在教學中最重要的就是教學目標的確定，隻有教學目標確定得適當、有效，教學才能適當、有效。教學中知識、能力、情意目標的確定，屬於教學思維方式的範疇。
一、中學生物學科的知識、能力、情意的含義
“六要素”教學方式的知識、能力、情意是新課程要求的知識、能力、情感態度與價值觀三維教學目標。其中，知識是教學最基本的思維方式，能力是教學的重要思維方式，情意是教學中不可缺少的思維方式。在中學生物教學中，《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（下麵簡稱《初中生物課程標準》）、《普通高中生物課程標準（實驗）》（下麵簡稱《高中生物課程標準（實驗）》），對學科教學的知識、能力、情意目標都有明確的規定。
（一）中學生物的知識目標及含義
《初中生物課程標準》在第二部分課程目標中指出每個學生的知識目標為：
獲得有關生物體的結構層次、生命活動、生物與環境、生物多樣性、生物進化以及生物技術等生物學基本事實、概念、原理和規律的基礎知識。
獲得有關人體結構、功能以及衛生保健的知識，促進生理和心理的健康發展。
知道生物科學和技術在生活、生產和社會發展中的應用及其可能產生的影響。
廣東省教育廳基礎研究院生物教研員楊計明老師編著的《生物教與學》一書，對原來實施的《初中生物課程標準（實驗）》本中部分課程目標的具體條文進行了說明，現在的《初中生物課程標準》與原來的《初中生物課程標準（實驗）》本雖然有很多變動，但仍然可以作為參考。
對於“獲得有關生物體的結構層次、生命活動、生物與環境、生物多樣性（新增加）、生物進化以及生物技術等生物學基本事實、概念、原理和規律的基礎知識。”《生物教與學》指出：與以往的教學大綱相比，未在課程目標中列出動物的形態、結構、生理和分類的知識，而代之以“生物體的結構層次”，有以下幾點需要說明：這意味著精簡過多的形態、結構和分類的內容，但並不是要全部刪除，必要的形態結構內容仍然要學，這裏所說的“必要”主要是指為理解功能打基礎的內容；生物體是一個複雜的係統，它不是其組成部分的線性疊加，而是按照一定的結構層次組成的有機整體，“整體大於部分之和”，因此，理解生物體的結構層次，有助於從整體上認識生命體。
需要補充說明的是，《初中生物課程標準》增加了要獲得“生物多樣性”方麵的生物學基本事實、概念、原理和規律的基礎知識。說明隨著科學技術和社會的發展，生物多樣性對維護生態平衡的作用越來越重要，保護生物多樣性對於人類的生存和發展的重要意義更加凸顯。
另外，《學習、教學和評估的分類學：布盧姆教育目標分類學》（修訂版）將認知領域的學習歸納為四類知識的學習，這四類知識是事實性知識、概念性知識、程序性知識與反省認知。其中，中學生物學科中的生物學基本事實、概念、原理和規律的基礎知識，有的是事實性知識（知曉一門學科或解決學科中的問題所必須獲得的基本成分，其中又分為術語知識和具體細節與要素知識），有的是概念性知識（能使各成分共同作用的一個大結構中基本成分之間的關係的知識，其中又分為分類知識、概念和原理知識以及理論、模型和結構知識），還包含著程序性知識（知曉如何做事，探究方法，運用技能、算法、技術和方法的標準。其中又分為特殊學科的技能和算法的知識、特殊學科的技術和方法的知識、決定何時運用適當程序的標準的知識）與反省認知（一般認知的知識和有關自己認知意識的知識，其中又分為策略性知識、關於任務的知識、自我認知）。因此，在教學中，教師不必拘泥於某些知識屬於某種知識類型的分類，進行具體的知識教學即可。
對於“獲得有關人體結構、功能以及衛生保健的知識，促進生理和心理的健康發展”，《生物教與學》沒有說明。
需要補充說明的是，根據《初中生物課程標準》中其他內容的變化，例如，更加“關注重要概念的學習”，更加“重視檢測學生知識目標的達成”，指出“生物學基礎知識是生物科學素養的重要組成部分。”等。教師仍然要更加重視加強知識教學，一如既往地進行健康和心理教育。
對於“知道生物科學（和）技術在生活、生產和社會發展中的應用及其可能產生的影響。”《生物教與學》指出：這裏“可能產生的影響”，也包括負麵的影響。大致可以概括為以下幾個方麵：①影響人們的思想觀念，如進化的思想和生態學思想正在被越來越多的人所接受。②促進社會生產力的提高，如生物技術產業正在形成一個新興產業；農業生產力因生物科學技術的應用而顯著提高。③隨著生物科學的發展，將會有越來越多的人從事與生物學有關的職業。④促進人們提高健康水平和生活質量，延長壽命。⑤影響人們的思維方式，如生態學的發展促進人們的整體性思維；隨著科學的發展，生物科學技術將有助於改進人類的思維。⑥對人類社會的倫理道德體係產生衝擊，如試管嬰兒、器官移植、人類基因的人工改善等，都會對人類社會現有的倫理道德體係產生挑戰。⑦生物科學技術的發展對社會和自然界也可能產生負麵影響，如轉基因生物的大量生產改造物種的天然基因庫，可能會影響生物圈的穩定性。
需要說明的是，《初中生物課程標準》將“科學技術”改為“科學和技術”，看似隻是增加了一個“和”字，但意義就完全不同了，是明確把科學、技術分別作為一個主體了，這一方麵顯然是更加突出了技術的重要性；另一方麵，對教師在教學中對知識與能力的不同教學進行了強調。
《高中生物課程標準（實驗）》中關於知識的課程具體目標如下：
獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方麵的基礎知識，知道生物科學和技術的主要發展方向和成就，知道生物科學發展史上的重要事件。
了解生物科學知識在生活、生產、科學技術發展和環境保護等方麵的應用。
積極參與生物科學知識的傳播，促進生物科學知識進入個人和社會生活。
由於新的《高中生物課程標準（實驗）》修改、出台在即，對於高中生物的知識目標就不再另外說明。
（二）中學生物的能力目標及含義
《初中生物課程標準》指出每個學生的能力目標為：
正確使用顯微鏡等生物學實驗中常用的儀器和用具，具備一定的實驗操作能力。
初步具有收集、鑒別和利用課內外的圖文資料及其他信息的能力。
初步學會生物科學探究的一般方法，發展學生提出問題、作出假設、製訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。在科學探究中發展合作能力、實踐能力和創新能力。
初步學會運用所學的生物學知識分析和解決某些生活、生產或社會實際問題。
對於“正確使用顯微鏡等生物學實驗中常用的儀器和用具，具備一定的實驗操作能力。”《生物教與學》指出：這是對課程目標中“初步掌握生物學實驗操作的基本技能”的具體化。
需要說明的是，顯微鏡隻是一種非常典型的生物學實驗中常用的儀器，還有許多儀器與用具，雖然沒有一一列舉，但在教學中還是要非常重視，如，蓋玻片、鑷子、量筒、培養皿、高壓滅菌鍋等。
對於“初步具有收集、（鑒別）和利用課內外的圖文資料及其他信息的能力。”《生物教與學》沒有說明，需要補充說明的是，《初中生物課程標準》新增加了“鑒別課內外的圖文資料及其他信息的能力”，這就要求教師在教學中培養學生從眾多信息資料中，去偽存真、去粗取精的能力。
對於“初步學會生物科學探究的一般方法，發展學生提出問題、作出假設、製訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。在科學探究中發展合作能力、實踐能力和創新能力。”《生物教與學》對“初步學會生物科學探究的一般方法”做了說明。科學方法包括3個層次，哲學層次的方法、科學探究的一般方法和學科的特殊方法。前者如唯物辯證法，後者如生物學中的解剖方法、顯微觀察的方法等。科學探究的一般方法包括積累經驗材料的方法（觀察、調查和實驗等）和進行理論思維的方法（分析、綜合、歸納、演繹、類比和模型等），以及教學方法、黑箱方法等。課程目標中強調的是科學探究的一般方法。對於“發展學生提出問題、作出假設、製訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。”這實際上是指科學探究的過程技能。“提出問題”包括發現問題和對問題的表述；“作出假設”應當根據已有的知識和生活經驗，注意假設的可能性；“製訂計劃”要針對作出的假設進行，檢驗假設可以通過實驗，也可以通過觀察和調查以及收集資料來進行。應當避免出現探究的程式化傾向。
對於“初步學會運用所學的生物學知識分析和解決某些生活、生產或社會實際問題。”《生物教與學》沒有說明。
需要說明的是，2011年3月劉豔紅主編的華東師範大學出版社出版的《有效生物實驗教學的四個關鍵》一書中指出，能力是一個比知識和技能包容範圍更廣的概念。1993年頒布的九年義務教育《生物教學大綱》中用能力培養取代了技能目標，提出培養學生觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力。但實際上表達的仍然是包含在能力培養目標中的、以操作技能為主的技能目標。對於技能目標，《有效生物實驗教學的四個關鍵》一書指出，生物學實驗技能是指學生在生物學實驗中形成的、與生物學實驗密切相關的技能，包括儀器的操作、收集數據、觀察、調查等。根據課程教材研究所和生物課程教材開發中心編著的生物七年級上冊《教師教學用書》和教學實踐，初中生物實驗教學中的基本技能目標可以分為操作技能和科學探究的方法及技能兩大部分。
《高中生物課程標準（實驗）》中關於能力的課程具體目標如下：
能夠正確使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能。
能夠利用多種媒體收集生物學的信息，學會鑒別、選擇、運用和分享信息。發展科學探究能力，初步學會：
（1）客觀地觀察和描述生物現象；
（2）通過觀察或從現實生活中提出與生物學相關的、可以探究的問題；
（3）分析問題，闡明與研究該問題相關的知識；
（4）確認變量；
（5）作出假設和預期；
（6）設計可行的實驗方案；
（7）實施實驗方案，搜集證據；
（8）利用數學方法處理、解釋數據；
（9）根據證據作出合理判斷；
（10）用準確的術語、圖表介紹研究方法和結果，闡明觀點；
（11）聽取他人的意見，利用證據和邏輯對自己的結論進行辯護以及作出必要的反思和修改。
《高中生物課程標準（實驗）》中關於能力的含義比較具體，與《初中生物課程標準》中的能力目標一脈相承，考慮到新的高中生物課程標準修改、出台在即，對於高中生物的能力目標不再另外說明。
（三）中學生物的情意目標及含義
《初中生物課程標準》指出每個學生的情感、態度與價值觀目標為：
了解我國的生物資源狀況和生物科學技術發展狀況，形成愛祖國、愛家鄉的情感，增強振興祖國和改變祖國麵貌的使命感與責任感。
熱愛自然，珍愛生命，理解人與自然和諧發展的意義，提高環境保護意識。
樂於探索生命的奧秘，具有實事求是的科學態度、探索精神和創新意識。
關注與生物學有關的社會問題，初步形成主動參與社會決策的意識。
逐步形成良好的生活與衛生習慣，確立積極、健康的生活態度。
對於“了解我國的生物資源狀況和生物科學技術發展狀況，形成（原為“培養”）愛祖國、愛家鄉的情感，增強振興祖國和改變祖國麵貌的使命感與責任感。”《生物教與學》指出：這實際上是對學生進行愛國主義教育，要求本課程的學習要密切聯係我國和當地的實際，要走出教室，到大自然和社會中去學習，去實踐。
需要補充說明的是，將“培養”改為“形成”，要求進一步提高。
對於“熱愛自然，珍愛生命，理解人與自然和諧發展的意義，提高環境保護意識。”《生物教與學》沒有說明。
對於“樂於探索生命的奧秘，具有實事求是的科學態度、探索精神和創新意識。”《生物教與學》指出：這實際上是體現《國家基礎教育課程綱要（試行）》中關於培養學生終身學習的願望和能力、創新精神和創新能力的要求。
對於“關注與生物學有關的社會問題，初步形成主動參與社會決策的意識。”《生物教與學》指出：這對我國的民主和法製建設有重要意義。
對於“逐步形成良好的生活與衛生習慣，確立積極、健康的生活態度。”《生物教與學》沒有說明。
《高中生物課程標準（實驗）》中關於情感、態度與價值觀（情意）的課程具體目標如下：
初步形成生物體的結構與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統一的觀點，生物進化觀點和生態學觀點，樹立辯證唯物主義自然觀，逐步形成科學的世界觀。
關心我國的生物資源狀況，對我國生物科學和技術發展狀況有一定的認識，更加熱愛家鄉、熱愛祖國，增強振興中華民族的使命感與責任感。
認識生物科學的價值，樂於學習生物科學，養成質疑、求實、創新及勇於實踐的科學精神和科學態度。
認識生物科學和技術的性質，能正確理解科學、技術、社會之間的關係。能夠運用生物科學知識和觀念參與社會事務的討論。
熱愛自然、珍愛生命，理解人與自然和諧發展的意義，樹立可持續發展的觀念。
確立積極的生活態度和健康的生活方式。
同樣，考慮到新的高中生物課程標準修改、出台在即，對於高中生物的情意目標也不再另外說明。
要搞好中學生物學科的有效教學，就要從正確理解中學生物學科的知識、能力、情意（情感、態度與價值觀）入手。
二、中學生物學科的知識、能力、情意目標的設置
教學是一種有目的、有計劃的活動，在教學前，教師要進行必要的準備，經過思考形成書麵教學計劃。不論是學年教學計劃、學期教學計劃，還是單元教學計劃、主題教學計劃或者課時教學計劃，這些計劃最基本的就是教師要設置教學目標。
（一）中學生物學科教學目標的設置原則
中學生物學科教學目標設置的主要依據是《初中生物課程標準》《高中生物課程標準（實驗）》、初中生物教材、高中教材和教師所教學生的實際情況。廣州市教育局教學研究室編寫的、由廣東教育出版社出版的《廣州市義務教育階段學科學業質量評價標準（生物學）》是重要的參考資料。
在教學目標設置中，課程標準隻規定教學要求的下限，不規定上限，即所謂“保底不封頂”。因此，各教學要點學習層次的確定，應遵循教學的“可接受性原則”和“量力性原則”，既不能低於課程標準的基本要求，又不能超越學生可接受性學習能力的範圍。在確定教學目標時，還要考慮課堂的生成性目標，因為設置的教學目標都是預設的最低要求，是可評價的目標，不是教學結果的全部。
高慎英、劉良華在《有效教學論》中說，“課程綱要和教科書中規定的課程目標對年段要求和學科要求比較清晰，但對於期待學生獲得的具體行為，特別是給予某個班級學生特點的目標描述，他們說得遠遠不夠。課程綱要粗線條地對課程目標和學科內容作出規定，正是為了給教師的創造性運用留出空間，允許教師靈活地調整教學，以適應學生的個別學習需要。”“有效教學的關鍵在於教師所提出的目標能夠既不至於因太抽象而令學生無動於衷，又不至於因太具體瑣碎而令學生不得‘要領’。如果說教學目標應該表述得具體一些，那麽，這種具體的教學目標以能夠激勵學生熱情地學習為標準”。
有效的教學目標應該是符合課程標準的，考慮到學生特點和教師的教學特色的，使用規範的文字描述的。設置教學目標要注意以下幾個是否：
第一，教學目標是否符合國家製定的學科的課程標準，例如《初中生物課程標準（2011年版）》、《高中生物課程標準（實驗）》，是否符合本節課程所在的學年（學期）目標或單元（主題）目標或課時目標，是否考慮了教材和學生的具體知識背景和學習情況。
第二，是否在知識、能力、情意（情感、態度與價值觀）的三維目標框架內確定了教學目標的側重點。
第三，是否建立了課程標準與本節課教學目標的對應關係，是否已經將課程標準特別是內容標準分解、細化成具體的、可操作的、可評價的目標。
第四，是否用課程標準中提供的行為動詞清晰寫出教學目標，使目標可觀察、可測量、可評價。
（二）中學生物學科的知識、能力、情意目標設置
教學目標應包含行為和內容兩個方麵。按照馬傑和加涅的行為目標理論，目標表述不能僅使用描述內隱心理狀態的術語，而應使用描述行為方式的術語。行為目標的陳述一般應包括行為主體、行為動詞、行為條件和行為標準，使之具有可操作性。
《初中生物課程標準》附錄包含了內容標準中使用的行為動詞，由於這些動詞的行為主體都是學生，所以，《初中生物課程標準》將此部分的內容，稱為“學習目標的說明”。見表2.9.1：
表2.9.1 《初中生物課程標準》附錄學習目標的說明
續表
在這裏，就有一個教師對教學內容的水平層次的判斷問題，隻有判斷準確，才能使用適合的、正確的行為動詞，設置有效的教學目標，《廣州市義務教育階段學科學業質量評價標準（生物學）》在這方麵可以提供較大的幫助。
例如，探究“測定某種食物中的能量”是人教版初中生物學七年級下冊的實驗教學內容，教師該如何設置本節課的教學目標呢？
首先，應該查看課程標準，即《初中生物課程標準》。
與探究“測定某種食物中的能量”一節相關的課程標準內容包括：《初中生物課程標準》一級主題一（科學探究）需要教師幫助學生形成5個重要概念，其中第2個概念：提出問題是科學探究的前提，解決科學問題常常需要做出假設。這個重要概念的建立直接與本探究相關，教材的科學方法介紹“作出假設”就是放在本探究活動中的。一級主題五（生物圈中的人）需要教師幫助學生形成8個重要概念，細分為5個內容。在內容2（人體生命活動的能量供給）具體內容中提到“說明能量來自細胞中有機物的氧化分解”，對應的活動建議為“探究幾種食物熱價的差異”，是與本課有關的。“測定某種食物中的能量”又是一個探究活動，《廣州市義務教育階段學科學業質量評價標準（生物學）》細化的本節教材內容的學習目標是：嚐試探究食物中的能量。目標層次是技能1。
教師在綜合考慮了以上課程標準和評價標準的要求後，再根據人教版教材，結合自己的特長，學生的前概念、原有的知識、技能情況，才能有效地設置教學目標。
例如某位教師根據自己對課程標準的理解以及自己學生的情況，對探究“測定某種食物中的能量”設置的教學目標是：
知識目標：了解食物中有能量；
能力目標：嚐試測定食物中能量的方法；學會酒精燈、溫度計的使用方法；學會分析產生實驗誤差的原因及改進方法；
情意目標：培養學生愛護實驗儀器的習慣。
對這位教師的目標設置，通過研究《初中生物課程標準》，目標設置還是非常到位的，但是也存在一些需要修正的地方。首先，教學目標的設置應該增加行為主體；其次，行為動詞要盡量使用《初中生物課程標準》中提供的課程內容中使用的行為動詞。以知識目標為例，應改為：學生能描述（替換“了解”）食物中有能量。能力目標中的“學會”應該刪去，改為學生能正確使用酒精燈、溫度計；學生能進行實驗誤差的分析及方法的改進。情意目標中的“培養”應改為養成。
在中學生物教學目標的設置過程中，不要求教師一定要分別列出知識、能力、情意目標，隻要包含三維教學目標內容即可。如果有行為條件，也要在目標中列出。教學目標的設置也可以用表格形式表達。
例如，高中生物學科必修二第三章第一節“DNA是主要的遺傳物質”的教學目標可以設置為：
知識目標
1.學生能描述“DNA是主要遺傳物質”的探索過程。
2.學生能分析DNA是遺傳物質的實驗設計思路。
3.在教師的指導下，學生能舉例說明實驗技術在證明DNA是主要遺傳物質中的作用。
能力目標
1.通過圖文轉換，學生能嚐試信息處理。
2.通過對實驗原理及過程的思考、分析、討論、表達，學生能運用合作思維。
情意目標
1.學生能認同與人合作在科學研究中的重要性。
2.學生能認同科學與技術的關係，二者相互促進，相輔相成。
3.學生能認同科學研究是不斷完善、科學發現的曲折過程。
初中生物七年級下冊第七章第一節“分析人類活動對生態環境的影響”，教學目標可以設置為表2.9.2。
表2.9.2 “分析人類活動對生態環境的影響”的教學目標