在教学中最重要的就是教学目标的确定，只有教学目标确定得适当、有效，教学才能适当、有效。教学中知识、能力、情意目标的确定，属于教学思维方式的范畴。
一、中学生物学科的知识、能力、情意的含义
“六要素”教学方式的知识、能力、情意是新课程要求的知识、能力、情感态度与价值观三维教学目标。其中，知识是教学最基本的思维方式，能力是教学的重要思维方式，情意是教学中不可缺少的思维方式。在中学生物教学中，《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（下面简称《初中生物课程标准》）、《普通高中生物课程标准（实验）》（下面简称《高中生物课程标准（实验）》），对学科教学的知识、能力、情意目标都有明确的规定。
（一）中学生物的知识目标及含义
《初中生物课程标准》在第二部分课程目标中指出每个学生的知识目标为：
获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物多样性、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、概念、原理和规律的基础知识。
获得有关人体结构、功能以及卫生保健的知识，促进生理和心理的健康发展。
知道生物科学和技术在生活、生产和社会发展中的应用及其可能产生的影响。
广东省教育厅基础研究院生物教研员杨计明老师编著的《生物教与学》一书，对原来实施的《初中生物课程标准（实验）》本中部分课程目标的具体条文进行了说明，现在的《初中生物课程标准》与原来的《初中生物课程标准（实验）》本虽然有很多变动，但仍然可以作为参考。
对于“获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物多样性（新增加）、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、概念、原理和规律的基础知识。”《生物教与学》指出：与以往的教学大纲相比，未在课程目标中列出动物的形态、结构、生理和分类的知识，而代之以“生物体的结构层次”，有以下几点需要说明：这意味着精简过多的形态、结构和分类的内容，但并不是要全部删除，必要的形态结构内容仍然要学，这里所说的“必要”主要是指为理解功能打基础的内容；生物体是一个复杂的系统，它不是其组成部分的线性叠加，而是按照一定的结构层次组成的有机整体，“整体大于部分之和”，因此，理解生物体的结构层次，有助于从整体上认识生命体。
需要补充说明的是，《初中生物课程标准》增加了要获得“生物多样性”方面的生物学基本事实、概念、原理和规律的基础知识。说明随着科学技术和社会的发展，生物多样性对维护生态平衡的作用越来越重要，保护生物多样性对于人类的生存和发展的重要意义更加凸显。
另外，《学习、教学和评估的分类学：布卢姆教育目标分类学》（修订版）将认知领域的学习归纳为四类知识的学习，这四类知识是事实性知识、概念性知识、程序性知识与反省认知。其中，中学生物学科中的生物学基本事实、概念、原理和规律的基础知识，有的是事实性知识（知晓一门学科或解决学科中的问题所必须获得的基本成分，其中又分为术语知识和具体细节与要素知识），有的是概念性知识（能使各成分共同作用的一个大结构中基本成分之间的关系的知识，其中又分为分类知识、概念和原理知识以及理论、模型和结构知识），还包含着程序性知识（知晓如何做事，探究方法，运用技能、算法、技术和方法的标准。其中又分为特殊学科的技能和算法的知识、特殊学科的技术和方法的知识、决定何时运用适当程序的标准的知识）与反省认知（一般认知的知识和有关自己认知意识的知识，其中又分为策略性知识、关于任务的知识、自我认知）。因此，在教学中，教师不必拘泥于某些知识属于某种知识类型的分类，进行具体的知识教学即可。
对于“获得有关人体结构、功能以及卫生保健的知识，促进生理和心理的健康发展”，《生物教与学》没有说明。
需要补充说明的是，根据《初中生物课程标准》中其他内容的变化，例如，更加“关注重要概念的学习”，更加“重视检测学生知识目标的达成”，指出“生物学基础知识是生物科学素养的重要组成部分。”等。教师仍然要更加重视加强知识教学，一如既往地进行健康和心理教育。
对于“知道生物科学（和）技术在生活、生产和社会发展中的应用及其可能产生的影响。”《生物教与学》指出：这里“可能产生的影响”，也包括负面的影响。大致可以概括为以下几个方面：①影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。②促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业；农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。③随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。④促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。⑤影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。⑥对人类社会的伦理道德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人类基因的人工改善等，都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。⑦生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。
需要说明的是，《初中生物课程标准》将“科学技术”改为“科学和技术”，看似只是增加了一个“和”字，但意义就完全不同了，是明确把科学、技术分别作为一个主体了，这一方面显然是更加突出了技术的重要性；另一方面，对教师在教学中对知识与能力的不同教学进行了强调。
《高中生物课程标准（实验）》中关于知识的课程具体目标如下：
获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件。
了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用。
积极参与生物科学知识的传播，促进生物科学知识进入个人和社会生活。
由于新的《高中生物课程标准（实验）》修改、出台在即，对于高中生物的知识目标就不再另外说明。
（二）中学生物的能力目标及含义
《初中生物课程标准》指出每个学生的能力目标为：
正确使用显微镜等生物学实验中常用的仪器和用具，具备一定的实验操作能力。
初步具有收集、鉴别和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。
初步学会生物科学探究的一般方法，发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。
初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题。
对于“正确使用显微镜等生物学实验中常用的仪器和用具，具备一定的实验操作能力。”《生物教与学》指出：这是对课程目标中“初步掌握生物学实验操作的基本技能”的具体化。
需要说明的是，显微镜只是一种非常典型的生物学实验中常用的仪器，还有许多仪器与用具，虽然没有一一列举，但在教学中还是要非常重视，如，盖玻片、镊子、量筒、培养皿、高压灭菌锅等。
对于“初步具有收集、（鉴别）和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。”《生物教与学》没有说明，需要补充说明的是，《初中生物课程标准》新增加了“鉴别课内外的图文资料及其他信息的能力”，这就要求教师在教学中培养学生从众多信息资料中，去伪存真、去粗取精的能力。
对于“初步学会生物科学探究的一般方法，发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。”《生物教与学》对“初步学会生物科学探究的一般方法”做了说明。科学方法包括3个层次，哲学层次的方法、科学探究的一般方法和学科的特殊方法。前者如唯物辩证法，后者如生物学中的解剖方法、显微观察的方法等。科学探究的一般方法包括积累经验材料的方法（观察、调查和实验等）和进行理论思维的方法（分析、综合、归纳、演绎、类比和模型等），以及教学方法、黑箱方法等。课程目标中强调的是科学探究的一般方法。对于“发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。”这实际上是指科学探究的过程技能。“提出问题”包括发现问题和对问题的表述；“作出假设”应当根据已有的知识和生活经验，注意假设的可能性；“制订计划”要针对作出的假设进行，检验假设可以通过实验，也可以通过观察和调查以及收集资料来进行。应当避免出现探究的程式化倾向。
对于“初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题。”《生物教与学》没有说明。
需要说明的是，2011年3月刘艳红主编的华东师范大学出版社出版的《有效生物实验教学的四个关键》一书中指出，能力是一个比知识和技能包容范围更广的概念。1993年颁布的九年义务教育《生物教学大纲》中用能力培养取代了技能目标，提出培养学生观察能力、实验能力、思维能力和自学能力。但实际上表达的仍然是包含在能力培养目标中的、以操作技能为主的技能目标。对于技能目标，《有效生物实验教学的四个关键》一书指出，生物学实验技能是指学生在生物学实验中形成的、与生物学实验密切相关的技能，包括仪器的操作、收集数据、观察、调查等。根据课程教材研究所和生物课程教材开发中心编著的生物七年级上册《教师教学用书》和教学实践，初中生物实验教学中的基本技能目标可以分为操作技能和科学探究的方法及技能两大部分。
《高中生物课程标准（实验）》中关于能力的课程具体目标如下：
能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能。
能够利用多种媒体收集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。发展科学探究能力，初步学会：
（1）客观地观察和描述生物现象；
（2）通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；
（3）分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；
（4）确认变量；
（5）作出假设和预期；
（6）设计可行的实验方案；
（7）实施实验方案，搜集证据；
（8）利用数学方法处理、解释数据；
（9）根据证据作出合理判断；
（10）用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；
（11）听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作出必要的反思和修改。
《高中生物课程标准（实验）》中关于能力的含义比较具体，与《初中生物课程标准》中的能力目标一脉相承，考虑到新的高中生物课程标准修改、出台在即，对于高中生物的能力目标不再另外说明。
（三）中学生物的情意目标及含义
《初中生物课程标准》指出每个学生的情感、态度与价值观目标为：
了解我国的生物资源状况和生物科学技术发展状况，形成爱祖国、爱家乡的情感，增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
热爱自然，珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，提高环境保护意识。
乐于探索生命的奥秘，具有实事求是的科学态度、探索精神和创新意识。
关注与生物学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。
逐步形成良好的生活与卫生习惯，确立积极、健康的生活态度。
对于“了解我国的生物资源状况和生物科学技术发展状况，形成（原为“培养”）爱祖国、爱家乡的情感，增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。”《生物教与学》指出：这实际上是对学生进行爱国主义教育，要求本课程的学习要密切联系我国和当地的实际，要走出教室，到大自然和社会中去学习，去实践。
需要补充说明的是，将“培养”改为“形成”，要求进一步提高。
对于“热爱自然，珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，提高环境保护意识。”《生物教与学》没有说明。
对于“乐于探索生命的奥秘，具有实事求是的科学态度、探索精神和创新意识。”《生物教与学》指出：这实际上是体现《国家基础教育课程纲要（试行）》中关于培养学生终身学习的愿望和能力、创新精神和创新能力的要求。
对于“关注与生物学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。”《生物教与学》指出：这对我国的民主和法制建设有重要意义。
对于“逐步形成良好的生活与卫生习惯，确立积极、健康的生活态度。”《生物教与学》没有说明。
《高中生物课程标准（实验）》中关于情感、态度与价值观（情意）的课程具体目标如下：
初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点，生物进化观点和生态学观点，树立辩证唯物主义自然观，逐步形成科学的世界观。
关心我国的生物资源状况，对我国生物科学和技术发展状况有一定的认识，更加热爱家乡、热爱祖国，增强振兴中华民族的使命感与责任感。
认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
认识生物科学和技术的性质，能正确理解科学、技术、社会之间的关系。能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论。
热爱自然、珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，树立可持续发展的观念。
确立积极的生活态度和健康的生活方式。
同样，考虑到新的高中生物课程标准修改、出台在即，对于高中生物的情意目标也不再另外说明。
要搞好中学生物学科的有效教学，就要从正确理解中学生物学科的知识、能力、情意（情感、态度与价值观）入手。
二、中学生物学科的知识、能力、情意目标的设置
教学是一种有目的、有计划的活动，在教学前，教师要进行必要的准备，经过思考形成书面教学计划。不论是学年教学计划、学期教学计划，还是单元教学计划、主题教学计划或者课时教学计划，这些计划最基本的就是教师要设置教学目标。
（一）中学生物学科教学目标的设置原则
中学生物学科教学目标设置的主要依据是《初中生物课程标准》《高中生物课程标准（实验）》、初中生物教材、高中教材和教师所教学生的实际情况。广州市教育局教学研究室编写的、由广东教育出版社出版的《广州市义务教育阶段学科学业质量评价标准（生物学）》是重要的参考资料。
在教学目标设置中，课程标准只规定教学要求的下限，不规定上限，即所谓“保底不封顶”。因此，各教学要点学习层次的确定，应遵循教学的“可接受性原则”和“量力性原则”，既不能低于课程标准的基本要求，又不能超越学生可接受性学习能力的范围。在确定教学目标时，还要考虑课堂的生成性目标，因为设置的教学目标都是预设的最低要求，是可评价的目标，不是教学结果的全部。
高慎英、刘良华在《有效教学论》中说，“课程纲要和教科书中规定的课程目标对年段要求和学科要求比较清晰，但对于期待学生获得的具体行为，特别是给予某个班级学生特点的目标描述，他们说得远远不够。课程纲要粗线条地对课程目标和学科内容作出规定，正是为了给教师的创造性运用留出空间，允许教师灵活地调整教学，以适应学生的个别学习需要。”“有效教学的关键在于教师所提出的目标能够既不至于因太抽象而令学生无动于衷，又不至于因太具体琐碎而令学生不得‘要领’。如果说教学目标应该表述得具体一些，那么，这种具体的教学目标以能够激励学生热情地学习为标准”。
有效的教学目标应该是符合课程标准的，考虑到学生特点和教师的教学特色的，使用规范的文字描述的。设置教学目标要注意以下几个是否：
第一，教学目标是否符合国家制定的学科的课程标准，例如《初中生物课程标准（2011年版）》、《高中生物课程标准（实验）》，是否符合本节课程所在的学年（学期）目标或单元（主题）目标或课时目标，是否考虑了教材和学生的具体知识背景和学习情况。
第二，是否在知识、能力、情意（情感、态度与价值观）的三维目标框架内确定了教学目标的侧重点。
第三，是否建立了课程标准与本节课教学目标的对应关系，是否已经将课程标准特别是内容标准分解、细化成具体的、可操作的、可评价的目标。
第四，是否用课程标准中提供的行为动词清晰写出教学目标，使目标可观察、可测量、可评价。
（二）中学生物学科的知识、能力、情意目标设置
教学目标应包含行为和内容两个方面。按照马杰和加涅的行为目标理论，目标表述不能仅使用描述内隐心理状态的术语，而应使用描述行为方式的术语。行为目标的陈述一般应包括行为主体、行为动词、行为条件和行为标准，使之具有可操作性。
《初中生物课程标准》附录包含了内容标准中使用的行为动词，由于这些动词的行为主体都是学生，所以，《初中生物课程标准》将此部分的内容，称为“学习目标的说明”。见表2.9.1：
表2.9.1 《初中生物课程标准》附录学习目标的说明
续表
在这里，就有一个教师对教学内容的水平层次的判断问题，只有判断准确，才能使用适合的、正确的行为动词，设置有效的教学目标，《广州市义务教育阶段学科学业质量评价标准（生物学）》在这方面可以提供较大的帮助。
例如，探究“测定某种食物中的能量”是人教版初中生物学七年级下册的实验教学内容，教师该如何设置本节课的教学目标呢？
首先，应该查看课程标准，即《初中生物课程标准》。
与探究“测定某种食物中的能量”一节相关的课程标准内容包括：《初中生物课程标准》一级主题一（科学探究）需要教师帮助学生形成5个重要概念，其中第2个概念：提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要做出假设。这个重要概念的建立直接与本探究相关，教材的科学方法介绍“作出假设”就是放在本探究活动中的。一级主题五（生物圈中的人）需要教师帮助学生形成8个重要概念，细分为5个内容。在内容2（人体生命活动的能量供给）具体内容中提到“说明能量来自细胞中有机物的氧化分解”，对应的活动建议为“探究几种食物热价的差异”，是与本课有关的。“测定某种食物中的能量”又是一个探究活动，《广州市义务教育阶段学科学业质量评价标准（生物学）》细化的本节教材内容的学习目标是：尝试探究食物中的能量。目标层次是技能1。
教师在综合考虑了以上课程标准和评价标准的要求后，再根据人教版教材，结合自己的特长，学生的前概念、原有的知识、技能情况，才能有效地设置教学目标。
例如某位教师根据自己对课程标准的理解以及自己学生的情况，对探究“测定某种食物中的能量”设置的教学目标是：
知识目标：了解食物中有能量；
能力目标：尝试测定食物中能量的方法；学会酒精灯、温度计的使用方法；学会分析产生实验误差的原因及改进方法；
情意目标：培养学生爱护实验仪器的习惯。
对这位教师的目标设置，通过研究《初中生物课程标准》，目标设置还是非常到位的，但是也存在一些需要修正的地方。首先，教学目标的设置应该增加行为主体；其次，行为动词要尽量使用《初中生物课程标准》中提供的课程内容中使用的行为动词。以知识目标为例，应改为：学生能描述（替换“了解”）食物中有能量。能力目标中的“学会”应该删去，改为学生能正确使用酒精灯、温度计；学生能进行实验误差的分析及方法的改进。情意目标中的“培养”应改为养成。
在中学生物教学目标的设置过程中，不要求教师一定要分别列出知识、能力、情意目标，只要包含三维教学目标内容即可。如果有行为条件，也要在目标中列出。教学目标的设置也可以用表格形式表达。
例如，高中生物学科必修二第三章第一节“DNA是主要的遗传物质”的教学目标可以设置为：
知识目标
1.学生能描述“DNA是主要遗传物质”的探索过程。
2.学生能分析DNA是遗传物质的实验设计思路。
3.在教师的指导下，学生能举例说明实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
能力目标
1.通过图文转换，学生能尝试信息处理。
2.通过对实验原理及过程的思考、分析、讨论、表达，学生能运用合作思维。
情意目标
1.学生能认同与人合作在科学研究中的重要性。
2.学生能认同科学与技术的关系，二者相互促进，相辅相成。
3.学生能认同科学研究是不断完善、科学发现的曲折过程。
初中生物七年级下册第七章第一节“分析人类活动对生态环境的影响”，教学目标可以设置为表2.9.2。
表2.9.2 “分析人类活动对生态环境的影响”的教学目标