合实例进行重点分析。 仔细研究教材不难发现,神经调节、激素调节和免疫调节等内容都强调了信息和信息分子的重要作用。例如,“神经调节”一章的章首题图小诗: “是重帘低垂抑或星云闪亮, 不,是脑细胞织就信息之网。 万千信息在此传输交汇: 调节着机体的稳态, 更闪耀着智慧的光芒!”   人的大脑是物质的实体,是许多神经元的组合。但是不能把它仅仅理解为一个物质的实体,它是一个信息之网。信息调节着“机体的稳态”,这说明“生命信息观”与“稳态与平衡观”的联系;“更闪耀着智慧的光芒”,从信息的视角展现了生命的神奇。 本章第1节“神经调节的结构基础”将足球比赛作为问题情境,引导学生分析信息传递在比赛中的作用,进而分析运动员是如何通过神经系统获得和处理信息的。 “体液调节”一章同样有大量涉及生命信息观的内容。在讲激素的特点时教材中是这样写的:“激素种类多、量极微,既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动发生变化。有人说激素是调节生命活动的信息分子,你赞成这一说法吗?” 教材在总结神经调节、激素调节和免疫调节的关系时写道:“神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子(如神经递质、激素和细胞因子等),这些信号分子作用的方式,都是直接与受体接触的。受体一般是蛋白质分子,不同受体的结构各异,因此,信号分子与受体的结合具有特异性。通过这些信号分子,复杂的机体才能够实现统一协调,稳态才能够得以保持。” 这段话是对人体生命活动三大调节机制的高度概括,有助于学生从信息视角达成对稳态与调节的深度理解。 在“植物生命活动的调节”一章中,教材依然突出了生命信息观。这一章的章首页题图小诗写道: “唤醒沉睡的种子, 调控幼苗的生长。 引来繁花缀满枝, 瓜熟蒂落也有时。 靠的是雨露阳光, 离不开信息分子。”   “雨露”是物质,“阳光”是能量,此外,还“离不开信息分子”。短短两句,生命的物质观、能量观和信息观尽在其中。   1.2 科学思维 教材通过多种情境和材料,为培养学生的科学思维提供了丰富的素材。批判质疑、基于证据和逻辑推理,这是科学思维的3个基本要点[1]。第1个要点是对学生态度、精神和意识层面的要求。教材通过科学史上的典型案例,启发学生不畏权威、勇于质疑。第2个要点是基于证据。证据是需要去寻找的,寻找证据需要运用观察、实验、调查等方法,这在教材的“探究·实践”等活动中多有体现。第3个要点是逻辑推理。教材中许多“思考·讨论”活动都是引导学生运用逻辑去分析证据,通过推理得出结论。这一模块安排了大量的思维训练,尤其注重训练逻辑推理的严密性。 另外,比较分类的思维、建模思维、批判性思维、辩证思维和整体性思维,在教材中也有所体现。例如,引导学生对血浆的化学组成进行归类,训练比较和分类的思维;在“思考·讨论”中,“请你用简单的示意图表示内环境与外界环境的物质交换的关系”这一要求可以训练建模思维。 批判性思维在习题中有较多体现。例如,教材以“酸碱体质理论”的热点事件为情境,要求学生“运用本章所学关于内环境稳态的有关知识,并通过查阅相关资料获得更多的证据,尝试对‘酸碱体质理论’进行评判。”这就是训练批判性思维的。本题第二问“现在有些生产厂家在售卖饮用水时,宣称碱性水为‘健康水’。若你的亲朋好友为了健康而购买、饮用碱性水,你会怎么做?”在批判性思维的基础上还体现了社会责任。批判性思维还体现在教材设计的副栏思考题中,教材安排了专门的“批判性思维”小栏目。例如,“患免疫缺陷病的儿童,能否接种疫苗,尤其是减毒活疫苗?为什么?”这就需要具有批判性思维。批判性思维属于理性思维,并非一定要批判某种观点,它强调的是对自己和他人的思维过程进行审视。 教材中关于辩证思维的例子也有很多。例如,教材中有这样一道习题:“某同学的扁桃体经常反复发炎,医生建议他将扁桃体切除。请你判断分析:医生为什么给出这样的建议?这样做对身体是有利还是有害呢?” 学生已经知道扁桃体是重要的免疫器官。如果切除,到底对身体是有利还是有害?什么情况下该切除?什么情况下不需要切除?有益或有害都是相对的,要把握一个度,“两害相权取其轻”,这就是辩证思维。   1.3 科学探究 该模块教材的“探究·实践”活动只有两个:一个是“模拟生物体维持pH的稳定”,另一个是“探索植物生长调节剂的应用”。这两个探究活动的价值在于让学生体会模拟实验和对比实验的设计思路。通过第二个探究活动,还能够了解预实验的方法以及怎样设计梯度实验。这个活动与生产实践特别是农业生产、园艺方面的实践有着紧密的联系,有助于提高学生的实践能力。除了这两个活动外,教材中还介绍了很多研究方法和具体案例,特别是关于激素的内容,有很多科学研究的案例。学生通过分析科学家的经典研究案例,能够提高实验设计能力,提升科学探究素养。   1.4 社会责任 关于社会责任,教材除安排了课程标准中提到的健康生活、远离毒品等内容外,还有更加丰富的内容。例如,让学生通过学习人体稳态的内容认识到人体就是由许多细胞构成的社会,人体的稳态就是人体这个细胞社会的和谐。在此基础上推及人类社会,每个人就相当于社会的一个细胞。个人是社会的细胞,人体是细胞的社会。 “无论春夏秋冬,风云变幻, 它却总是轻波微澜。 稳态是生命系统的特征, 也是机体存活的条件。 它让每一个细胞分享, 又靠所有细胞共建。” 这是“人体的内环境与稳态”一章的题图小诗。人体内环境的稳态,是体内所有细胞共建的结果;内环境稳定了,让所有的细胞共享。将人体当作细胞的社会来认识,就暗含了一种社会责任教育。 本模块教材社会责任教育的具体内容还有关爱艾滋病病人、捐献器官、酒后驾车的危害、设计人工胰岛、讨论激素类药物应用的利弊、预防流感等。本模块“与生物学有关的职业”“与社会的联系”等栏目内容都比实验教科书更加丰富。   2 选择性必修2《生物与环境》 从课程标准和教材内容看,本模块的内容包括种群的特征和数量变化、群落的结构和演替、生态系统及其稳定性等内容。种群、群落和生态系统都是生命系统,认识它们的发展变化必然体现稳态与平衡观,认识它们的组成和结构必然体现结构与功能观。此外,探讨生态系统的物质循环、能量流动和信息传递,则体现了生命的物质观、能量观和信息观。 本模块教材在体现上述生命观念的基础上,还十分重视生态学观点。生态学观点是非常重要的,以往的教学大纲总是把生态学观点和进化观点作为生物学的基本观点。生态学横向考察生物与环境的关系,进化论纵向考察生物界的发展变化,这两个学科所形成的思想观念是统整生物学知识体系的两条主线,其中进化观主要在必修2《遗传与进化》中体现,生态学观点则主要在本模块教材体现。教材通过大量具体内容让学生认识到生物与环境相互依存、相互影响,二者是一个有机的整体,这就是生态学观点的核心内涵。 在科学思维方面,本模块教材最突出的是建构和运用数学模型。另外,该模块多处要求学生分析一个系统的内部因素、外部因素及相互作用,可见对系统思维、辩证思维和复杂性思维的要求也比较突出。例如,在“影响种群数量变化的因素”一节中,教材安排分析循环因果关系的活动,培养学生的复杂性思维。在这一节还安排了“分析循环因果关系”的思维训练: “在生物学上,许多生理或生态过程的因果关系是循环性的,也就是说,一定的事件作为引起变化的原因,所导致的结果又会成为新的条件,施加于原来作为原因的事件,使之产生新的结果。如此循环往复。请分析以下生物学过程因果关系的循环性并回答问题。 1.甲状腺激素分泌的调节。 2.猎物和捕食者种群数量变化的相关性。 3.人类活动中是否也能找到类似的例子?” 第三问留给学生非常广阔的思维空间,提示学生将来在做决策时,既要考虑决策的直接结果,也要考虑连锁反应和长远效应,社会责任教育与科学思维的训练就这样结合在一起了。 在科学探究方面,课程标准要求的调查类活动比较多,这在探究能力的培养上具有独特的价值。教材在落实课程标准要求的基础上,又安排了一些设计、制作类的探究活动,既密切联系现实生活,又有较大的开放性,有利于培养学生的创新精神和实践能力。本模块量化探究较多,有利于培养学生运用数学方法进行科学探究的意识和能力。 在社会责任方面,与《稳态与调节》联系个人健康有明显不同,本模块侧重于联系农业生产和环境保护。另外,该模块也强调了建设生态文明和美丽中国的社会责任。   3 选择性必修3《生物技术与工程》 从课程标准中本模块的学业要求可以看出,本模块的生命观念教育侧重在生命伦理观。现有的、天然的生物无法满足人类的需求,可以通过改造生物的基因、细胞,进而改造生物的特性来造福人类,因此产生了基因工程、细胞工程。这就涉及能否和如何改造现有的生命体,以及生物技术的安全性等观念,这都属于生命伦理观的范畴。 为什么可以通过改造生物的特性来造福人类呢?如何改造生物的特性?对这两个问题的回答需要基于以下生命观念。第一,生命体本身是变化的,因此是可以改变的。这是改造生命的内在逻辑。如果生命体本身是从来不变的,那人类就不能改变它。第二,生命体的发展变化是有规律的,因此,人类对生物的利用和改造要合规律。第三,生命系统是复杂的巨系统,人类对它的认识是十分有限的,因此,改造生命体要格外慎重,要权衡其效益和风险,使其合目的。合目的就是能为人类造福,不仅是要合乎眼前的利益,还有考虑长远的福祉。 改造生命体要做到合规律,就需要运用生命的结构与功能观、物质与能量观等生命观念,指导生物技术的研发活动。例如,教材在介绍动物细胞的培养条件时写道:“我们知道,动物体内的细胞之所以能够维持正常的生命活动,有些细胞还能不断增殖,是因为机体给这些细胞提供了适宜的条件,包括充足的营养、稳定的内环境等。在体外培养动物细胞,也需要满足类似的条件。” 这段话告诉学生,体外培养细胞要合规律。细胞的生活需要适宜的条件,体外培养细胞,就需要给细胞提供合适的条件。合规律才能合目的。 关于权衡效益和风险,教材在多处设计了这方面的思考题。例如,掌握了某种生物技术,能应用这个技术解决哪些问题呢?解决这些问题的大致思路是怎样的?这样做会有什么风险? 从思维方面来看,这个模块更突出的是与科学思维并列的技术思维、工程思维以及伦理思维,这是本模块在提升思维方面的独特价值。按照STEM教育的理念,欲培养创新和实践能力,需要将科学、技术、工程和数学学科有机融合,本模块很好地体现了这种融合。有学者认为,科学思维主要是以概念作思维的工具,属于抽象逻辑思维;技术思维的形式包括抽象思维和形象思维等,但它更强调和突出的是形象思维(以头脑中的表象为思维的工具)和实践经验;而工程思维是在技术思维的基础上,用一系列技术的组合,去完成系统化的任务,更加需要在抽象思维和形象思维基础上的综合思维[2]。科学思维是在认知领域去寻找问题的答案,是认识事物本质和规律的求真思维。技术思维和工程思维是去制造自然界没有的东西,是在实践领域思考如何制造产品的求用思维。伦理思维是思考人类的行为、技术和工程如何更符合人类的利益,包括近期利益和远期利益、局部利益和整体利益等,是求善思维。对培养创新型科技人才来说,科学思维、技术思维、工程思维和伦理思维都是不可或缺的,由此可见本模块在育人价值上的不可替代性。 关于科学探究,本模块动手实践的探究活动多,大多是让学生运用所学生物技术亲自动手制作相关产品,其目标不是去解释某个现象,而是通过技术层面的操作来获得产品,有利于培养实践能力。在实践活动的写法上,不仅对操作细节有明确要求,而且对技术原理和工程设计的思路有清晰的阐释,还要求学生进行技术和工程的设计,这对于培养学生的技术思维和工程思维大有裨益。 本模块的社会责任要求主要是将科学技术理性地运用于社会,为人类造福,同时全面权衡其影响。本模块教材着重引导学生学习应用生物技术解决生产、环境保护及人类健康问题,同时让学生认识到,要理性地运用生物技术,关注生物技术的安全性和伦理问题。另外,教材在每一节开头和结尾都分别安排了“从社会中来”和“到社会中去”栏目,前者创设一个来自社会实际的情境并提出问题;后者探讨本节所学技术的应用,培养学生的社会责任素养。   参考文献 [1]赵占良.对生物学学科核心素养的理解(二):科学思维及其教学[J].中学生物教学,2019(10):4-7. [2]李永胜.科学思维、技术思维与工程思维的比较研究[J].创新,2017,11(4):27-34.  来源:《中学生物教学》2020年6期  
 1   0  107天前
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  摘要:教材在继承原实验教材优点的基础上,全面落实课程标准的要求,发展核心素养。必修教材框架结构、组织主线总体维持不变,章节有微调,内容全面更新;选择性必修则依据课程标准的要求,以原实验教材为基础,重新构建教材框架。同时,整合、优化教材中的学生活动。修订后的教材整体深度、难度维持与原教材基本持平。教材修订时,对教材组织形式和栏目做优化,系统设计科学方法、思维训练内容,更新课后阅读、增加反映我国科学家最新研究成果和我国建设成就的内容;同时,全面更新插图和版式,提升教材美观度。  关键词:高中生物学  教科书  人教版  2019年秋季,部分省市开始使用《普通高中教科书生物学》(以下简称新教材)。新教材是以原实验教材为基础修订而来。教材修订以党的十八大、十九大精神为指导,努力落实立德树人的根本任务,以培养高中学生核心素养为宗旨,遵循学生身心发展规律,努力践行社会主义核心价值观。教材修订以新课程标准为根本依据,在广泛调研、总结经验、反思不足的基础上,吸收原实验教材的优点,在继承的基础上努力创新。  教材修订工作于2016年初启动,到2019年6月最终完成,历时3年多。期间,几十人的编写团队反复研讨打磨,上百名专家、教师参与审稿,上千名学生参与试教;先后经历多次送审和修改,经历几十次征求意见会和无数次磨稿。在修订工作开展之前,还有数年基于课题研究的准备,可谓十年磨一剑。  一、教材在知识内容选择与学生活动设计方面的修订情况  1.“科学家访谈”更新访谈对象  原实验教材每本书开篇的“科学家访谈”,用科学家现身说法,以培植学生的科学精神;用我国科学家为例来体现我们科学研究的成就,以帮助学生养成爱国情怀。因此,教材修订时予以保留。鉴于原实验教科书中“科学家访谈”介绍的科学家多数年事已高,因此本次修订时对访谈的科学家做了更新。新教材5本书访谈的科学家分别是施一公院士、袁隆平院士、许智宏院士、方精云院士、杨焕明院士。各模块访谈的科学家都是各研究领域的杰出人物,所做的科学研究工作与各册教材主体内容有密切关联,所取得的科研成果学生易于理解,因此有利于激起学生学习生物学的兴趣。  2.教材知识内容的变化情况  考虑课程标准关于必修的内容要求没有根本性的变化,原实验教材使用十多年来一线师生普遍认可其总体框架结构,因此必修教材的总体框架结构不做颠覆性的改变。同时,考虑课程标准的内容要求有少量调整,也考虑一线师生对原实验教材的意见和建议,教材章节内容做局部微调、优化。选择性必修三个模块跟原有教材相应内容比则有较大的变化。原《稳态与环境》模块被拆为两个模块——《稳态与调节》和《生物与环境》,按照课程标准的要求,学时翻一倍,内容有增加,因此这两本教材的内容都需要进一步充实。《生物技术与工程》主体内容是原选修3《现代生物科技专题》中除了生态工程之外的全部内容,加上选修1《生物技术实践》有关微生物利用的内容,以及选修2《生物科学与社会》发酵工程的部分内容,因此,新教材需要将有关内容进行整合。教材知识内容方面主要有以下变化。  (1)《分子与细胞》模块  在维持基本框架结构不变的情况下微调。  第1章“走近细胞”,删除了“生命活动离不开细胞”,并将“细胞学说的建立过程”提前到第一节,充分阐述了细胞学说建立的意义。  第2章 “组成细胞的分子”内容略有调整,修订后的5节按照知识从易到难的顺序安排,依次是:细胞中的元素及化合物、细胞中的无机物、细胞中的糖类和脂质、蛋白质是生命活动的主要承担者、核酸是遗传信息的携带者。教材中关于水、蛋白质的内容略有增加,阐述更为透彻。  第3章 “细胞的基本结构”,将原实验教材第4章“生物膜的流动镶嵌模型”移到了“细胞膜的结构与功能”一节,将细胞膜的功能和结构整合在一起。这样既符合教师的教学习惯,也能更好地体现结构与功能观。  第4章 “细胞的物质输入和输出”,原实验教材流动镶嵌模型的内容移走后,重新组织的两节分别为“被动运输”“主动运输与胞吞、胞吐”。阐述物质进出细胞方式的具体内容有一定的更新。  第5章 “细胞的能量供应和利用”,四节顺序依旧,但是具体内容,包括关于ATP、细胞呼吸、光合作用的探究历程和光合作用的原理的内容等,都有更新。  第6章“细胞的生命历程”,将原教材第4节“细胞的癌变”的内容移入了《遗传与进化》;关于有丝分裂的内容明晰了细胞周期包括分裂间期和分裂期;细胞全能性定义改为:是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。  (2)《遗传与进化》模块  保留原实验教材的以人类探索遗传物质奥秘的历程的教材主线,又根据新课标要求做了一些调整。新课标在“遗传与进化”模块增加了表观遗传、生物进化的证据等内容,原在必修1安排的“细胞的癌变”也移到必修2,因此,必修2的内容有所扩增。考虑到课时有限,因此将原实验教材第6章“从杂交育种到基因工程”删除,有关育种的内容简化后分散到各章节相应内容中。教材在“基因表达与性状的关系”一节,用一个黑体字标题的内容、一页半的篇幅介绍表观遗传。为落实课标具体内容的要求,第6章内容有较大的变化。首先,由于要有机融入“共同祖先的证据”,增加“生物有共同祖先的证据”作为第一节,这样本章的立意就不再是介绍现代生物进化“理论”,而是介绍“生物的进化”。第二,原教材的两节内容重新组织,将“自然选择”的内容单独成节,阐述自然选择与适应的形成,从而更好地凸显“进化与适应观”。  (3)选择性必修1《稳态与调节》  共5章,分别是人体的内环境与稳态、神经调节、体液调节、免疫调节、植物生命活动的调节。与原必修3前3章内容相比,由于课程标准具体内容要求的变化,神经调节、体液调节、免疫调节都由一节扩充为一章,内容有较多扩充。特别是神经调节的内容,由于分级调节、人脑的高级功能都各安排了一节介绍,内容扩展较多。植物生命活动的调节一章,也根据课程标准要求,增加一节环境因素参与调节植物的生命活动。  (4)选择性必修2《生物与环境》  共4章,分别是种群及其动态、群落及其演替、生态系统及其稳定性、人与环境。其中关于种群、群落的内容都有所扩展,增加影响种群数量变化的因素、群落的主要类型的内容。“人与环境”一章为落实课程标准的要求,将生态环境的保护与原属于选修3的生态工程整合安排。生态工程由原选修3的一章精简为一节,内容大大简化。  (5)选择性必修3《生物技术与工程》  共4章,分别是发酵工程、细胞工程、基因工程和生物技术的安全性与伦理问题。发酵工程的主要内容对应原选修1和选修2部分内容;其他3章则对应原选修3部分内容,胚胎工程在细胞工程一章内安排。在生物技术的安全性与伦理问题一章内,新教材根据国家近年出台的有关政策和文件,明确了经过审批上市的转基因作物的安全性与传统作物的并无差异。  3.整合、优化学生活动  与教材正文内容关联的学生活动,整合为两大类,从而便于教学。原教材中的“实验”“探究”“模型建构”“模拟探究”等整合为“探究·实践”,“资料分析”“资料搜集与分析”“思考与讨论”等整合为“思考·讨论”。整合之后,教材正文中的栏目基本上可分为两大类,一类是需要观察、实验、制作等需要动手操作的活动:“探究·实践”,一类是基于资料、不需要动手操作的活动:“思考·讨论”。  两类活动均做了修改和完善。“思考·讨论”类活动更加聚焦各章节重点学习内容设计,全方位地更新资料、完善思考讨论的问题。“探究·实践”类活动则根据教材修订之前的调研结果和新课标的要求,进行删减、增补、改写等,其目的是增强活动可行性,提高活动的教育价值。以下重点介绍“探究·实践”类活动的修改情况。  必修模块两本教材中的“探究·实验”活动,主要是精简、提高可行性,同时,根据课程标准的要求,增补个别实验。  《分子与细胞》删除3个实验,调整1个实验,补充1个实验。删除的3个实验为:观察DNA和RNA在细胞中的分布(实验操作难度大,效果不理想),体验制备细胞膜的方法(实验材料不容易得到,效果不理想),细胞大小与物质运输的关系(实验价值不大)。其中“细胞大小与物质运输的关系”改为“思维训练 运用模型作解释”,保留其发挥思维训练的价值。“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”则按照课标要求调整为“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”。按照课标的要求增加“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”,该实验可以说明酶的专一性。  《遗传与进化》模块,原教材中的“脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”探究活动改编为“思考·讨论”活动,降低难度;“建立减数分裂中染色体变化的模型”增加一个活动“模拟四分体时期非姐妹染色单体间的互换”,以帮助学生深刻理解减数分裂过程中染色体变化;增加“抗生素对细菌的选择作用”的探究实践,意在让学生通过该实验加深对较为抽象的“自然选择”的理解。  选择性必修模块三本教材中的“探究·实践”活动,原实验教材中可行性好、教育价值高的探究实验活动保留并完善,同时根据课程标准的要求做取舍、补充。  为了提高探究活动的可行性,有的实验调整了实验环节,明晰了实验步骤;有的增加了备选的实验材料。例如,“检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”,删除了容易变色的苹果匀浆、马铃薯匀浆,增加了葡萄匀浆、白萝卜匀浆;删除了苏丹Ⅳ染液,减少了实验操作环节。  增加关键实验操作或实验现象的图示,以帮助学生更好地完成实验。例如,在“检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”中,增加三种有机物与相关试剂的颜色反应;在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中,增加了有丝分裂各个时期的图像,等等。  为了营造开展实验探究的情境,一些实验增加了相关的情境导入。例如,在“检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验前增加这样的一段话:“正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别,我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配,以满足机体的营养需要。我们的食物来自各种生物组织。那么,怎样检测不同生物组织中的营养物质呢?通过下面的探究实践,你可以尝试检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。”  4.教材审读、难度基本维持原教材水平  根据征求意见会和试教了解的信息并结合教材文本分析,可以认为,必修教材修订前后总体难度维持在原教材的水平:教材的章、节数量略有减少,必修两本教材总页面数比原实验教材略有减少;教材所涉及的生物学重要概念的内容,总体与原实验教材相当;实验探究活动有删减有补充,总体数量略有减少,实验探究的可行性有较大的提高。因此,总体深度、难度与原实验教材的深难度基本相同。部分内容看似增加了文字,但是实际上,增加的文字材料是学生理解重要知识的脚手架,能帮助学生更好地建构概念,因此,不属于增加难度。例如,《分子与细胞》第2章第2节“细胞中的无机物”中,用楷体字(选学)增加了水作为良好溶剂的原因分析与说明,可以帮助学生更好地理解为什么水对于细胞的生活那么重要。有些新增内容是根据课程标准要求新增的,教材在处理有关内容时,尽量做到简明扼要、通俗易懂。例如,《遗传与进化》根据课标要求增加表观遗传,由于这部分内容较为复杂,教材尽量简化处理。   简而言之,新教材必修内容略有精简,内容分量的分布更加均衡合理,学生的学习负担略有减轻。  三本选择性必修教材的情况,既与必修教材有所不同,3本之间的情况也不尽相同。选择性必修1、选择性必修2的内容跟实验教材比有所扩展,但考虑学时也增加到原来的两倍,因此判断其深度、难度与原教材差别不大。选择性必修3的内容以原有选修3为主体,整合原有选修1、选修2的部分内容。教材阐述各工程时,精简细节操作流程,突出生物技术和工程的原理、应用,以便学生更好地理解、感悟生物科学技术在社会生活中的作用。因此判断其总体难度比原教材略有降低。  二、教材组织方式和栏目的升级与优化  本次修订,教材在全书的科学家访谈,各章引言、各节内容组织、章小节等方面,都做了进一步的优化。  1.章首页、章小结与章后习题的更新  新教材继承原实验教材章首页风格,继续保留引言、题图与格言警句小诗相配的方式,但引言和图片都特别注意创设学习情境,激发学生兴趣,体现问题驱动,为通过本章发展学生的核心素养打下较好基础。各章首页的题图都做了优化,以在贴近本章学习内容的前提下尽量体现美感。格言警句或小诗也有部分做了升级,以便更好地呼应本章的核心素养要求。章引言的修改则努力创设真实情境,提出的问题都指向本章学习的核心内容,指向生物学思想和学习本章应建立的生命观念。例如,《分子与细胞》第2章的章引言里,用“石像无论多么栩栩如生,人们也不会认为它是生物”,以日常经验创设情境,引导学生去思考的问题则指向细胞的物质性、细胞物质的特殊性,由此再次扣到本章研究生物大分子的重要性,隐含着蛋白质、核酸承担的功能是建立在分子结构基础上的这一认识。  本章小结分两部分:理解概念、发展素养。其意图是引导学生注意:既要重视概念的学习,也要关注基于概念提升素养。  章后练习是“复习与提高”,题型分为选择题与非选择题两大类,与高考题型对接。章后的习题注意综合性的考查,在检测概念的同时也注意考查核心素养。  2.各节教材组织形式的进一步完善  教材在内容组织上总体继承原实验教材的方式。每一节用“问题探讨”引入,用“本节聚焦”点出本节重点学习目标,对不同要求的学习内容用不同的字体、栏目做安排,用主辅栏设计的方式既突出主干又兼顾拓展提升,节后练习题分层次、兼顾基础要求与较高要求,等等。在继承的基础上,也有创新和变革。变化主要表现在以下方面。  ①“问题探讨”更强调真实情境和贯穿的情境  原实验教材每一节设计的起始活动“问题探讨”,可以起思维热身作用。本次教材修订,“问题探讨”则更加注重真实问题情境创设,有的还是作为本节内容贯穿情境的一部分。例如,《分子与细胞》第1章第1节的“问题探讨”创设的情境是:大熊猫与它吃的冷箭竹虽然形态迥异,但都是由细胞组成。同时,正文内容也呼应这一情境:在“细胞是基本的生命系统”的学习内容里,再次以大熊猫和冷箭竹为情境素材,起到贯穿性情境的作用。  ②本节聚焦的内容更新  “本节聚焦”栏目起提示本节学习重点的作用。教材修订时,虽然修改文字不多,但立意却转向提示发展素养的要求。例如,必修1第1章第1节的“本节聚焦”,由“为什么说细胞是基本的生命系统?”改为“怎样理解细胞是基本的生命系统?”反映了由知识本位转向概念应用、素养发展。选择性必修3第4章第1节的“本节聚焦”,由“我们应该怎样看待转基因技术”改为“怎样基于证据和逻辑,看待转基因产品的安全性?”就凸显了科学思维、“证据、逻辑”的重要性。选择性必修1在《神经冲动的产生和传导》一节的“本节聚焦”,增加了“为什么不能乱用兴奋剂和吸食毒品?”突出了本节在提升“社会责任”担当意识和能力方面的教育价值。  ③节后习题的更新  原创了大量考查核心素养发展水平的习题。节后习题分层次,既重视概念的检测,也关注拓展应用。既关注知识,也注意引领学生建立生命观念、磨砺科学思维、提升社会责任。不少习题都注意结合生活实际创设情境,引导学生在情境中运用知识解决问题,并尝试从科学、技术、社会的关系去探讨问题,提升爱国精神、科学精神和人文情怀。例如,以下原创习题,就是引导学生运用概念解决真实情境的问题。  将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃水中热烫处理2 min,可较好地保持甜味。这是因为加热会(  )  A.提高淀粉酶的活性      B.改变可溶性糖分子的结构  C.破坏淀粉酶的活性      D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性  ④科学方法、思维训练栏目的更新  教材修订时,在继承原教材重视科学方法、注重科学思维训练等优点的基础上,进一步系统设计科学方法训练内容,增补、完善重要的科学方法,进一步充实了“思维训练”(由原实验教材为“技能训练”)的内容。科学方法栏目增加了“归纳法”“加法原理和减法原理”等。思维训练增补“运用证据与逻辑评价论点”“区别假设与预期”“质疑与理由”“分析循环因果关系”“溯因推理”“辨别偷换概念”“评估获取证据的难度”等。新教材系统地从证据的获取与甄别、数据的处理与解释,到辨别假设、展开推理、评估论断等多个方面训练学生的思维技能。  ④课外阅读材料更新  新教材保留的原实验教材课后阅读栏目有“科学?技术?社会”“与生物学有关的职业”“科学家的故事”“生物科学史话”等,原实验教材的“科学前沿”改为“生物科技进展”。这些课后阅读栏目内容基本都做了更新,增加了体现科技新进展和更具时代气息的内容,特别是增加了不少反映我国科学家取得的科研成果,增加反映我国最新建设成就的内容。例如,必修1的“世界上首例体细胞克隆猴的诞生”、选择性必修1的“中国脑计划”、选择性必修2的“定量评估我国陆地生态系统的固碳效应”,介绍了我国科学家最新取得的研究成果。选择性必修2的“塞罕坝今昔”反映了我国生态建设成就。  3.选择性必修3 《生物技术与工程》教材章节结构的独特性  选择性必修3 《生物技术与工程》,教材章节总体结构与其他4本教材基本相同,但也有本模块的独特特点。  一是每节教材的起始栏目为“从社会中来”。该栏目一般结合社会生活中与本节学习内容有关的现象,以此作为学习背景,提出与本节工程技术有关的问题。每节课文结束,安排了“到社会中去”栏目,一般都是引导学生进一步关注社会生活中与本节学习内容有关的现象、实例,多数都需要学生付诸行动。这样首尾呼应,可以让每一节的学习都紧扣社会生活。本模块教材的“从社会中来”和其他模块的“问题探讨”形式上略有不同,但本质上都是营造学习的问题情境,导向与本节学习密切关联的核心问题。  二是在每一章,在学习各节具体内容之前,都有一篇“科技探索之路”,简要介绍本章要学习的生物技术与工程的发展脉络,从而让学生知道技术从哪里来,体会科学技术一直在发展进步,感悟生物技术与工程还会不断进步。  这样设计本模块教材,可以更好地体现本模块生物技术与工程在社会生产、生活中的应用,引领学生理解生物技术的发展和工程应用促进社会进步和生活改善,理解科学技术的价值,关注科学技术与社会的关系。  三、插图全面更新、版式进一步升级  本次教材修订时,对教材的插图做了全面更新,对版式、风格做了较大的调整。在栏目版式设计、图文整体设计等方面,做了较大的修改。调整后,版面更加生动、新颖、美观,风格淡雅。  教材修订时,对插图做了大量的更新,并提升插图的有效性。一方面,重新绘制了大量插图,这些插图涉及分子、细胞、生物体、生态系统的结构、生物进化的历程等,以及呼吸作用、光合作用、基因表达、神经调节等生理活动。另一方面,充实了大量照片,包括显微照片,以及真实的场景等。从而帮助学生更好地学习生物学基本知识,帮助他们理解生物学概念、提升生命观念。  在插图更新时,我们还注意插图细节的完善。例如,必修2全书涉及DNA或RNA碱基配对的图很多,用于表示A、T、G、C、U碱基的图形和颜色做到了全书统一。  特别值得一提的是,本次修订时,许多插图和照片为原创。教材中的原创图片大多是由责任编辑和主编提出创意,插图画家绘制,历经反复修改才完成。有不少照片是原创拍摄,有的是联系有关科学家获得一手照片,有的是从专业机构购买。  版式设计上,继承原实验教材主副栏功能区分的优点,并做到每章和每节都另起页。在版式上做了全面的优化和升级。栏目的图标全部做了更新,栏目形式全部做了整体设计。新的版式,总体风格淡雅,便于阅读、学习。  四 落实发展核心素养要求——教材修订的核心任务  发展核心素养是教材修订时的核心任务。教材在全面落实学科核心素养的要求的同时,又不局限于学科核心素养四个方面的要求,而是关注学生的全面发展。教材通过聚焦生物学概念建构,基于概念发展素养;通过创设情境发展素养;通过渗透与总结提炼相结合的方式落实核心素养要求;通过习题检测、提升核心素养。有关内容笔者另文介绍。
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摘要:发展核心素养是《普通高中教科书生物学》修订时的核心任务,教材全面落实学科核心素养的要求。同时有又不局限于学科核心素养的4方面,而是关注学生的全面发展,帮助学生实现核心素养的全面提升。教材通过聚焦生物学概念建构,基于概念发展素养;通过创设情境发展素养;通过渗透与总结提炼相结合的方式落实核心素养要求,通过习题检测、提升核心素养。  关键词:高中生物学  教科书  核心素养   《普通高中教科书 生物学》的修订历时3年有余,2019年秋季正式使用。期间几十人的编写团队反复研讨打磨,上百名专家、教师参与审稿,上千名学生参与试教。在修订工作开展之前,还有数年基于课题研究的准备,可谓十年磨一剑。教材修订以《普通高中生物学课程标准(2017年版)》为依据,以发展学生核心素养为宗旨,在继承原实验教科书优点的基础上,借鉴国际科学教育发展的新成果,提升教材育人价值。其中,落实学生发展核心素养的要求,是教材修订工作中的核心任务。  一、全面落实生物学学科核心素养的要求  教材编写时,认真考虑课程标准关于学科核心素养的有关要求。在新一轮高中课标修订启动后,我们就对学科本质、学科核心素养做了研究和梳理。我们认为,生物学的学科本质表现在其自然科学的基本属性、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[[ 赵占良. 试论中学生物学的学科本质. 中学生物教学,2016年1~2期: 4-8.]]等方面。高中生物课程在学生核心素养发展方面的基本价值,是让学生形成基本的生命观和生物学基本观点,提升科学素养[ 谭永平.从发展核心素养的视角探讨高中生物必修内容的变革.课程·教材·教法,2016年第7期: 62-68]。生物学学科核心素养生物学学科核心素养所包含的价值观念、必备品格和关键能力,体现出生物学教育价值;学科核心素养中,生命观念、科学思维、科学探究、社会责任之间,彼此关联;它们都需要以生物学概念为支撑,又在价值观、品格与能力层面走向一致,具有整体性[ 谭永平. 生物学学科核心素养:内涵外延与整体性. 课程教材教法, 2018年第8期:86-91.]。  基于研究总结,我们将发展学科核心素养的要求全面落实到教材具体的章节内容之中。以下按照生物学学科核心素养的四个方面分别展开叙述。  (一)生命观念的理解、提炼与教材落实  在认真理解课程标准的基础上,参考生物学哲学和国际科学教育新进展有关认识,我们认为,生命观念主要包括物质与能量观、结构与功能观、稳态与平衡观、进化与适应观、系统观、信息观、生态观等。其中,物质与能量观、结构与功能观、稳态与平衡观、进化与适应观是课标明确提出的生命观念,系统观、信息观、生态观则是对课标中“如结构与功能观……等”中“如”和“等”字的具体诠释。之所以将系统观、信息观和生态观纳入生命观念的范畴,理由是:细胞、个体、生态系统等都是生命系统,生命系统不是其组分或局部结构的简单堆砌,而是有机的整体,“整体大于部分之和”,仅基于结构与功能观尚不能准确理解生命系统的整体性,以及各部分之间的相互作用,因此,系统观的提炼确有必要;信息观对于深刻理解基因的本质、生命活动调节的机制,以及生态系统的结构和功能等具有关键作用,应该予以重视;生命系统都是存在于一定环境中的开放系统,要深刻理解生命系统与环境的关系,以及人与自然的关系,则应该上升到生态观。  教材在落实“生命观念”时,一方面,在选择和组织内容时以生物学思想观念为组织线索,发挥生命观念对生物学概念的统摄作用。例如,必修1《分子与细胞》以系统观(细胞是基本的生命系统)为主线,同时,物质与能量观、结构与功能观体现在许多章节内容中。必修2《遗传与进化》以人类对基因本质的探索为主线,其中隐含着信息观——基因的本质是信息。进化与适应观重点落在必修2有关进化的内容中,但在全套书中也时有渗透。选择性必修1《稳态与调节》显然主要反映了稳态与平衡观,稳态的调节自然也离不开信息,因此,信息观也蕴含其中。生态观是选择性必修2《生物与环境》的核心观念,在生物进化、生命活动的调节等很多内容中也时有凸显。另一方面,教材在引导学生建构具体概念时,特别注意引导学生在理解概念的基础上提升生命观念。后文将就此进一步展开讨论。  教材里引导学生提升生命观念时,非常关注观念的融合,避免割裂地、片面地理解生命观念。例如,必修1教材既有系统观为主线,也经常渗透进化与适应观。例如,必修1第1章第1节“生命活动的基本单位——细胞”,分析细胞学说的建立过程时通过讨论题引导学生思考细胞的多样性与统一性之间的关系,这一节的练习题还引导学生去思考细胞学说与进化论的关系,进化与适应观蕴含其中;第2章介绍细胞中的无机物(水)时以生命起源于海洋开篇,在第3章第1节介绍细胞膜的时候也是从生命起源的视角展开,在第3章第2节课后练习“拓展应用”中引导学生关注细胞器与生物进化的关系,都在引导学生将系统观、进化与适应观关联起来。这样,学生可以将生命观念有机融合。  (二)进一步充实科学方法,加强科学思维训练  在继承原教材重视科学方法、注重科学思维训练等优点的基础上,新教材进一步系统设计了“科学方法”栏目内容,增补、完善重要的科学方法,充实了“思维训练”的内容。例如,在必修1在第1章第1节增加科学方法“归纳法”,在第5章增加“运用证据与逻辑评价论点”的思维训练,必修2第2章充实了“综合概括”的思维训练。  在选择性必修教材中,增加了“区别假设与预期”“质疑与理由”“验证假说,预测结果”“分析循环因果关系”“溯因推理”“辨别偷换概念”“评估论断的可信程度”“评估获取证据的难度”等思维训练内容。经过充实,全套教材中的思维训练更加系统、全面,从证据的获取与甄别、数据的处理与解释,到辨别假设、展开推理、评估论断等多个方面训练思维技能。训练思维技能的同时,也是尊重事实与证据,尊重逻辑这一思维品格的养成过程。  除了思维训练栏目,教材在文字叙述、学生活动设计等方面,也都注意训练学生的思维,从而使得教材中科学思维的训练显隐结合,潜移默化与总结提升相结合。这样,教材有助于学生更好地全面达成课程标准中关于科学思维这一学科核心素养的要求。  (三)重视真实情境下的探究实践,培养创新精神和实践能力  发展学生核心素养的关键在“做”。因此,教材专门安排了若干“探究·实践”活动,新教材提高了探究实践活动的可行性。鉴于有关科学探究的内容,一线教师已经非常熟悉,本文不对科学探究做全面分析,仅从实践育人的角度举两例说明。  教材中的“探究·实践”,无论是验证性实验,还是探究活动,都既有实验操作的指导或者探究方案设计的提示,也有具有思维力度的讨论题,引导学生在做中学、做中思、做中悟。在教材的许多“探究·实践”中,都一再强调仔细观察、认真记录,强调听取质询、进行答辩、反思,体现了在实践中建立科学态度的导向。有的“探究·实践”是探究性实验,教材特别注意引导学生在实践中体验探究过程,提升探究能力。例如,必修1“探究植物细胞的吸水和失水”,引导学生理解如何根据现象提出问题,让学生思考如何针对问题作出假设,再设计并完成实验来验证假设,从而体验探究过程,提升探究能力。考虑这个探究是本套教材第一个探究性实验,加上设计实验需要一些有关化学知识和生物学实验操作技能,教材给出了参考案例供学生参考。在“影响酶活性的条件”这个“探究·实践”活动中,则将提出问题、作出假设都交给学生自己完成,让学生根据实际需要选择材料用具来开展探究,从而进一步提升探究能力。有的“探究·实践”具有一定的工程实践特征,如选择性必修3“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”,教材则注意引导学生运用所学知识和工程思维,设计最佳方案获得产品,在实践中感悟和体验。  (四)注意提升学生的社会责任担当意识和能力  教材的正文、栏目、活动、课后练习等,都努力引导学生关注社会上与生物学有关的议题,关注生物科学技术在生产生活中的应用。教材正文中设有“与社会的联系”栏目,引导学生结合具体的知识内容,探讨社会上与生物学有关的议题,在社会生活中,运用所学生物学知识和已经掌握的科学思维方法,并将生命观念用于指导实践。教材课后阅读安排有“科学·技术·社会”“与生物学有关的职业”等,引导学生关注生物科学技术在社会中的应用,并为他们的职业规划提供参考。除了特定栏目,教材还通过多种方式,立体、全方位地引导学生提升社会责任担当能力和意识。例如,必修2第5章“基因突变及其他变异”,教材利用“与社会的联系”栏目,引导学生结合所学表观遗传学知识,认识吸烟的危害,倡议他们运用有关知识,向亲友宣传戒烟的道理。在必修2第6章第3节,安排了“探究·实践 抗生素对细菌的选择作用”,让学生通过探究体会抗生素滥用可能的危害,课后习题中引导学生关注超级细菌与抗生素滥用的关系,由此加强学生认同国家的医药政策,提升社会责任意识。必修2最后一节“与社会的联系”,从人类也是进化的产物,引导学生思考人与其他物种的关系,提升生态意识、责任意识。这一节的习题,还从隔离、进化、生物多样性保护的角度,引导学生分析在修高速公路或铁路时,如何权衡在地面铺设还是架设高架桥的方案。这也是引导学生将所学知识运用于社会生活中有关议题、决策之中,提升责任担当。  二、既立足学科核心素养,又关注人的全面发展  教材在发展学生核心素养方面,立足于生物学学科核心素养,但并不局限于这四条,而是在此基础上,从以下几方面关注学生的全面发展。  (一)反映科学的本质与科学精神  作为科学课程的生物学,自然应该反映自然科学的属性,培植科学精神。这样的地方非常多,以下仅举一例。例如,必修1第5章的本章小结中写道:“基于酶和光合作用的探索历程的学习,认识到科学是在实验和争论中前进的,伟大科学家的观点也可能有一定的局限性。科学工作者既要继承前人的科学成果,善于汲取不同的学术见解,又要有创新精神,锲而不舍,促进科学的发展”。这段话中涉及的科学本质观、开放包容的学术态度等,虽未明确写在“学科核心素养”条目中,但对于学生的发展都是重要的。  (二)家国情怀与人文关怀  引领学生感悟家国情怀,建立人文关怀,也是教材修订时考虑的重点。  1.引导学生建立热爱祖国的情感  教材在具体内容的叙述、习题的设计之中,将热爱祖国的情感教育渗透在细节里。这样的例子很多,以下只是其中一部分。在必修1第1章第1节的“问题探讨”,特意选了冷箭竹和国宝大熊猫为例子。虽然从学科知识的角度看,冷箭竹作为这一素材并不是十分理想。比如,冷箭竹的叶肉细胞形状很不规则,与学生所认识的普通细胞相比显得有些怪异。但是,我们考虑大熊猫是最具有中国特色的标志性动物,整套高中生物学教材开篇的第1节、第一个学生活动就用它做“主角”。必修2第4章“复习与提高”设计了一道“苯丙酮尿症”的题目,以前以该情境出题,大多考病因及治疗方法,但是这次我们特意增加了“我国政府针对苯丙酮尿症患儿制订的特殊奶粉补助项目”的情境,引导学生思考,由此体现了我国政府对特殊人群的关爱,既落实了“社会责任”这一核心素养,又体现了我国的制度优势,渗透了社会主义核心价值观,反映“制度自信”。选择性必修教材中也有很多类似例子。例如,在选择性必修2《生物与环境》中,多处介绍了我国党和政府重视保护生态环境,让人民的生活环境更加美好。  教材注意反映我国科学家的研究成果、贡献,其意图也是培养学生的爱国情怀。每个模块开篇都继承原实验教材的传统,安排了“科学家访谈”,意在通过介绍我国杰出科学家的事例,让学生从中获得多方面的教育;同时,也可以反映我国科学家所做的贡献。教材在具体的介绍时,也注意反映我国科学成果。例如,我国科学家2017年取得的重点爱科技成就“克隆猴”在多处有介绍,我国科学家在世界上“第一个人工合成蛋白质”这一伟大成果也有详细介绍。  2.贯彻落实建设“健康中国”“美丽中国”要求  十九大报告提出“健康中国”的理念,我们在教材中结合具体的内容,予以渗透,引导学生关注自身健康,为建设“健康中国”打下基础。例如,结合关于糖类、蛋白质、遗传病、细胞癌变等知识内容,倡导健康地生活。在选择性必修1教材中,系统地介绍有关健康的内容,为学生未来的健康生活奠基。在本模块教材修订时,编写组不但考虑让学生学习必要的关于稳态、调节的基本知识,而且非常重视引导学生运用有关知识解决生活中有关的问题,并用于指导健康生活。例如,教材结合神经冲动的传导,引导学生分析滥用兴奋剂和吸食毒品的危害,介绍了国家禁毒的法律法规,从而帮助学生认识到应该远离毒品;结合人脑的高级功能的内容,特别安排了关于“情绪”的内容,介绍了人的情绪变化与健康,警惕抑郁症,调节情绪,乐观生活。这些知识内容,有利于学生不但认识到应该建立健康的生活方式,而且掌握基本的保持健康的知识,懂得如何维护健康。  十九大报告提出“美丽中国”理念,“绿水青山就是金山银山”的思想。依据课程标准的要求,这些重要思想理念我们在选择性必修2教材中集中体现:全书都注意渗透建设“美丽中国”的理念,第4章“人与环境”则是最集中反映运用生态学原理参与美丽中国建设的一章,这一章最后一段写道:“未来的人民,无论在乡村,还是城市,都一定能‘望得见山,看得见水,记得住乡愁’”。教材引导学生关注生态足迹,提升自觉保护环境的意识,引导学生调查当地环境状况,提出行动计划,付诸行动;关注生态工程建设的原理和应用案例,了解我国生态工程建设取得的伟大成就,为今后开展生态工程建设打下必要的知识基础,同时提高参与“美丽中国”建设的自觉性,提升建设“美丽中国”的价值观念和必备品格,提高他们参与建设“美丽中国”的关键能力。  3.体现中华民族优秀传统文化  生物学是理科,但同样可以渗透中华优秀传统文化,培育学生的文化自信。教材在章首页、“问题探讨”、正文、学生活动、练习、课后阅读栏目等处都渗透中华优秀传统文化,将谚语、格言、古诗词,以及我国先民的智慧等有机融入教材。以下略举几例。  必修1第5章第2节,在问题探讨中用优美的唐诗“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤”引入能量的转换、利用;第79页,关于酶本质的探索,介绍我国先民掌握了酿酒技术,创造了“酶”字的背景。必修2教材在第2章复习与提高中,介绍了我国古人发现的“牝鸡司晨”现象,反映我国先民的智慧。  选择性必修1教材在介绍植物激素的时候,用我国古代典籍记载的用“木瓜”催熟柿子的例子,反映我国先民发现的“得气即发”与应用。  选择性必修2在《群落的结构》一节“与社会的联系“栏目中,介绍了我国先民利用四大家鱼的生态位不同进行混养的先进经验,这一节课后安排的《立体农业》课后阅读栏目中,介绍了我国西汉时期就有间作套种的先进做法。在第4章章首页,用庄子的格言反映了我国先哲的智慧,用哈尼梯田反映我国人民的生态建设。第3节生态工程中,介绍了我国建设桑基鱼塘、蔗基鱼塘的例子,反应我国古代劳动人民的创造。  选择性必修3在介绍传统发酵技术时,介绍了我国先民们在几千年前就会酿酒,我国先民们酿制食醋,制作腐乳、泡菜等,提升了生活品质,也是传统饮食文化的有机组成。  三、教材发展学生核心素养的具体方式  落实发展核心素养的要求,需要通过教材内容的选择和组织来落实。新教材主要通过以下具体方式来落实发展核心素养的要求。  (一)聚焦生物学重要概念,基于概念学习发展核心素养  生物学概念是建立生命观念、提升理性思维的基础。课程标准内容聚焦大概念,教材修订时,需要依据课程标准的要求聚焦生物学概念的建构。  首先,教材内容覆盖全部的生物学大概念、重要概念,同时,又考虑概念之间内在的逻辑,形成概念体系。必修1教材前3章基本与课程标准概念1对应,后3章与概念2对应,教材将两个概念整合构成一个有内在逻辑的模块教材体系,即细胞是基本的生命系统:从细胞的物质与分子组成和结构的角度,说明细胞是基本的生命系统;然后进一步阐述细胞的生命活动需要物质和能量,细胞会经历生长、增殖、分化、衰老和死亡,阐明细胞是有生命的、活的系统。必修2前5章对应课程标准的概念3,按照人类认识基因的历史为线索组织内容。第6章教材对应课程标准的概念4,以前5章为基础,按照 “共同祖先(的证据)”“适应的形成”“物种的形成”“生物多样性的形成”这样的思路,组织成概念体系,阐述进化与适应、多样性和统一性的关系,同时把基因的理解延伸到历史视角,因而全书的概念也是有机整体。选择性必修教材内也大致如此。  其次,教材注意引导学生建立概念之间的联系,促进概念的融通与概念网络形成。教材以生命观念、学科思想为主线组织教材内容,构建了章、节、节内(黑体字)小标题、正文内容的概念叙述等构成的概念层级系统,建立概念体系,促进概念网络的形成。在具体概念的阐述时,也注意引导学生建立概念之间的关系。一方面,教材适当补充概念的中间纽带,帮助学生建立概念的联系。例如,必修1在第5章 “第3节ATP的主要来源——呼吸作用”,用楷体字介绍了细胞呼吸作为代谢枢纽的内容。这样,可以帮助学生将细胞内有机物的变化过程建立联系,更好地认识各种生命活动具有内在关系,有助于将有关的概念建立联系,形成概念网络。另一方面,教材还通过专设的“知识链接”“学科交叉”等小栏目,引导学生关注知识之间的关系,建立概念网络。教材每章后的本章小结,帮助学生系统梳理本章所学概念,并建立概念之间的关系。  在教材具体内容的选择和组织上,则注重概念建构的同时,提炼生命观念、训练科学思维、提升社会责任、倡导科学探究。例如,必修1“生命活动的主要承担者——蛋白质”一节,首先介绍蛋白质的功能,引出蛋白质为什么能承担多种多样的功能,由此去探寻蛋白质结构的奥秘,隐含着功能有其结构基础。关于氨基酸的结构,教材安排了“思考·讨论”活动,引导学生求同归纳氨基酸结构的共性,既建构概念,又训练科学思维。之后,教材进一步阐述蛋白质的结构,以及蛋白质的多样性,在正文最后,教材以血红蛋白结构为例,引导学生去理解每一种蛋白质都有与它承担的功能相适应的结构,既建立概念,也为“结构与功能”观的形成打好基础。教材结合有关概念的学习,联系生活实际安排了两个“与社会的联系”小栏目,提升学生的社会责任担当意识和能力。  (二)创设情境,在情境任务中发展核心素养  高中新课程改革中,许多专家都在强调情境创设的必要性。知识生产都是情境性的。知识的客观化、外在化,是人类保存、传承知识的基本策略。学习就是要让知识重回情境进入发生状态。[[ 杨九诠. 学科核心素养与复杂情境. 中国教育报,2016 11 30 (09.)]]高中生物学新课标提到:生物学学科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价值观念、必备品格和关键能力。[[ 中华人民共和国教育部. 普通高中生物学课程标准(2017年版). 人民教育出版社,2018年:5. ]]可见,教材中创设好的情境,对于发展核心素养非常重要。  首先,教材中创设的情境注重真实性。无论是章首页,还是各节,在问题情境的创设上,都强调了“真实的问题情境”。原实验教材中有些问题情境为虚拟情境,这次修订则修改为真实的问题情境。例如,《分子与细胞》第3章,原来的章首页用自行车来类比的方法创设情境,教材修订时,改为胰岛分泌胰岛素这一真实的问题情境。  其次,基于情境提出指向核心素养的问题。例如,必修1第2章章引言里用“石像无论多么栩栩如生,人们也不会认为它是生物”,这一日常经验创设情境,引导学生去思考的问题,指向细胞的物质性、细胞物质的特殊性,由此再次扣到本章研究生物大分子的重要性,隐含着蛋白质、核酸承担的功能是建立在分子结构基础上的这一认识。又如,必修1第1章第1节的“问题探讨”的情境是:大熊猫与它吃的冷箭竹虽然形态迥异,但都是由细胞组成。提的问题则是如何获取证据来说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞组成的。这一问题,既包含植物与动物在结构上的统一性这一问题,指向生物界的统一性;同时,又隐含着科学基于证据和逻辑的特点。  第三,情境的创设是贯穿全书的任务,除了章节引入,在正文、学生活动、课后习题中都创设情境。在探究活动中,也营造开展实验探究的情境。例如,在必修1“检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验中,导入的一段话是:“正因为不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别,我们才需要在日常膳食中做到不同食物的合理搭配,以满足机体的营养需要。我们的食物来自各种生物组织。那么,怎样检测不同生物组织中的营养物质呢?通过下面的探究实践,你可以尝试检测不同生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。”这就是在创设探究的问题情境。在必修1第85页,以用热水处理玉米以保持甜味创设情境,引导学生用本节所学关于酶的特性的知识来解释生活中的现象。  第四,尝试用具有贯穿性的情境,注意前后呼应。有些章节,“问题探讨”创设的情境,到教材正文介绍和习题中,还在不断呼应。例如,必修1第1章第1节的“问题探讨”的情境在正文内容不断呼应:在这一节“细胞是基本的生命系统”的学习内容里,再次出现这一情境,但引导学生思考的问题深入到了细胞为什么是基本的生命系统这一高度。类似的做法在很多章节都有体现。  (三)适当提炼并显性化呈现核心素养  由于核心素养相对抽象、上位,所以,可能经常是隐含而未彰显。如果一直不彰显,学生可能只有模糊的感觉,不能很好地总结提升。因此,教材需要在适当的时候对核心素养外显。既在学习过程中提炼、外显表述,也会在某个学习阶段结束时提炼、总结。  教材在部分章节中以黑体字的形成表示重要的生命观念。如必修2第4章以黑体字形式总结“生命是物质、能量和信息的统一体”,就是对物质观、能量观、信息观的概括。关于科学思维、科学方法,教材除了在正文、活动中渗透,还设有“科学方法”“思维训练”栏目来总结、训练。关于社会责任,也有专门的栏目“与社会的联系”来集中反映。  在本章小结中,特别设立“发展素养”部分,帮助学生全面梳理一章学习之后在核心素养发展方面的收获。例如,在必修1《分子与细胞》“第3章细胞的基本结构”本章小结中对本章在发展核心素养方面的教育价值做了如下提炼:“阐明细胞各部分的结构与其功能相适应,强化结构与功能观。既能基于结构阐释功能,又能基于功能理解结构。认同细胞各部分在结构和功能上的密切联系,使细胞成为一个有机的整体——基本的生命系统,强化系统观点。在以系统观理解细胞结构的基础上,尝试从系统的视角认识自然和社会。从细胞器的分工合作联想到我们自己,类比阐释在一个集体中,每个人都各司其职同时又相互配合的重要性。细胞膜结构的探索历程等内容说明,科学探索永无止境,科学理论是在不断修正的过程中建立和完善的,这需要探索精神、科学思维和技术手段的结合。对其他科学理论、假说和模型等,也应作如是观。”  4 创编考查核心素养习题,以检测促进核心素养发展  教材创编了考查学生核心素养发展水平的习题。章节后的练习题,既重视概念的检测,又不限于概念,而是综合对知识、能力、情感态度价值观三维的考查,注意引领学生建立生命观念、磨砺科学思维、提升社会责任。不少习题都注意结合生活实际,引导学生从科学、技术、社会的关系去探讨问题,渗透爱国主义教育、科学本质教育以及人文关怀等。有的习题具有开放性,没有唯一正确的标准答案,意在引导学生多角度、辩证地看问题。  例如,必修2第6章“生物的进化”章后习题中,有这样一道题:“褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南地区,且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰,花是深紫色的;典型的西藏杓兰,花是紫红色的。此外,它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现,这两种植物能够杂交并产生可育后代。请回答下列问题。(1)这两种兰花的花色存在一系列过渡类型,能否用二者在自然状态下可以杂交来解释?如果能,能否确定过渡类型就是二者杂交形成的?(2)研究人员建议将它们合并为一种。这一建议有道理吗?”这道题既是引导学生在真实的情境中运用概念解决问题,也是引导学生建立关注我国特有物种这样的责任意识。  教材中促进核心素养发展的具体做法和特点还有很多值得总结之处,限于篇幅本文就不再展开了。真正发展学生的核心素养,还要靠教师在课堂里去落实,期待教师和学生们在课堂里演绎出更多的精彩。  参考文献  赵占良. 试论中学生物学的学科本质. 中学生物教学,2016年1~2期: 4-8.  谭永平.从发展核心素养的视角探讨高中生物必修内容的变革.课程·教材·教法,2016年第7期: 62-68  谭永平. 生物学学科核心素养:内涵外延与整体性. 课程教材教法, 2018年第8期:86-91.  杨九诠. 学科核心素养与复杂情境. 中国教育报,2016 11 30 (09.)  中华人民共和国教育部. 普通高中生物学课程标准(2017年版). 人民教育出版社,2018年:5. (发表于《课程·教材·教法》2019年第11期)
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人教版《普通高中教科书生物学》的修订自2016年春正式启动以来,历时三年有余,其间几十人的编写团队反复研讨打磨,上百名专家、教师参与审稿,上千名学生参与试教。在修订工作开展之前,还有数年基于课题研究的准备,可谓十年磨一剑。教材修订以《普通高中生物学课程标准(2017年版)》为依据,以发展学生核心素养为宗旨,在广泛调研、总结反思的基础上,继承原实验教科书的优点,充分考虑教学实际情况,同时借鉴国际科学教育发展的新成果,全面提升教材育人价值。 一  有机融入社会主义核心价值观,提升教材德育功能 教材体现国家意志,“是树立社会主义核心价值观、落实立德树人根本任务的重要载体”。本次教材修订,高度重视社会主义核心价值观的有机融入,将这一要求贯穿于整套教材内容选择、组织、呈现的全过程,反映在教材的正文内容叙述、学生活动、课外阅读材料和课后练习之中。 (一)加强爱国主义教育,引导学生形成必备品格和正确价值观 社会主义核心价值观包括国家、社会、个人三个层面的内容,既反映了我国人民在国家建设和社会发展方面的共同追求,又体现了对个人品格的共同要求。这三个层面的价值观在新教材中都着力落实,本文限于篇幅,以爱国主义教育为例略作分析。爱国主义是民族精神的核心,关乎国家和民族的凝聚力。重视爱国主义教育是我国中小学教材建设的优良传统,当今又应当赋予新的时代内涵。新教材融入爱国这一核心价值观,主要有以下四点考虑。第一,通过介绍我国科学家的故事来弘扬爱国精神,激发学生爱国志向。例如,每个模块教材开篇都安排了“科学家访谈”,通过介绍袁隆平、施一公等我国杰出科学家的事例,以典型为榜样,让学生从科学家热爱祖国、献身科学的事迹中受到爱国主义教育。第二,通过介绍我国在科技、经济、环境保护、医疗卫生等方面取得的巨大成就来反映我国正在阔步迈向社会主义现代化强国,激发学生的强国豪情。例如,介绍我国科学家2017年取得的重点科技成就“克隆猴”,世界上“第一个人工合成蛋白质”,在“单细胞基因组测序”方面取得的突出成就,率先研制出转基因抗虫棉,屠呦呦成功提取青蒿素,我国是名副其实的发酵产业第一大国,塞罕坝生态恢复的奇迹,等等。同上一版高中生物学教材相比,新教材中反映我国科学家和我国科技成就的内容明显增多。第三,通过介绍我国在环境、资源、生物多样性等方面面临的挑战,激发学生的责任感和使命感。第四,通过阐明我国在科技、社会等方面的发展体现了社会主义的优越性,培育学生的制度自信,进而增进学生的国家认同。例如,在必修2开篇的“科学家访谈”中,袁隆平院士说:“杂交水稻是我国科技领域自主创新、社会主义协作的成就。它的成功离不开国家的高度重视和大力支持,同时也是我国广大农业科技工作者努力协作、合力攻关取得的。”此语鲜明体现了我国的制度优势。再如,在有关苯丙酮尿症的习题中,增加了“我国政府针对苯丙酮尿症患儿制订的特殊奶粉补助项目”的情境,体现了我国政府对特殊人群的关爱,有利于增强制度自信。总之,教材中融入爱国主义教育,既有榜样的感召,以引起情感的共鸣,又有事实的述说,以引导理性的认同。新教材对社会主义核心价值观的其他内容也力求做到有机融入。例如:通过在实验探究指导中要求学生实事求是(不编造数据)、与同学合作等,来培育学生的诚信、友善品格;通过“与生物学有关的职业”这一课外阅读栏目,介绍相关职业的社会意义和从业乐趣,来培育学生的敬业精神;通过介绍我国相关法律法规(如环境保护法、禁毒法、农业转基因生物安全管理条例等)来提高学生的法治观念;通过倡导关爱残疾人、艾滋病患者、遗传病患者等,培育学生友善、平等、公正的价值观;通过生态学和环境保护等内容引导学生树立生态文明思想和人与自然和谐共生的观念;通过对社会热点问题如转基因食品、设计试管婴儿等进行科学理性的引导,能够促进社会和谐。 (二)渗透中华优秀传统文化,帮助学生树立文化自信 中华优秀传统文化教育与社会主义核心价值观教育本来就具有很强的内在一致性。比如:中华传统文化的精髓之一就是讲仁爱,尚和合,这与社会主义核心价值观倡导友善、和谐是一脉相承的;我国古人倡导的天人合一与生态文明理念也是相通的。新教材通过有机融入中华优秀传统文化,培育学生的文化自信和人文底蕴。以下略举几个例子。必修1教材第5章第2节在问题探讨中用优美的唐诗“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤”引入生命系统中能量的转换和利用;在“关于酶本质的探索”的“思考·讨论”中,介绍我国先民创造“酶”字的背景。必修2教材在第2章“复习与提高”中,介绍了我国古人发现的“牝鸡司晨”现象,反映我国先民的智慧。选择性必修2中,将庄子的“万物与我并生,天地与我为一”作为“人与环境”一章的章首页压图警句,使教材闪耀着中华智慧之光。 (三)落实十九大精神,体现“健康中国”“美丽中国”理念 党的十九大报告提出建设“健康中国”和“美丽中国”的理念,对生物学教材提出了新的更高的要求,对此,新教材认真贯彻落实。 教材结合具体内容引导学生关注自身健康,为建设“健康中国”打下基础。例如,结合关于糖类、蛋白质、遗传病、细胞癌变等知识内容,倡导健康生活。在《稳态与调节》教材中系统地介绍有关健康的内容,为学生未来的健康生活奠基。教材中既介绍必要的关于稳态、调节的基本知识,也非常重视引导学生运用有关知识解决生活中有关的问题,并用于指导健康生活。例如,教材结合人脑的高级功能的内容,特别安排了关于“情绪”的内容,介绍了人的情绪变化与健康,警惕抑郁症,调节情绪,乐观生活。这些知识内容,有利于学生认识到建立健康生活方式的重要性,懂得如何维护健康。建设“美丽中国”的理念,各册教材都有体现,但重点落在《生物与环境》教材中。这册教材的“科学家访谈”介绍了我国加快生态文明体制改革、建设美丽中国的目标和相关理念,介绍了生态学在建设美丽中国中的作用。教材各章也都有相应的内容,既包括为学生建设美丽中国奠定必要的知识基础、提升关键能力,也包括反映我国诸多自然群落的风貌,介绍我国开展生态文明建设的诸多举措和成绩,比如建立东北虎豹国家公园的措施和东北虎豹种群保护的成绩,反映美丽中国建设的成就。这些内容有助于学生认同建设“美丽中国”理念,提高参与的自觉性,提升建设“美丽中国”的关键能力。 二  落实课程标准要求,聚焦学科核心素养 生物学学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的价值观念、必备品格和关键能力。教材将发展学科核心素养的要求全面落实到教材具体的章节内容之中。 (一)聚焦重要概念,为发展核心素养奠基 生物学概念是建立生命观念、提升科学思维的基础。课程标准内容聚焦大概念,教材依据课程标准的要求,聚焦生物学概念的建构。 第一,教材内容覆盖课程标准列出的全部生物学大概念和重要概念,同时考虑概念之间内在的逻辑联系,帮助学生将概念构成体系。第二,注重概念的深度理解。精选事实作为理解概念的支撑材料;在呈现事实材料后提出有深度的思考题,指向概念的建构;对于重要概念,教材力求清晰、准确地阐述概念的内涵。第三,注重概念的自主建构。将重要概念转化为章节中心问题,在真实情境中将中心问题分解为环环相扣的具体问题,以问题驱动概念的学习,引导学生在分析解决问题的过程中建构概念,这是新教材概念内容处理的基本思路。第四,教材中具体的生物学概念也与时俱进,适当更新。第五,教材的课后练习,从概念检测与拓展应用两个层次,引导学生关注概念的形成,关注知识的迁移应用。教材每章后的小结,帮助学生系统梳理所学概念,并建立概念之间的关系。 (二)注重生命观念的理解和提炼,为分析解决生物学相关问题提供正确指引 生命观念既关系到对生命本质的深入理解,又关系到对待生命的态度和意识,还关系到科学的自然观乃至世界观和人生观。注重在概念基础上提炼生命观念,是新教材的一大特点。关于生命观念的具体内容,我们在认真研究课程标准的基础上,参考生物学哲学和国际科学教育新进展有关认识,提出生命观念主要包括物质与能量观、结构与功能观、稳态与平衡观、进化与适应观、系统观、信息观、生态观等。其中系统观、信息观和生态观是课程标准中未明确表述的。之所以将系统观、信息观和生态观纳入生命观念的范畴,理由是:细胞、个体、生态系统等都是生命系统,生命系统不是其组分或局部结构的简单堆砌,而是有机的整体,“整体大于部分之和”,仅基于结构与功能观尚不能准确理解生命系统的整体性,以及各部分之间的相互作用,需要上升到系统观;信息观对于深刻理解基因的本质、生命活动调节的机制,以及生态系统的结构和功能等具有关键作用,应该予以重视;生命系统是存在于一定环境中的开放系统,要深刻理解生命系统与环境的关系,以及人与自然的关系,则应该上升到生态观。新教材在落实生命观念教育方面,不同模块各有侧重。每个模块都是以生物学思想观念为内容组织线索,发挥生命观念对生物学概念的统摄作用。例如:必修1《分子与细胞》以系统观(细胞是基本的生命系统)为主线构建知识体系,同时,物质与能量观、结构与功能观体现在许多章节内容中;必修2《遗传与进化》以人类对遗传信息的探索为主线构建知识体系,突出了生命的信息观——基因的本质是遗传信息;进化与适应观重点落在必修2有关进化的内容中,在其他模块教材中也时有渗透;选择性必修1《稳态与调节》显然主要反映了稳态与平衡观,稳态的调节自然离不开信息,因此,信息观蕴含其中;生态观是选择性必修2《生物与环境》的核心观念,对于学生认同和确立生态文明思想有着重要意义。新教材非常关注各条生命观念的融合,避免割裂地、片面地理解生命观念。例如,必修1教材既以系统观为主线,在具体内容中则较多体现结构与功能观,同时渗透进化与适应观:必修1在分析细胞学说的建立过程时,就通过讨论题引导学生思考并通过正文总结细胞学说与进化论的内在一致性;第2章介绍细胞中的无机物(水)时以生命起源于海洋开篇,在第3章第1节介绍细胞膜的时候从生命起源的视角展开,在第3章第2节课后练习“拓展应用”中引导学生关注细胞器与生物进化的关系,都在引导学生将系统观、进化与适应观关联起来。这样,学生可以将生命观念有机融合。 (三)系统渗透科学方法教育,加强科学思维训练 在继承原教材重视科学方法、注重科学思维训练等优点的基础上,新教材系统设计了“科学方法”栏目内容,增补、完善重要的科学方法,充实了“思维训练”的内容。增加的科学方法有“归纳法”“加法原理与减法原理”等。增加的思维训练有“运用证据与逻辑评价论点”“综合概括”“区别假设与预期”“质疑与理由”“验证假说,预测结果”“分析循环因果关系”“溯因推理”“辨别偷换概念”“评估论断的可信程度”“评估获取证据的难度”等。经过充实,全套教材中的科学方法、思维训练更加系统、全面,包括证据的获取与甄别、数据的处理与解释、辨别假设、展开推理、评估论断等多个方面。 除了思维训练栏目,教材在文字叙述、学生活动设计等方面,也都注意训练学生的思维,从而使得教材中科学思维的训练显隐结合,潜移默化与总结提升相结合。这样,教材有助于学生更好地全面达成课程标准中关于科学思维这一学科核心素养的要求。 (四)重视真实情境下的探究实践,落实实践育人 发展学生核心素养的关键在“做”,因此,教材专门安排了若干“探究·实践”活动,提高了探究实践活动的可行性。鉴于一线教师已经非常熟悉有关科学探究的内容,本文不对科学探究作全面分析,仅从实践育人的角度举两例说明。教材中的“探究·实践”,无论是验证性实验还是探究活动,都既有实验操作的指导或者探究方案设计的提示,也有具有思维力度的讨论题,引导学生在做中学、做中思、做中悟。在教材的许多“探究·实践”中,都一再强调仔细观察、认真记录,强调听取质询、进行答辩、反思,体现了在实践中建立科学态度的导向。有的“探究·实践”是探究性实验,教材特别注意引导学生在实践中体验探究过程,提升探究能力。例如,必修1“探究植物细胞的吸水和失水”,引导学生理解如何根据现象提出问题,让学生思考如何针对问题作出假设,再设计并完成实验来验证假设,从而体验探究过程,提升探究能力。考虑这个探究是本套教材第一个探究性实验,加上设计实验需要一些有关化学知识和生物学实验操作技能,教材给出了参考案例供学生参考。在“影响酶活性的条件”这个“探究·实践”活动中,则将提出问题、作出假设都交给学生自己完成,让学生根据实际需要选择材料用具来开展探究,从而进一步提升探究能力。有的“探究·实践”具有一定的工程实践特征,如对选择性必修3“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”,教材则注意引导学生运用所学知识和工程思维,设计最佳方案获得产品,在实践中感悟和体验。 (五)注重提升学生的社会担当意识和能力 教材的正文、栏目、活动、课后练习等,都努力引导学生关注社会上与生物学有关的议题,关注生物科学技术在生产生活中的应用。教材正文中设有“与社会的联系”栏目,引导学生结合具体的知识内容,探讨社会上与生物学有关的议题,在社会生活中,运用所学生物学知识和已经掌握的科学思维方法,将生命观念用于指导实践。教材课后阅读安排有“科学·技术·社会”“与生物学有关的职业”等,引导学生关注生物科学技术在社会中的应用,并为他们的职业规划提供参考。 除了特定栏目,教材还通过多种方式,立体地、全方位地引导学生提升社会责任担当能力和意识。例如,在必修2第6章第3节,安排了“抗生素对细菌的选择作用”,让学生通过探究体会抗生素滥用可能造成的危害,课后习题中引导学生关注超级细菌与抗生素滥用的关系,由此引导学生认识国家的医药政策,提升社会责任意识。必修2最后一节的习题,从隔离、进化、生物多样性保护的角度,引导学生分析在修高速公路或铁路时,如何权衡在地面铺设还是架设高架桥的方案。这也是为了引导学生将所学知识运用于社会生活中的有关议题、决策,提升其责任担当。 三  兼顾“学生发展核心素养”,促进学生全面发展 学科核心素养是学科育人价值的集中体现,但课程标准中所提炼的学科核心素养,决不等于本学科育人价值的全部。对照《中国学生发展核心素养》的要求,教材在提升育人价值方面还有广阔空间。 (一)从生物学哲学视角,让学生从生物学思想中受到世界观和人生观的启迪 生物学的育人价值,还表现在让学生领悟生物学思想,提升对自然界的认识,获得世界观、人生观方面的启迪。例如:必修1第2章的章小结写道“阐明细胞和生物体的各种生命活动都有其物质基础,初步形成生命的物质观,为辩证唯物主义世界观的形成奠定基础”;必修1第6章“细胞的生命历程”章引言写道“细胞的生命历程大都短暂,却对个体的生命有一份贡献”;本章小结中写道“基于对细胞分化形成的不同组织细胞之间的分工合作、细胞凋亡对个体有积极意义的理解,类比阐释个人与集体、个人与社会的关系,认同合作与奉献”。 (二)培育学生的科学精神和科学态度,培养创新精神和实践能力 科学精神是“学生发展核心素养”的六大素养之一,它包括崇尚真知、尊重事实、严谨论证、辩证分析,以及具有好奇心和想象力、大胆尝试、不畏困难、坚持不懈等。实事求是、严谨求实的科学态度也是分析和解决生产生活中实际问题、参与社会性科学议题讨论的必备品格,应属于包括生物学课程在内的所有自然科学课程的重要课程目标和育人价值。虽然课程标准在阐述科学思维、科学探究时对科学精神和科学态度有所涉及,但没有把它们提到应有的高度。教材注意发挥生物学课程作为科学课程在培育科学精神和科学态度方面的教育价值,通过生物科学史的有机融入,通过科学家的故事,以及教材中的探究实践活动等,让学生理解科学的本质,并在学习过程中获得科学精神、科学态度方面的启示。例如,教材结合关于酶本质的探索过程和光合作用的探索历程,让学生“认同科学是在实验和争论中前进的,伟大科学家的观点也可能有一定的局限性。科学工作者既要继承前人的科学成果,善于汲取不同的学术见解,又要有创新精神,锲而不舍,促进科学的发展”。 实践创新也是学生发展核心素养体系的六大素养之一,虽然在生物学学科核心素养之“科学探究”中有所涉及,但教材将实践创新置于更高的位置。因为创新和实践不仅是能力范畴的,还是意识和精神范畴的。教材通过多种途径,既重视培养学生的创新精神和实践意识,又重视培养学生的创新和实践能力。例如,教材通过安排持续时间较长、有一定难度的探究实践活动,以及开放性强的探究实践活动,在培养学生不畏困难、不懈探索精神的同时,也培养创新和实践能力。教材中不少习题、思考题都引导学生去解决开放性问题,也是为了培养创新实践品格和能力。比如:选择性必修1中“植物生命活动的调节”一章设计的“探索植物生长调节剂的应用”,就是这样一类活动的典型;在这一章设计的以下这道习题也是这一类习题的典型:“昙花一般夜间开花,受昼夜交替节律的影响。如果要让昙花白天开花,可尝试采取哪些措施?” (三)加强与其他学科的横向衔接,实现综合育人功能 新教材注意学科之间的衔接,关注跨学科概念。例如,教材中专门设有“学科交叉”栏目,引导学生关注有关的物理、化学等相关学科的概念。例如,必修1第1章第1节介绍了原子论,第2章第2节介绍了比热容,第5章第4节介绍了光的特性。这些学科交叉的知识点,既有助于学生理解相关生物学知识,也有助于建立学科间的联系,建立对自然界的整体认识。 新教材除加强与自然科学领域中相关学科的衔接外,还注重体现科学与人文的结合。科学与人文本来就是“在山麓分手又在山顶汇合”的,科学素养与人文素养相得益彰,因此,教材中也关注科学与人文的共通之处,注意科学素养和人文素养的紧密联系和互相渗透。教材章首页格言警句的引入与诗句创作,教材中随处可见的人文关怀,都体现促进人的发展是学科育人的本质追求。 四  改进教材内容的组织方式和呈现形式,使教材易教利学 教材的组织方式和呈现形式上都充分考虑了学习心理,因此便于教学。 (一)教材的组织方式追求学科内在逻辑与学生学习心理的统一 一是知识体系的构建。首先,教材章节以生物学学科思想、大概念来组织,便于学生将所学概念建构为概念网络。各模块教材都在全面落实课程标准有关大概念要求的基础上,对概念体系作梳理,以主线贯穿概念的关系,使概念成为体系。《分子与细胞》以细胞是基本的生命系统为主线构成有内在逻辑的整体。《遗传与进化》按照人类认识基因的历史为线索组织内容,将课程标准的学习内容要求组织成概念体系。《稳态与调节》以个体水平生命系统稳态及其维持为主线组织内容。《生物与环境》则以种群群落、生态系统等群体水平生命系统的整体性、动态变化及其调节为主线。《生物技术与工程》以生物工程的原理、应用及其社会影响为组织线索。各模块教材章节的标题,就是一个概念体系。二是对内容的把握以基础性为前提。教材在落实生物学重要概念的教学要求时,注意基础性,以“高中阶段”“基础教育”为前提。教材正文内容所涉及生物学概念的范围,都以课程标准的内容要求为依据。在具体概念的阐述时,也把握在高中学生可理解的程度上。例如,呼吸作用、光合作用的概念,既不同于初中阶段到现象描述即止,也不同于大学生物学课程中详细介绍电子传递链的方式,而是简明扼要地介绍基本原理。三是具体章节内容的组织,也尽量便于学生学习。比如蛋白质、细胞膜等节,改变了传统教材先讲结构后讲功能的做法,从较好理解的“功能”入手,然后提出问题,逐步深入,揭秘结构。同时,教材为学习提供必要的素材做“脚手架”,驱动概念建构。四是处理好新知识与学生已有知识和经验的关系,注意调动学生已有的知识经验。教材考虑学生已有经验和前科学概念。教材中每节开篇的“问题探讨”,很多就是结合学生已有知识经验来创设情境的。教材在内容的阐述时,经常结合学生已有知识经验、前科学概念来展开。例如,必修1在介绍细胞中的糖类时是这样导入的:“说到糖,我们并不陌生,可以说出一连串糖的名字:绵白糖、砂糖、冰糖、葡萄糖等。其实,除了这些我们熟知的糖类,淀粉、纤维素等也属于糖类。这些糖类的分子有什么相同和不同之处呢?淀粉、纤维素并不甜,为什么也属于糖类呢?”教材中的很多练习题也是结合学生生活经验进行检测。例如,“某超市有一批过保质期的酸奶出现胀袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析胀袋现象的原因……”都是结合生活经验来检测生物学概念,促进概念的迁移和应用。五是处理好知识内容与学生活动的关系。这里所说的活动包括探究实践类和思考讨论类。教材中的“探究·实践”“思考·讨论”活动,其主要作用之一就是引导学生进行探究性学习,驱动概念的建构。“思考·讨论”提供资料作为脚手架,学生通过分析、讨论,可以形成概念,发展素养。“探究·实践”需要动手操作,有的还需要设计探究方案,学生通过这一类活动,既提高探究能力,也建构概念、发展素养。六是处理好知识的现有结论与相关科学史的关系。生物科学史是培育生物学核心素养的好材料,其中包括能还原知识形成过程的,由此加深学生对知识的理解。教材在很多时候不惜版面,浓墨重彩地介绍科学史,如酶的发现、细胞膜流动镶嵌模型的建立、促胰液素的发现等。《遗传与进化》也十分重视科学史内容,教材编排顺序基本按照遗传学发展的历史进程来安排,从孟德尔到摩尔根,再到沃森和克里克。这样安排,既展示了科学的过程和方法,也体现了知识的内在逻辑。这样学生在学习过程中,犹如亲历了科学家孜孜以求的探索过程,在分析知识形成的过程中达成对知识的深刻理解,同时受到科学方法、理性思维和科学精神等多方面的启迪;可以不断提出问题,分析和解决问题,再提出新的问题,尝试像科学家那样进行思考、推理和解释,从而感悟其中蕴含的丰富的科学精神、科学态度。 (二)教材的呈现形式重视激发兴趣,提升阅读体验 针对不同内容特点和学生的心理特征,处理好显性呈现和隐性呈现的关系,是教材呈现方式要研究的重要问题之一。显性呈现和隐性呈现各有优势和局限性。显性呈现明确清晰,便于学生理解和掌握,但过于直白,忽略学生思维上逐步建构的过程,有时显得生硬;隐性呈现有利于学生通过积极思维自主建构、体验和感悟,但有时会过于隐晦,对学习能力不足的学生效果不好。 本次教材修订,在学习目标、概念内涵、方法要领、思想观念提炼等方面注意显性与隐性的结合。学习目标部分,每节的“本节聚焦”,提示了本节的核心学习任务,聚焦于概念的学习,以问题形式列出本节主要知识目标,科学思维、探究能力及生命观念方面的目标采取隐性处理。关于重要概念的内涵,教材在引导学生自主建构的基础上,以黑体字形式明确表述;关于科学方法和科学思维,教材大多在相关活动中引导学生思考,属于隐性处理,在适当位置有专门的提炼,以“科学方法”和“思维训练”专栏显性呈现;关于生命观念、科学本质观、科学态度和科学方法等,在相关正文或活动中多采取隐性处理的方式,引导学生自己思考和感悟,在本章小结等处则以总结性文字作为点睛之笔,予以显性呈现。生物学是一门自然科学,课程标准是面向所有学生的统一要求。处理科学内容的严谨性、表述方式的通俗性和呈现方式的灵动性之间的矛盾,教学内容的规定性与学习主体的差异性、学习方式的多样性和探究过程的开放性之间的矛盾,也是教材呈现方式要研究的重要问题。教材对此作了深入探索,许多概念的定义比专著上的通俗,但又不失严谨;有的知识内容创新呈现形式,如细胞的基本结构和功能、蛋白质的结构和功能,采取以图代文的形式,既灵动活泼,又简明准确。为了便于教和学,区分主和次,兼顾知识、能力和情感,教材设计了各种栏目来呈现学习内容。教材各章首页、各节起始栏目“问题探讨”,都能起到创设学习情境的作用,并且在情境设计方面更加注意真实情境、贯穿性问题情境的设计。教材主体内容分主副栏,主栏为主干学习内容,副栏为拓展性内容,功能区分清楚。教材主干内容又分别用黑体字、宋体字、楷体字来区分层次要求。其中黑体字是重要概念,需要达到理解、应用的要求。宋体字是需要学生认真阅读的内容,楷体字则是供学有余力的学生选学的内容。这样,教材正文主体内容要求层次有明确区分。教材中的副栏包括学科交叉、知识链接、相关信息、批判性思维、想象空间等,供学有余力的学生开阔视野。它们虽然属于拓展性内容,但对于开阔视野、提升思维深度和广度都很有价值。例如,批判性思维可以引导学生求异、发散思维,想象空间有助于学生展开科学想象。教材正文中讲述板块与活动板块灵活有序安排,学生活动主要归并为“思考·讨论”和“探究·实践”两个栏目。前者穿插在正文中,便于学生通过对事实性资料的分析得出结论、建构概念、领悟方法等;后者相对独立,尽量不打断正文讲述的连贯性。每章、每节学习之后,都及时进行检测。检测题的设计,注意聚焦重要概念、创设真实情境、提升思维力度、指向核心素养。每章最后有“本章小结”,对本章内容从“理解概念”和“发展素养”两个方面进行总结和提炼。教材设置了课外阅读栏目以拓展学生的视野,给学生多方面的启迪。这些课外阅读栏目包括“科学·技术·社会”“科学家的故事”“与生物学有关的职业”“生物科技进展”“生物科学史话”等。它们都各自成篇,不干扰正文内容,也不增加学习负担,因此,可以较好地反映生物学日新月异的发展,反映科学的历史和本质,体现科学技术社会的关系,渗透人文精神,实现生物学科的育人价值。教材的文字表述力求简练、明快、通俗、生动,体现我国国家通用语言文字的优美节律和韵味,避免西式话语体系和表达方式。章首页题图配诗,体现现代生物科学与中华民族独特人文底蕴的有机融合。教材在插图和版式上进行创新设计,以激发学生的阅读兴趣,提升阅读体验。教材中的绘制图几乎都是原创。例如,必修2《遗传与进化》第120页生物进化的历程示意图,在参考了数百份资料的基础上原创绘制。绘制初稿后请相关领域专家审阅把关,创作人员反复修改,才终于完成。又如,必修1《分子与细胞》第6页的生命系统的结构层次,也是精心绘制、以美学和学习心理学要求有序组合各部分,形成和谐的整体图。教材中的照片我们尽量优中选优,其中很多照片都来自直接从事相关研究的学者或团体。例如,必修2《遗传与进化》第23页水稻花粉母细胞减数分裂照片、第76页抗虫棉的照片,选择性必修2《生物与环境》第1—2页红外触发相机拍摄的东北豹照片、第20页的大树杜鹃,都是我国相关专业研究人员提供的。综上所述,普通高中生物学新教材在体现社会主义核心价值观、聚焦学科核心素养、体现生物学学科独特育人价值、易教利学等方面作出了许多努力,在思想性、科学性、时代性以及凸显中国特色等方面有显著提升。如何更好地落实立德树人根本任务,编出具有中国风格、中华民族神韵的生物学教材,依然任重而道远。   (作者赵占良系人民教育出版社副总编辑,编审,人教版中学生物学教材主编之一;谭永平系人民教育出版社编审,生物编辑室主任) 本文选自《课程·教材·教法》2020年第1期。  
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