對美國高中生物BSCS教材的探討

【摘 要】在高中生物教材改革中，分析、借鑒國外生物教材改革的成功經(jīng)驗是非常有必要的。筆者認為美國生物學(xué)BSCS教材具有以下特點:BSCS生物學(xué)教材的指導(dǎo)思想是以學(xué)生為中心;重視學(xué)生全面素質(zhì)的培養(yǎng);教材內(nèi)容具有開放性;注重通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和科學(xué)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】美國 高中生物 BSCS教材

【中圖分類號】G634【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1006-9682(2009)09-0130-02

生物課程是高中階段重要的科學(xué)課程。在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，生物科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展尤為迅速，成果顯著，影響廣泛而深遠。如DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的揭示、體細胞克隆哺乳動物技術(shù)的突破、人類基因組計劃的實施、干細胞研究的進展、腦科學(xué)的深入發(fā)展、生物工程產(chǎn)業(yè)的興起等，正在改變?nèi)祟惖纳?。尤其是生物科學(xué)技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)正在逐漸融合并顯示出強大的經(jīng)濟力量，已成為科學(xué)發(fā)展和技術(shù)革命的世紀(jì)標(biāo)志。為適應(yīng)時代發(fā)展的需要，我國正在對現(xiàn)有高中生物課程進行新的改革，教育部2003年4月公布了新的《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》，2004年開始在山東、廣東、寧夏和海南四個省區(qū)試點，到2007年，原則上起始年級全部進入，即從高中一年級的學(xué)生開始全部進入新課程。

教材是課程的載體，是教學(xué)活動的基本依據(jù)，是實施素質(zhì)教育目標(biāo)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要工具。教材，是學(xué)生學(xué)習(xí)知識和培養(yǎng)能力的依據(jù)和基礎(chǔ)，亦可以集中體現(xiàn)我們的教育思想和教育觀念，因此，課程標(biāo)準(zhǔn)和教材改革將是基礎(chǔ)教育改革的核心內(nèi)容。在高中生物教材改革中，分析、借鑒國外生物教材改革的成功經(jīng)驗，結(jié)合我國的實際情況，對我國高中生物教材的改革和發(fā)展提出建設(shè)性的意見，為高中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施和新教材的進一步修訂和編寫提供依據(jù)是非常有必要的。筆者分析和比較了美國生物學(xué)BSCS教材的特點，以供借鑒和參考。

美國非常重視生物學(xué)教材建設(shè)。三分之二左右的高中普遍使用的三本生物教材是:現(xiàn)代生物學(xué)(《Modern Biology》，By James H.Otto，ect)、BSCS黃皮版(《Biological Science: An Inquiry into Life》)和BSCS綠皮版(《Biological Science: A Ecological Approach》)。BSCS教材經(jīng)過近2000位生物學(xué)教授、專家、中學(xué)教師、教育家、心理學(xué)家和藝術(shù)家的共同研究，歷時4年，在15萬學(xué)生中試教，經(jīng)多次修改，最終于1963年9月正式出版，耗資14.3萬美元。全部教材分為4種不同的版本，分別有所側(cè)重:一種側(cè)重于生態(tài)學(xué)內(nèi)容(綠皮本)，一種側(cè)重于分子水平的生物化學(xué)內(nèi)容(藍皮本)，一種側(cè)重于個體水平的發(fā)育和遺傳(黃皮本)，一種為生物學(xué)提高內(nèi)容(黑皮本)。盡管如此，4個版本教材的指導(dǎo)思想是共同的，即不限于傳授固定的傳統(tǒng)的生物學(xué)知識，要讓學(xué)生知道生物科學(xué)是在不斷發(fā)展變化著的。

BSCS生物學(xué)教材體系鮮明，內(nèi)容豐富，易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，具有以下特色:

一、BSCS生物學(xué)教材的指導(dǎo)思想是以學(xué)生為中心

以學(xué)生為中心的教育思想就是讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)，讓學(xué)生根據(jù)事實，在已有知識的基礎(chǔ)上，自己得出應(yīng)有的概念，建立起新的知識體系，真正把所接觸的知識內(nèi)化為自己的東西，而不是由教師把概念灌輸給他們。

BSCS生物學(xué)教材以學(xué)生為中心的指導(dǎo)思想具體體現(xiàn)在其內(nèi)容之中。BSCS的教材內(nèi)容主要是讓學(xué)生在實驗的基礎(chǔ)上進行探索式的學(xué)習(xí)。BSCS教材中的實驗大都為“探索性”的，實驗的課時數(shù)加起來超過總課時數(shù)的50%。有的實驗只需1課時，甚至不到1課時，有的則超過1課時，甚至要連續(xù)進行幾天(每天只需10～20min)。教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)基本上都是先安排學(xué)生進行實驗，讓學(xué)生根據(jù)自己觀察到的現(xiàn)象和事實，在已有知識的基礎(chǔ)上進行分析和討論，最后形成新的概念和觀點，建立起自己的知識體系。在這個探索式研究的基礎(chǔ)上，再安排完整的知識內(nèi)容，讓學(xué)生自學(xué)，這樣的教材體系使學(xué)生可以把所學(xué)的知識真正內(nèi)化到自己已有的知識體系之中。因而，BSCS的生物學(xué)教材中的全部內(nèi)容不安排課堂講授，而是要求學(xué)生在課下自學(xué)課文，在課堂上除進行實驗外，就是討論，但也可以用少量時間安排學(xué)生自學(xué)課文。教師的任務(wù)是準(zhǔn)備和指導(dǎo)學(xué)生做實驗和野外實習(xí)，組織學(xué)生進行討論，引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生積極主動思考研究，在必要時幫助他們。此外，教師還批改學(xué)生的實驗報告，解答問題及指導(dǎo)學(xué)生的課外活動等。

例如，BSCS生物學(xué)教材開宗明義的第一節(jié)課就是讓學(xué)生通過實驗學(xué)習(xí)“觀察”。實驗包括討論共需要90min。實驗內(nèi)容是由教師準(zhǔn)備10份不同的生物標(biāo)本(包括活的和制作的標(biāo)本)，讓學(xué)生分組輪流觀察，并作記錄，然后，讓學(xué)生互相查看記錄。因為教師完全沒有教給學(xué)生如何描述一份標(biāo)本，所以學(xué)生的描述五花八門，記錄各不相同，彼此之間很難從他人的描述中辨別出所說的是什么標(biāo)本。這樣，學(xué)生就明白了，要描述一個生物并不容易，要描述得準(zhǔn)確則更難，這就為以后學(xué)習(xí)生物學(xué)的描述奠定了思想基礎(chǔ)。所以，實驗后的討論非常重要，學(xué)生在教師的幫助下，通過自己的實踐和思考，就會對如何進行觀察形成初步的認識，并受到科學(xué)方法的訓(xùn)練。

二、重視學(xué)生全面素質(zhì)的培養(yǎng)

面對“知識大爆炸”的時代，BSCS沒有選擇“增加課時，增加知識量”的做法，而是把目標(biāo)落在對學(xué)生進行全面素質(zhì)的培養(yǎng)上，這包括對學(xué)生知識方面的要求，對學(xué)生進行科學(xué)的工作方法學(xué)習(xí)、科學(xué)思維方式訓(xùn)練、科學(xué)態(tài)度和精神的培養(yǎng)，以及對學(xué)生的情感意志、人生態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)等多個方面。

BSCS的教材內(nèi)容不是把一系列名詞術(shù)語教給學(xué)生，也不是要學(xué)生去記憶和背誦分類系統(tǒng)，而是要學(xué)生了解生物學(xué)中的最基本的原理，如進化、生物多樣性、生物與環(huán)境的相互關(guān)系、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、遺傳的延續(xù)性、生物體內(nèi)到生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)節(jié)和穩(wěn)態(tài)等等。教材還要使學(xué)生通過對生物學(xué)的學(xué)習(xí)，懂得科學(xué)與社會的關(guān)系，科學(xué)是一個不斷探索的過程等等?？傊滩牡闹饕康氖鞘箤W(xué)生不斷提高其生物學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生不僅認識到生物本身及其與整個自然界相互關(guān)系的復(fù)雜性，而且認識到獲得并檢驗新知識、摒棄舊的錯誤的觀念和不斷開拓，日益趨近于真理的途徑。

教材巧設(shè)了許多指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)。例如每節(jié)開始的“導(dǎo)引”，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，如“光合作用”一節(jié)的“導(dǎo)引”是“在光合作用過程中，太陽能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?”又如每一節(jié)的“自我復(fù)習(xí)”和每一章的“應(yīng)用題”和“練習(xí)題”都是以問題的形式幫助學(xué)生理解和應(yīng)用所學(xué)的知識。每一章的“建議閱讀”引導(dǎo)學(xué)生課外閱讀有關(guān)的參考書，加深對課文內(nèi)容的理解。

在BSCS的教材中安排有大量的稱為“今日生物學(xué)”的短文，其中有相當(dāng)一部分內(nèi)容是介紹美國的科學(xué)家如何兢兢業(yè)業(yè)、勤奮工作的事跡，以及美國科學(xué)家為世界文明所創(chuàng)造的高新技術(shù)成果。這種愛國主義的教育內(nèi)容可以說是培養(yǎng)學(xué)生情感、態(tài)度和價值觀的很重要的一個方面。這些介紹性的內(nèi)容無疑會潛移默化地影響學(xué)生、激勵學(xué)生。教材還安排學(xué)生對國家的環(huán)境、資源、艾滋病等多種社會問題進行討論、辯論，從而架設(shè)學(xué)校與社會之間的橋梁，促使學(xué)生在接觸到種種社會、家庭和學(xué)校等問題時，形成正確的情感、態(tài)度和價值觀。

三、教材內(nèi)容的開放性

BSCS的教材內(nèi)容在設(shè)計上很重要的一個原則就是教材內(nèi)容的開放性。教材的編寫者們希望學(xué)生通過BSCS教材的學(xué)習(xí)后懂得，科學(xué)研究是一種開放性的智力活動，沒有什么知識是一成不變的，人們對于事物的認識也是有限的，而認識的活動則是無限的和永無窮盡的。今天認為是正確的，將來未必正確或不完全正確，其原因在于科學(xué)方法總有局限性。由于科學(xué)方法有局限性，因而科學(xué)研究也有局限性。

依據(jù)這一指導(dǎo)性原則，BSCS的教材內(nèi)容都是開放性的，包括學(xué)生身邊與生物學(xué)知識有關(guān)的社會現(xiàn)象的分析，如地球的容納量與人口關(guān)系的介紹和討論，艾滋病產(chǎn)生原因的分析，以及由它產(chǎn)生的醫(yī)療保險、人身權(quán)利及職業(yè)保證等社會問題，世界范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)面臨的危機，非洲正面臨的饑餓，以及人口、糧食、資源和環(huán)境等社會問題的討論等等。對生物科學(xué)發(fā)展前沿的信息，如基因的篩選與應(yīng)用、克隆技術(shù)與人類的關(guān)系、核酸和朊病毒等均有介紹。

教材內(nèi)容的開放性，開闊了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生考慮和解決實際問題的能力，使學(xué)生受到科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的教育，以及對人生的情感、態(tài)度和價值觀的教育。

四、注重通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和科學(xué)素養(yǎng)

由于教材注意科學(xué)的現(xiàn)代性、實用性和實踐性，因此所設(shè)置的實驗與社會、實踐的聯(lián)系非常緊密。實驗不僅是簡單的、驗證性的，同時也安排了有一定難度、富有挑戰(zhàn)性的實驗活動。這些實驗分為三大類:

1.探索類(Exploration):通過此類活動學(xué)習(xí)基本技能和技術(shù)，共18個實驗。例如，制作生態(tài)系統(tǒng)模型;測定食物中的營養(yǎng)等。

2.調(diào)查類(Investigation):通過此類活動使學(xué)生用學(xué)科的技能來解決實際問題，共10個實驗。例如，ABO血型的分類——醫(yī)院的迷惑;分析荷爾蒙的影響——受污染的泉水。

3.交互式探究類(Interactive exploration):此類活動通過使用計算機以新的方式預(yù)見和控制生物的生理活動，共6個實驗。例如，光合作用、囊性纖維化。

這三類實驗中探索類約占55.6%，這類實驗內(nèi)容有點類似于我國的學(xué)生實驗，但又有所不同，雖然同樣是通過相對簡單的實驗來訓(xùn)練學(xué)生的基本技能和技術(shù)，但美國教材的實驗與實際的聯(lián)系比較緊密，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，從而更好地把學(xué)生培養(yǎng)成社會中的一員。這類實驗不僅包括了實驗材料、實驗原理、實驗過程、實驗分析等固定的欄目，而且還設(shè)置了實驗背景和實驗應(yīng)用等欄目。

從實驗的設(shè)置來看，在操作前都給出一個具體的生物情境，給學(xué)生一種身臨其境的感覺，加深對學(xué)生的刺激，使學(xué)生將實驗與實際相結(jié)合，教會他們?nèi)绾尉唧w問題具體分析。因此學(xué)生學(xué)得很主動、輕松，并且通過實驗對所學(xué)的知識印象深刻、理解透徹、經(jīng)久難忘。尤其這些生物情境都與某種職業(yè)有關(guān)，可以使學(xué)生了解到這種職業(yè)，對他們將來的就業(yè)選擇起到一定的指導(dǎo)作用。

從實驗的應(yīng)用來看，它通過“仔細思考”達到對實驗的進一步分析，鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維。而聯(lián)系職業(yè)則要求學(xué)生自己去探究關(guān)于某種特定職業(yè)所需的訓(xùn)練和技能，從而加深對此種職業(yè)的了解。美國中等教育所擔(dān)負的三重任務(wù)之一是提供一種使用的職業(yè)技術(shù)訓(xùn)練，也就是為了培養(yǎng)能在社會中生存的人。因此教材注重對學(xué)生的就業(yè)指導(dǎo)，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可能對某種職業(yè)產(chǎn)生興趣，他們自己再通過一些探究了解這種職業(yè)，這對他們將來的就業(yè)具有一定的指導(dǎo)作用。

教材的探索類實驗使學(xué)生體驗了生物科學(xué)工作者的性質(zhì)，從中學(xué)到科學(xué)的思維和研究的精神，并且所設(shè)計的一系列實驗不僅注意到學(xué)生能力的培養(yǎng)，而且注意到現(xiàn)代生活、現(xiàn)代技術(shù)和現(xiàn)代職業(yè)的多層次需要。

總之，這套教材考慮了社會的需要、學(xué)生發(fā)展的需要、科學(xué)研究的嚴(yán)密性和無限性等多個方面，體現(xiàn)了當(dāng)前全球性教育改革的方向和趨勢，具有旺盛的生命力。其成功經(jīng)驗對于我國當(dāng)前的高中生物教材改革具有較高的借鑒意義。

參考文獻

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