例谈如何培养高中生生物学科核心素养

摘 要： 本文作者以光合作用一节教学内容为例，从结构与功能相适应角度，引导学生产生关注生命的情感；在探究光合作用的发现历程中，又注重培养学生对重要实验的理性思维。与此同时，笔者还认为，高中生生物学科核心素养的培养，离不开思维的锻炼，并应最终用于解决现实问题。最后，笔者也鼓励广大教者勇于将核心素养培养的理念用于教学实践。

关键词： 高中生；生物学科；核心素养

所谓核心素养是指面对复杂的、不确定的现实问题时，个体运用自身知识、观念、思想、方法将问题解决，在此过程中所表现出来的综合性品质或能力。而高中生生物核心素养则是指高中生在解决真实情境中的生物学问题时所表现出来的必备品格和关键能力。如何在教学中渗透和培养高中生的生物核心素养，这不仅符合新课改“以人为本”的基本教育理念，能促进生物学科进步，更能够帮助高中生建立科学的世界观，为生物科学领域培养输送综合实力强的高素质人才。下面，笔者以人教版高中生物学教材必修1《分子与细胞》第五章第四节内容教学为例，对如何培养高中生生物学科核心素养进行探讨。

学生通过初中学习，已知道银边天竺葵叶边缘无叶绿体不能进行光合作用。笔者在指出这是生物体结构与生物功能相适应之后，进而引导学生思考叶绿体作为能捕获光能的结构，有哪些光合色素？叶绿体又是通过怎样的构造来增加光合色素的含量？这些色素的含量又存在怎样的特点，使得春夏时树叶大多呈现绿色，秋冬呈现黄色。从而使学生感受到自然界中生命活动的神奇存在，进而产生关注生命、关爱自然的情感。

在光合作用的探究历程教学中，笔者更注意的是培养学生的实验思维，一步步分析出相关结论。比如对普里斯特利的实验设计和实验结果的分析——该实验为对照实验，对照组与实验组的区别在于植物的有无，结果实验组蜡烛不易熄灭、小鼠不易窒息死亡。同样的装置，结果不同，问题出在哪呢？笔者趁机指出对照的目的是为了消除无关变量对实验结果的影响。实验组、对照组无关变量的影响相同，差异是来自实验自变量的效果。学生认识到自变量对实验结果的影响，得到植物可以更新空气的结论。当然，笔者还提醒学生，因为忽视了光的作用，所以导致后人在重复其实验时，要么失败，要么得出相反结论。萨克斯的实验是将饥饿处理过的绿叶一半遮光一半曝光处理后用碘液检测产物。通过引导学生注意实验的两个关键操作——遮光处理和饥饿处理，学生能理解遮光处理的目的也是设置对照实验，饥饿处理的目的是消耗掉叶片中原有的营养物质，检测到的淀粉（检测时为了使颜色对比更明显，专门使用了热酒精进行脱绿处理）是光合作用的产物。光合作用的产物除淀粉外，还有氧气，氧气产生的必要条件和产所是什么？笔者顺势引出恩格尔曼的实验，并指出他的实验材料都是水绵和好氧细菌，A组在无空气、黑暗条件，B组则在无空气、曝光条件下进行，两组的唯一区别在于光照的有无，很明显也是一组对照实验。这组对照实验直接说明了光是光合作用的必要条件。实验过程中，恩格尔曼用极细光处理A组，受光部位和未受光部位的存在，促使A组又形成一组对照实验，并且得到光合作用的场所是叶绿体这一结论。光合作用产生氧气，那么氧气中的氧是来自光合作用的H2O还是CO2呢？笔者又引出了鲁宾和卡门运用同位素标记法进行的相互对照实验，解决了这个疑问。在鲁宾和卡门的实验中，实验者分别用 18O 标记了H2O或者CO2，没有同时标记的原因是若同时标记则不能区分产物中的O2中的氧是来自H2O还是CO2。在此基础上，笔者继续带领学生思考光合作用中的碳又是如何转移？多数学生很快能联想到可用同位素标记法将CO2做上放射性标记进而研究出有机物中的碳是怎样转移得来。学生在积极思考中，逐步发展了自身的理性思维。

与此同时，在高中生物学教学中，教师必须培养学生的实验思维，提升其科学探究的能力。在带领学生进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，笔者亦鼓励学生在画滤液细线时对该实验进行了改进的尝试。书上的实验操作步骤是用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔细线均匀画线，待滤液干后，再画两次。笔者及学生改进后的实验操作是用刀片蘸取色素，直接在铅笔细线上画线，待滤液干后再重复画。改进后的实验操作与原操作相比，滤液细线画得更加细、直、齐。此外，进行色素分离实验时，笔者针对少数学生质疑不同色素带是否是层析液在滤纸条上扩散留下的痕迹，特意增设了滤液细线及层析液浸没滤液细线的对照实验，学生清楚地看到了实验结果，加深印象的同时也培养了学生严谨的实验作风，合理地对实验过程加以改进，有助于激发学生科学探究的热情。

培养高中生生物学科核心素养的着力点是培养学生基于生物学的认识，尝试解决现实生活问题，激发学生的家国情怀，增强其社会责任感。授“光合作用原理的应用”相关内容时，笔者在学生对影响光合作用的因素有一定了解的基础上，和学生一起联系生活，尝试运用所学知识解决身边实际问题——温室大棚的塑料薄膜使用无色还是浅蓝色？大多数学生分析认为，无色塑料薄膜可以使所有波长的光透过，给予温室大棚更高的辐射温度，对植物的快速生长更有利，因此使用无色塑料薄膜比浅蓝色塑料薄膜效果好。但也有少数学生通过查资料认为，在低温情况下，利用浅蓝色塑料薄膜覆盖育秧比无色塑料薄膜的效果好，因为浅蓝色塑料薄膜能透过更多蓝紫光，后者能抑制秧苗生长，使植株矮壮。通过查资料及平时的生活经验，学生还提出了释放干冰、燃烧秸秆、合理密植和施农家肥等一系列措施，笔者对“燃烧秸秆”这一措施进行了适当点评，引导学生形成生态环境的保护意识，并就间作、轮作等进行解释，让学生体会劳动人民如何在生产实践中节约土地资源。鉴于我國人口众多又是农业大国这一基本国情，提醒学生在学习和生活中要注意节约粮食。

高中生物核心素养的培养与教学实践是紧密联系的。基于核心素养的教学实践要求我们这些二十一世纪的高中生物教师，不能仅仅满足于教会学生书本上的知识，更应注重如何让学生在解决问题的过程中，逐步“会学”，即让学生学会把知识变成智慧。所以，如何设计好每一堂课，让学习过程真正成为一个以知识理解为载体引导学生成长的过程是充满挑战、也富有意义的事！

作者简介：

黄美丽，江苏省昆山市，昆山市陆家高级中学。