基于学科核心素养优化高中生物作业分层设计

■福建省宁德市霞浦县第六中学 周建愉

时代的发展使社会对人才的需求逐渐增加，培养更多全能型、创新型、实用型的人才已经成为广大教育工作者的共同愿景。但结合高中生物作业设计特点分析，统一开展作业设计的方式并不能适应每位学生的成长，限制了全能型人才的培养。在核心素养要求下，高中生物作业设计方向发生改变，除了强化作业的实施效果以外，还要注重高中生生命观念、科学探究等核心素养方面的培养。为此，教师应秉持作业分层设计理念，不仅要对作业内容、作业目标和学习情况分层，还要结合核心素养内容优化作业形式，为不同层次学生学习能力和核心素养的提升奠定基础，为推进高中生在生物领域的学习与发展助力。

一、学科核心素养下高中生物作业分层设计理念

（一）以巩固基础为目的展现生物学科理论

高中生物核心素养包括生命观念、科学探究、社会责任和科学思维四个方面，不同维度呈现不同的发展模式，同时，不同阶段的学生对作业的需求存在明显差异，因此，教师在设计高中生物作业时也应看到不同的方向，迎合不同学生的成长特点，将巩固生物知识基础作为立足点，围绕复习目的展开作业设计，基于学生学情设置作业难度，帮助不同层次的学生逐步掌握生物学定义和理论知识，为未来具体实践奠定基础。如基于生命观念素养的培养，教师可以循序渐进地向学生展现与生命相关的基础生物知识，包括“病毒”“真核生物内部结构”“细胞到个体的组成单位”等，以深化学生对生物结构和功能之间关系的理解。

（二）以思维培养为目的展现生物学科特点

在以往的高中生物作业设计中，作业内容大体以文本的形式呈现，并且文本类型较为单一，所涉及的范围过于局限，大多围绕统一的答案设计问题。此类作业形式不仅限制了高中生的思维发展，而且不利于不同层次学生对知识的吸收。为此，在核心素养背景下，教师应贯彻创新设计原则，以拓展不同层次学生的生物思维为目的，设计多种作业类型，包括文字性作业、调查性作业、阅读性作业、探究性作业等，通过多种类型的作业调动学生的学习兴趣，以更直观的作业形式展现生物的特点，使学生在丰富交替的作业类型中实现生物素养以及学习能力的全面提升。

（三）以生活实际为基础展现生物学科价值

在核心素养背景下，学习的目的不仅局限于取得理想的成绩，而是需要结合生活实际展开应用。为此，在高中生物作业设计中，教师应确保作业内容切合实际，并体现出学科的应用价值，建立生活与生物之间的联系，基于学生的学情设置生活中常见的生物问题，使学生感受到生物知识在生活中的应用。例如，在“降低化学反应活化能的酶”课程教学结束后，教师可以设计“调查酶在生活和生产中的应用”作业，如洗涤剂加酶洗衣粉——碱性蛋白酶类，可以有效去除衣物上的污渍；乳制品凝乳酶——奶酪生产的凝结剂，可以分解蛋白质等；医疗用品胰蛋白酶——用于伤口愈合、溶解血凝块等。为了体现作业的分层特点，可以针对优等生适当加大作业难度，如调查生物知识的多领域应用，而学困生只需要展开日常生活调查即可，以满足不同层次学生的学习需要。

（四）以学习水平为核心突出生物作业实效

核心素养导向下，除了体现作业设计的功能以外，还应重点考量作业难度问题，以学习水平为基础，为不同层次的学生设计的不同的作业内容。每位学生的成长环境不同，学习能力也存在明显差异，统一的作业设计方法不仅无法满足不同层次学生的学习需要，而且会导致生物课堂出现两极分化的情况。因此，教师要转变传统的教育思想，选择更适合不同层次学生成长的作业类型，以协同成长为出发点，保障每位学生都能在生物作业中获得知识。

二、学科核心素养下高中生物作业分层设计实践

（一）基于理论层面，发展生命观念

基于核心素养要求，传统作业设计形式已然无法满足不同层次学生的发展需要。为了保障作业实施效果，教师所开展的作业分层设计应从理论与实践的分层着手，帮助学生打好理论知识基础，使其生物思维持续处于发散及灵活的状态下，自觉参与生物实践活动，为实践作业的开展奠定基础。基于核心素养理念的作业形式较为丰富，理论作业设计更检验学生的生物学习基础，注重学生生命观念的培养。为此，教师应致力于提升学生生命观念认知和解释生命的能力，以促进学生生命观念素养的形成。例如，教师在作业分层设计中可以设置以下题目。

下列所描述的生物膜蛋白观点错误的是（ ）

A.叶绿体外膜上的蛋白质可以催化光反应并吸收光能

B.小鼠卵细胞和精子之间需要膜蛋白的参与才能形成识别

C.糖蛋白的流失可降低癌细胞膜上细胞的黏着性

D.促甲状腺激素只能与甲状腺细胞膜上的受体蛋白相结合

上述问题大多围绕“膜的功能和结构”理论知识展开，适合于优等生和学困生共同展开分析，在巩固多层次学生理论知识基础的同时，使学生逐步掌握“结构与功能相适应”的生物学观念，为下一阶段的实践作业分层设计打好基础。通过作业解析，多数学生能够排除A选项，如果部分学生出现观点差异，则需要逐步延伸问题内容，重点培育学生的生命学观念，以纠正其观念差异，实现针对性的教育目标。

这里,, 为方腔流动的二维速度矢量, 为压力,,∂z) 为梯度算子. 考虑相邻双侧边盖驱动方腔流动, 即以相同的速度上壁面向右运动和左侧壁面向下运动, 如图1所示. 正方形方腔的高度作为特征长度L, 边盖驱动速度作为特征速度U, 由此可以定义控制方程的Reynolds数为Re=UL/ν, 其中ν为运动黏性系数.

（二）基于思维层面，培养科学思维

科学思维大多需要在深度学习状态下逐步形成，而结合高中生学习特点分析，其多停留于浅层学习，一定程度上阻碍了核心素养要求下生物作业设计的有序实施。为了落实作业分层设计，实现核心素养教育目标，教师应围绕科学思维凝练作业主题内容，引导不同层次的学生形成对生物现象和生物规律的理性思考，并形成生物知识结构。需要注意的是，分层设计不仅强调教学目标和教学方向的分层，还应注重学生学情，结合学生在完成作业过程中呈现的状态，调整作业设计方法，以确保不同层次的学生都能实现理性思维的提升。例如，在“光合作用与呼吸作用的关系”相关课程教学完成后，教师基于科学思维的角度，为学生布置以下作业。

叶肉细胞中的水可以参与多种代谢反应，同时，水本身带有的氧原子也会随之代谢并转移，最终融入丙酮酸分子中，下列哪一个选项所述的转移途径是错误的？（）

A.CO2经光合作用后会转移至葡萄糖

B.H2O经呼吸作用后会转移至CO2

C.H2O 经光合作用后会转移至O2，并且经呼吸作用转移至CO2

作业主要围绕课程主题，通过问题解析帮助学生掌握水中氧原子的具体去向，更能检验不同层次学生是否对两大代谢过程有一定的了解。结合作业解析，优等生可以对基础知识进行回顾，再次基于物质层次的角度，将光合作用与呼吸作用相联系，而不再局限于理解光合与呼吸作用层面。同时，学困生也能通过对光合作用与呼吸作用的梳理，发现C 选项为错误观点，真正在训练不同层次学生推理和分析能力的同时，提升学生的理性思维。

（三）基于生活层面，助力社会责任素养

社会责任不仅是高中生物学科素养的主要内容之一，更是教师培养学生时需要关注的重要部分。高中生物知识中存在大量与实际相关，基于生物学角度认识社会事务的内容，教师可以就此类内容在教学中渗透有关社会责任和素养的教学策略，引导学生在学习知识的同时就事论事，从理性判断与分析角度对生物学问题提出看法，找到合理的解决方式。依据此思路展开教学不仅能够助力学生发展，更能够使其从知识应用与实践角度感受自身所学的实际价值，检验生物规律的同时培养学生的社会责任素养，促使其主动关心生物学的社会问题。

以“光合作用的原理”这一知识点为例，学生对光合作用有一定的了解，但往往“知其然而不知其所以然”。由此，教师可以设计实践环节，从学生常见的事物着手，引导学生通过实践参与逐步了解所学知识，在探究过程中意识到生物知识的重要性。教师可以以班级中的绿化植物——绿萝为对象设计作业，并引导学生展开探究：绿萝在晚上是无法进行光合作用的，只能吸收氧气，而这会对空气质量产生影响，这种说法对吗？为了进一步从生物学角度验证这种说法，教师可以为学生提供室内氧气浓度检测仪，引导学生在晚自习等时间进行检测，也可以通过制作不透光容器，静置2小时以上的方式进行检测，根据实际数据验证探究内容。

除此之外，教师还可以在实际生活中从日常饮食的角度引导学生展开探索，作为拓展研究，引导学生了解生物知识，提升社会责任感。例如，在教学完“糖类”的知识点后，教师可以结合“血糖”这一内容提出问题，设计分层作业。

1.从生物学角度阐述糖尿病的成因。

2.添加糖与天然糖的区别是什么？

3.为何糖尿病人不能食用或需要减少食用米饭、面条等食物？

此类作业能够使学生对生物知识有进一步理解，认识到生物知识在实际生活中的作用。

又如，在“酶”的知识教学中，教师可以从生活实际着手，基于保健品“酵素”的功能和性质设计作业，引导学生明确该保健品的主要成分和实际功效。

1.“酵素”是什么？

2.“酵素”具有其宣传内容中的减肥作用吗？是怎样实现的？

3.家人想购买“酵素”，你觉得是否应该购买？又应该怎样对家人解释这一保健品的效果？

此类作业从生物学角度解释生活中的实际内容，引导学生在学习过程中合理区分对应的产物，进而辨别和分析生活中的商品，了解宣传广告与实际知识的区别，引导学生理性看待事物，增强社会责任感。在这种情况下，学生通过学习，能够从生物学角度对事物有更直观的认识，切实了解到以往不了解的内容，真正结合实际展开学习，提升自身素养。同时，生活元素与生物课程的结合也实现了对现有生物作业资源的拓展，带领学生解析不同形式的作业内容，这有助于提升学生的实践水平，促进学生生物核心素养稳步提高。

（四）基于学情层面，落实科学探究

在高中生物课堂中，实验是较为重要的组成部分，与理论呈并重发展态势。通过实验探究，可以帮助学生更直观地了解生物的性质和形态，并从实验现象和搜集的数据中形成分析和推理，最终组成实验取样和数值结论，可以说，实验是确保生物知识于实际中应用的基础。但基于学生学情特点分析，围绕实验展开的生物作业设计并不足以支撑所有学生的科学探究，学生在学情上的差异将导致最终的实验结果各不相同。为此，教师基于学情层面所展开的实验类作业探究，除了重点发展学生的科学探究素养以外，还应结合学生学情设置不同的作业难度，带领不同层次的学生系统观察生物学现象，并通过实验设计以及具体操作形成最终结论，从而实现不同层次学生核心素养的全面提升。

例如，“降低化学反应活化能的酶”课程包含多个实验内容，如“结合不同条件比较过氧化氢的分解”“淀粉酶对蔗糖和淀粉的水解作用”“影响酶活性的具体条件”“酶的本质”等。对此，教师在设计实验类作业的过程中，可以给予学生多个选项，并引导其展开分组实验，根据自身的学习水平选择实验类型和难度。各小组成员需要在实验中做好表格设计，确定实验中“不变”的部分，从而逐步确定实验变量。如果优等生已经完成作业基础要求，教师可以适当增加作业难度，要求学生回顾实验中存在的问题和疏漏，并制定改进方案。

通过不同层次的实验作业设计，学生逐一掌握酶的作用和本质，既满足了学习的基本需要，又凸显了实验作业的科学探究特点，实现了发展学生核心素养的目的。此方式迎合不同阶段学生的学习特点，无论从教学还是学习角度，都保障了作业设计的有效性。值得注意的是，作业完成后，教师要及时根据学生的学习能力进行难度上的调整。如有的学生已经有了明显进步，教师则要及时加大作业难度，拓展作业深度和广度，帮助学生实现低阶思维向高阶思维的进阶，真正在迎合个体需要的同时，推进生物作业持续朝着多元化的方向发展。

三、结语

总而言之，作业设计的目的在于引导学生实现知识的巩固和对所学内容的进一步积累。随着教育理念与方法的不断优化，如何保证作业设计的有效性、使作业真正具备价值，还需要教师仔细考量。以培养学生综合发展为基础，锻炼学生的学习能力、提升其实践应用水平是当前乃至未来的主要发展方向。作为高中生物教师，应该积极关注学生学情和学习特点，引导学生汲取更多知识，不断实现终身学习与应用能力的提升。