随着基础教育课程改革的不断深化,培育学生的核心素养已成为各国、各组织的重要议题。生物学作为自然学科的重要组成部分,其核心素养的培育意义重大。自主学习是核心素养的重要组成要素,有助于推进生物学课程的改革实践,且其测评体系趋于完善,实现了核心素养、生物学科核心素养、学习结果的连接。因此,以自主学习作为切入点对于培育学生的生物学学科核心素养具有重要意义。本研究在对自主学习理论、核心素养、生物学学科核心素养的研究现状进行梳理总结的基础上,通过问卷及非结构访谈的形式,对武汉市生物学学科核心素养教学现状及学生自主学习能力现状展开实证调查研究。对数据进行深度挖掘和分析对比,发现目前核心素养培育中存在如下问题:教师制定教学内容时过分倚重考点、组织活动能力稍弱、专业能力发展不均衡、教学评价形式单一、探究性实验教学受限,学生的学习动机不强、对元认知的监控和调节能力不足、缺乏有效的学习策略和学习习惯,学校实验室资源配备不健全、科技活动开展较少、科普场所建设有限,家长的重视程度有待提升。基于调查所获得的量化和质性研究结果,本研究基于教师、学生、外部影响因素的视角提出相应的策略,并以课堂教学为载体探讨如何从自主学习的视角发展学生生物学学科核心素养,并针对性地设计了基于自主学习培育学生生物学学科核心素养的教学案例。在自主学习的指导下,培育学生的生物学学科核心素养是切实可行的。