一、新課程理念的改變。面向全體學生，改變傳統的教學方式，使所有的學生都加入到課堂中來，提高生物科學培養，倡導探究性學習，給每個學生提供同等的學習機會，使所有的學生通過生物課程的學習，都能在原有的水平上得到提高，獲得發展。使學生在知識、能力、情感、態度和價值觀等方面全面發展，必須引導學生主動參與和體驗各種科學探索活動，而不只是被動地學習知識，擺脫以往“以學科爲中心”的課程觀念的束縛，促進學生實現學習方式的轉變，教師教學方式的轉變。讓學生通過類似於科學家科學探究活動的方式獲取了科學知識，並在這個過程中學會科學的方法和技能、科學的思維方式，形成科學觀點和科學精神。
二、課程目標的變化。新教材內容刪繁就簡，只保留了一些基本事實，即學習基本概念原理和規律所必需的事實。這就爲教學留下了許多空間，師生能更多地思考、交流與實踐。這不僅讓學生牢固掌握生物基礎知識，更主要的是能鍛鍊他們的語言、思維和實踐能力，即在能力方面加強了對學生實踐技能和探究能力的培養。
三、教材的變化 新的高中生物學課程拋棄學科體系，綜合考慮高中學生的發展、社會發展和生物科學的發展需要，對原教學大綱的教學內容進行刪減、增補和整合，精選出三個模塊，即生物1(分子與細胞)、生物2(遺傳與進化)、生物3(穩態與環境)。三個選修模塊除基因工程、細胞工程、微生物和發酵工程、酶工程等少數的內容來自原大綱教學內容的選修部分，其餘絕大多數內容都是全新的。選修模塊共有14個實驗，除“DNA粗提取和鑑定”這個實驗外，其餘13個實驗全部集中在選修1(生物技術實踐)，都是全新的內容。
3.1必修模塊以系統論、信息論、控制論爲指導理論，選修模塊以傳統生物技術、應用生物技術、現代生物技術爲側重選材，構建了主線突出、結構合理的知識體系。 其中，《分子與細胞》模塊圍繞“細胞是由多個有聯繫的結構組成的生命系統”這一主線，按系統的組成與結構、系統的功能、系統的發展變化來組織素材，反映生命活動的物質變化、能量轉換；《遺傳與進化》模塊圍繞“生命延續和生物界發生發展過程中的信息傳遞”這一主線，按個體水平的信息傳遞，分子水平的信息儲存、傳遞、表達，生物界的信息傳遞表達來組織素材，反映生命的延續和種族的繁衍、生物多樣性和適應性的形成過程；《穩態與環境》模塊圍繞“個體與羣體水平上的穩態都是通過反饋調節實現的”這一主線，按個體水平的穩態與反饋調節、羣體水平的穩態與反饋調節來組織素材，反映系統內部穩定的特性以及調節機制。《生物技術實踐》模塊突出了實驗及探究能力的培養，《生物科學與社會》模塊突出了生物科學技術與社會的聯繫，《現代生物科技專題》模塊則突出了現代生物科學技術在一些重要領域的研究熱點、發展趨勢和應用前景。在此基礎上，教材採取從簡單到複雜，由具體到抽象，從宏觀到微觀再到宏觀螺旋式上升的順序，整理和概括生物學事實、概念、原理、方法、理論以及應用範例等，在認識“是什麼”的基礎上，更多地探討“爲什麼”和“怎麼樣”。
3.2通過“任務驅動”模式，在實現教學方式和學習方式變革的同時，加強了科學過程技能、科學態度與價值觀的培養。它將以往以傳授知識爲主的傳統教學理念，轉變爲以解決問題、表達情感、完成任務爲主的多維、互動式的教學理念。將再現式教學轉變爲探究式、實驗式學習，使學生處於積極的思維與學習狀態，每一位學生能根據自己對當時問題、情感、任務的理解，運用已有的知識、技能和自己特有的經驗提出設想與方案解決問題，從而實現教學方式與學習方式的真正變革。 教材採用“任務驅動”的模式展開教學內容，把將要學習的新知識隱含在預先設計的一個或幾個任務之中。教學中，學生通過對所提的任務進行分析、討論，明確它大體涉及哪些知識，並找出哪些是舊知識，哪些是新知識，在教師的指導、幫助以及與同伴的合作下找出解決問題的方法，最後通過任務的完成而實現對所學知識的建構。如教材每一章的首頁都設有一個與本章內容相關的“課題研究”——“一級驅動”該課題形式多樣，統領全章，與課內外學習有機結合，驅動學生主動探究。而編排在每節課開始的“探究活動”，是繼“課題研究”之後的第二次驅動。 學生通過探究、實驗、觀察、模擬、資料分析和方案設計等多種形式研究問題，體驗覈心知識的產生過程，從而學會通過觀察、實驗來蒐集事實，尋求證據，學會記錄、歸納、比較、統計分析實驗數據，最後通過和同學們討論交流，對問題形成一定的科學結論，親歷“做”科學的過程，加強了科學過程技能的培養。同時，學生還能體會到科學探究的艱辛，領悟到科學的本質，培養了學生的科學品質。如“染色體在有性生殖中的變化”一章，課題研究是“選擇合適的材料來探究染色體在有性生殖過程中的變化”，這就需要學生帶着問題自學教材、查閱資料、諮詢專家、請教老師設計研究方案、實施研究計劃、形成染色體數目減少的結論。而研究計劃的結果又作爲第一節減數分裂與配子形成中探究活動“模擬減數分裂過程中染色體的變化”的鋪墊，學生再結合有絲分裂的知識和減數分裂的概念，經過邏輯推理，構思染色體發生變化或減少的環節與過程，設計模擬的材料來完成探究活動。這樣的活動安排，環環相扣，促使學生主動探究，主動獲取知識，主動建構與完善自己的知識體系，在活動中加強了科學過程技能的培養，加強了科學的態度和價值觀以及創新精神的培養。
3. 3建立了科學方法教育的體系，創設了科學方法教育的途徑，爲過程與方法目標的落實奠定了基礎。 科學方法（這裏的科學主要指自然科學）是認識自然或獲得科學知識的程序或過程。科學方法按照適用的普遍性，大體上可分爲三個層次：一是個別領域和學科中採用的特殊方法，如生物學科中的放射性同位素示蹤法、標誌重捕法、細胞染色法、顯微觀察法等；二是自然科學的一般方法，包括感性認識階段的觀察法、實驗法、調查法等，理性認識階段的分析與綜合、歸納與演繹、邏輯與推理、數學方法、模型方法、系統分析的方法等，由感性認識上升到理性認識的科學抽象等方法；三是適用於所有科學領域的哲學方法。另外，系統論、控制論、信息論、突變論、協同論、耗散結構等現代科學方法也被廣泛應用。與科學理論知識相比，科學方法具有更大的穩定性和更普遍的適用性。教材中落實科學方法教育的途徑，主要是課題研究、探究活動欄目。這些欄目通過引領學生分析生物科學史上的經典案例，體驗研究過程的各環節，使學生在分析中得到啓示，在實踐中逐步領悟到科學方法的奧祕以及科學家的成長就是從這一點一滴的研究起步的。除此之外，教材在分析討論、技能訓練、鞏固提高等欄目中也有許多關於科學過程和方法的問題，可以幫助學生領悟方法，活躍思維，提高科學探究能力。
教材中科學方法教育體系建立的原則，一是在兼顧學科研究方法的同時，側重一般方法的訓練。如探究活動“製作並觀察根尖染色體加倍的裝片”在兼顧學科研究方法如顯微觀察法、玻片標本製作法、細胞染色法的同時，側重一般方法如觀察法和實驗法的訓練。二是一般方法訓練採用逐步推進的方式，形成可接受的梯度。在模塊間，《分子與細胞》着重安排觀察、實驗、歸納等科學方法的活動，《遺傳與進化》着重安排假說演繹和建立模型等科學方法的活動，《穩態與環境》着重安排系統分析、建立數學模型等科學方法的活動（見表1）；在模塊內，每一方法的訓練又有層次性。如“假說演繹”的科學方法，教材先給學生提供了可供分析的經典實驗，通過比較諾丁、達爾文、孟德爾的研究，分析得出假說演繹在科學研究中的重要性。接着，介紹孟德爾對一對相對性狀的研究過程，把假說演繹在研究過程中的應用全貌展示給學生。然後，學生運用假說演繹方法，通過探究兩對相對性狀間的自由組合機制，昇華了對該方法的認識，並逐步內化爲自己能力組成的一部分，使學生能在科學活動過程中自覺地運用科學方法來解決科學認識問題。
3.4 注重與現實生活的聯繫，使學生能夠運用所學的生物學知識面對現實生活、生產和社會中的實際問題。根據有意義學習的理論，教材的導言儘量從生活實際入手，創設較好的問題情境或懸念，使學生在現實的生活背景中的學習生物學。當一個核心概念或原理通過探究活動建立後，再應用這一概念或原理來解決現實生活中的問題，從而使學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念。如“DNA的分子結構”一節，從基因身份證引入，通過探究活動“分析DNA雙螺旋結構模型”，獲得DNA的結構特點以及穩定性、多樣性、特異性後，再來理解基因身份證的特點、優勢。“植物繁育的現代技術”一節，從尋找植物繁殖的新途徑開始，學生思考設計解決這一問題的方案，帶着問題學習植物組織培養、人工育種等現代繁殖技術，最後又介紹了這些技術在我國的應用現狀等。“生物性污染與生物淨化”一章，從調查生活中的生物性污染狀況進入，最後又回到微生物對生活廢水的淨化、綠色植被的淨化、人工溼地的淨化，以及做一個保護環境的志願者。這種讓學生走出教室，到大自然和社會中去實習和實踐的學習方式，也培養了他們愛祖國、愛家鄉的情感，增強了他們改變家鄉面貌、振興祖國的使命感和責任感。同時，教材還注意讓學生運用所學的生物學原理參與公衆事務的討論或作出相關的個人決策。如“轉基因生物和轉基因食品”一節，安排了探究活動“關於轉基因生物和轉基因食品的討論”，期望通過討論使學生知道轉基因生物可能給人們帶來哪些利益，存在哪些安全問題，然後用這些知識指導自己的生活。
除此之外，教材還注意介紹與生物學相關的職業，幫助學生了解相關的職業和學習方向，爲他們進一步學習和步入社會作準備。如課外閱讀“雙螺旋結構背後的故事”介紹了分子遺傳學家的工作以及弗蘭克林的獻身精神，“水稻專家——袁隆平”介紹了作物育種學家的工作以及對解決世界糧食問題所作的貢獻。
四、 課堂教學的難點
4.1 課堂教學的組織
4.1.1 面向全體學生 面向全體學生的課程觀念要求教學要給所有的學生提供同樣的學習機會 ，滿足不同學生的需求，使所有學生都能達到《課標》規定的基本要求。面對知識基礎差異的學生，特別是選修課上的學生，如何組織課堂教學，才能體現向全體學生呢？有專家提出如下建議：1、精心設計問題，讓每個學生都有事可做；2、課堂提問及練習既要有針對性，又要有全面性；3、努力改進教學方法，調動全體學生的積極主動性；4、佈置給學生的作業要根據難易程度分級編組。雖然有專家的建議，但在具體操作上仍不乏難度。
4.1.2 探究性活動 科學既是一個知識體系又是一個探究過程，倡導探究性學習是普通高中生物新課程的一個基本理念，《標準》建議“在教學中教師應該讓學生親歷思考和探究過程，領悟科學探究的方法”。在探究性學習的課堂上，教師講解的時間不多，更多的時間留給學生進行獨立的自主探究，教師在這個過程中要進行富有創造性的指導。探究性學習的指導是一門嶄新的教學藝術，他不僅涉及教育心理學，學習心理學等教學理論，還涉及組織、引導、指導等方面的技術，如何進行行有效的指導以及如何在有限的課時中既完成大量教學內容，又騰出時間讓學生自主探究，這將是探究性學習教學組織的難點所在。對於時間問題，有專家建議：1、把完整的探究活動和局部探究活動相結合；2、把課內探究和課外探究相結合。對於探究性活動的組織，《課標》也提出一些建議(詳見《課標》實施建議部分)，但建議歸建議，具體操作上仍是困難很大。
4.2 教學內容的處理 課程標準是根本，教材是在《課標》基礎上再創造的結果，任何一本教材都無法適應不同地區的所有學生。同樣，我們所選用的教材(人教版)雖然對現行教材有一定的繼承性，但畢竟有不少變化，比如教材中的完整探究性活動過程不一定都適應我們的學生，這就要求我們在課堂教學中要創造性地使用教材，根據《課標》及學生情況對教材的教學內容進行取捨。
另外，由於高中教學都要面對大學聯考，因而，如何取捨教材還要考慮大學聯考的需要。顯然如何創造性的使用教材，也是一個教學難點。
4.3 實驗課的開課率和效率 新課程的實驗課比重明顯增大，實驗內容新，完成實驗所需的條件較高。受到實驗室條件的限制，有些實驗內容在短時間內還沒法開課，特別是選修1的實驗，比如DNA擴增需要DNA擴增儀，這得在實驗室建設逐漸完善之後才能開課。
新課程的學生實驗可分爲三類：第一類是以實驗操作技能訓練爲主的技能性實驗，如觀察細胞中的DNA和RNA、酶及DNA的提取；第二類是以檢驗已知的事實、概念或原理的真實性爲主的驗證性實驗，如驗證植物細胞的質壁分離及復原、觀察有絲分裂等；第三類是以引導學生通過探究獲得新知識和接受科學方法訓練爲主的探究性實驗，如探究影響酶活性的因素、葉綠體中色素的提取和分離等。
每一類實驗都有其特定的基本程序，如驗證性的實驗的基本程序是確定論題、獲得論據、進行論證；探究性實驗的基本程序是提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論和表達、交流。因而每一類實驗活動的完成各有難度，如第一類實驗主要難度在於學生操作技能的掌握教學上，每二類實驗除操作上難度外，論證過程的教學也需要教師進行科學的設計，第三類實驗主要難度在於組織上。顯然，要上好實驗課，不僅需要教師有較好的實驗操作技術和嚴密的邏輯推理能力，還需要教師有較強組織能力。這對於絕大多數教師來說，都不是一件容易的事。
4.4 針對學生的課堂教學評價 在《標準》所倡導的改革中，教學評價改革處於十分重要的地位。鑑於傳統評價方法重結果輕過程，重知識輕情感、態度等缺點，《標準》對課堂評價提出如下建議：1、重視學習過程的評價，建立學生學習記錄卡；2、在不同的教學方式中採取不同的評價策略；3、對紙筆測驗進行適當改革；4、根據學生實際操作情況，評價學生的實驗操作技能；5、從多個側面評價學生的探究能力等。這些評價建議中，除對紙筆測驗進行適當改革及對學生的實驗操作技能進行評價外，其餘評價方式都是全新的，因而，在實驗內容多、難度大、教材量大的課堂教學中，如何安排時間有機地使用多種評價方式對學生進行課堂評價，以最大限度地激勵學生，促進學生的發展，也是課堂教學的難點之一。
4.5 選修模塊的選修率及課堂效率 影響選修模塊選修率的因素有：必修模塊教學對學生學習生物學興趣的影響(或學生對教師教學的認同程度)、學生對選修模塊興趣程度、選修模塊實驗開課率、學生對選修模塊教學認同度、學科選修廣告的的煽動性、其它學科選修模塊影響及大學聯考的需要等。可以看出在這些因素中，課堂教學是至關重要的一個影響因素。與物理、化學相比，同樣做爲實驗科學，生物實驗設備不足、實驗教學資源緊缺、大學聯考對實驗教學的衝擊，以及因而產生的對實驗教學的長期忽視導致的學科教師實驗教學經驗和能力水平的有限，將嚴重影響生物學科課堂教學的魅力，從而影響選修模塊選修率。
與大綱選修部分教學內容相比，新課程選修模塊的內容新、難度大、容量多的特點，對於選修模塊的教學都是很大的挑戰，在短時間內一個教師要適應三個選修模塊的教學，困難很大。
