彰顯生物學(xué)的理科本性

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準（2011年版）》（以下簡稱“2011年版課程標準”）已于2012年1月正式頒布實施，基于2011年版課程標準而修訂的教材也于2012年9月從七年級開始使用。對于中學(xué)生物學(xué)教師而言，準確解讀這兩個文本是當(dāng)務(wù)之急，領(lǐng)悟其精神實質(zhì)、改善課堂教學(xué)是教學(xué)研究的重中之重。

一、準確解讀兩個文本，領(lǐng)悟其精神實質(zhì)

1.2011年版課程標準的主要變化

歷經(jīng)8年研究和修訂，作為我國生物學(xué)課程發(fā)展和走向成熟的重要標志，2011年版課程標準終于在年初頒布實施。對照實驗稿課程標準，我們不難發(fā)現(xiàn)本次修訂的基本特點：修訂后課程標準在課程理念、課程目標、課程內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)方式等重大方向、思路和架構(gòu)等方面仍然保持穩(wěn)定，沒有進行顛覆性的改變；增強了課程標準內(nèi)容和圖文描述的科學(xué)性、準確性及可行性；強化了課程性質(zhì)、教學(xué)建議和評價建議等內(nèi)容；內(nèi)容標準具體描述了適合7～9年級學(xué)生學(xué)習(xí)和理解的生物學(xué)重要概念。[1]2011年版課程標準的主要變化有3個方面：

（1）明確了課程性質(zhì)?！吧锟茖W(xué)有著與其他自然科學(xué)相同的性質(zhì)。它不僅是一個結(jié)論豐富的知識體系，也包括了人類認識自然現(xiàn)象和規(guī)律的一些特有的思維方式和探究過程。”本次修訂進一步廓清了生物學(xué)課程性質(zhì)，將有助于改變教師的教學(xué)觀念，改進課堂教學(xué)方法，彰顯生物學(xué)的理科本性，讓初中生物學(xué)真正成為一門“自然科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科課程”。因此生物學(xué)教師應(yīng)領(lǐng)悟“其精要是展示生物科學(xué)的基本內(nèi)容，反映自然科學(xué)的本質(zhì)”，“既要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識，又要讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有觀點以及解決問題的思路和方法”，讓“學(xué)生主動地參與學(xué)習(xí)過程，在親歷提出問題，獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設(shè)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程中習(xí)得生物學(xué)知識，養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力”。

（2）凸顯了重要概念。2011年版課程標準在課程內(nèi)容方面的最顯著變化是確立了50個重要概念，并且是以揭示內(nèi)涵的方式表述這些重要概念。如“綠色植物能利用太陽能（光能），把二氧化碳和水合成貯存了能量的有機物，同時釋放氧氣”。而在具體內(nèi)容部分仍然保留了教師們習(xí)慣的“行為動詞+術(shù)語”的表述方式，如“闡明綠色植物的光合作用”。這種繼承和發(fā)展的直接意義在于：進一步明晰教學(xué)重點，有助于減輕學(xué)生負擔(dān)；進一步明晰教學(xué)目標，防止教學(xué)中人為拔高或降低教學(xué)要求；進一步改善初中生物學(xué)的概念教學(xué)，為學(xué)生自主建構(gòu)重要概念騰留較為充裕的時空；進一步明晰教學(xué)評價標準，有助于實施基于標準的教學(xué)評價。

（3）強調(diào)了探究教學(xué)。2011年版課程標準再次強調(diào)“引導(dǎo)并組織學(xué)生進行探究性學(xué)習(xí)”，并明確指出：“生物學(xué)教學(xué)不僅是教師講解和演示的過程，也是師生交流、共同發(fā)展的互動過程。教師應(yīng)該提供更多的機會讓學(xué)生親自參與和實踐。這種有目的、有步驟的學(xué)生自主學(xué)習(xí)活動主要包括對生物及其相關(guān)事物進行觀察、描述、提出問題、從各種信息渠道查找信息、提出假設(shè)、驗證假設(shè)、思維判斷、作出解釋，并能與他人合作和交流等。”

2.基于2011年版課程標準的教材修訂

誠然，教材不是圣經(jīng)，但是對于中學(xué)師生來說，教材是教與學(xué)中最重要的文本材料，對于教與學(xué)的影響是其他任何材料無法超越的，因此以一種理性的態(tài)度解讀教材、用好教材是目前教學(xué)的首要任務(wù)。下面就以江蘇省主流的蘇科版教材修訂為例，簡要說明其主要變化。

（1）優(yōu)化教材結(jié)構(gòu)體系，強化教材特色

教材以“生物與環(huán)境的密切關(guān)系”為核心構(gòu)建教材體系，打破了國內(nèi)過去按照生物學(xué)分支學(xué)科構(gòu)建教材體系的傳統(tǒng)做法，從“人—生物—環(huán)境”的視角鮮明地突出了生物與環(huán)境相互影響、相互制約的密切關(guān)系。教材結(jié)構(gòu)體系方面的優(yōu)化主要體現(xiàn)在：增寫第1單元第1章“生物學(xué)——研究生命的科學(xué)”，在教材開篇初步介紹觀察、實驗、科學(xué)探究與生命科學(xué)研究和生物學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)系，既為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，又突出了科學(xué)探究這條主線；將原教材的第5章“綠色植物是有機物的生產(chǎn)者”調(diào)到第3章“人體的物質(zhì)和能量來源于食物”之前，將原教材第10章“水中的生物”調(diào)到第9章“地面上的生物”之前，既強化了學(xué)科知識的邏輯順序，又較好地適應(yīng)了實驗取材的季節(jié)性；在“水中的生物”一章中增寫“扁形動物”，在“土壤里的生物”一章中增寫“線形動物”，具體內(nèi)容主要放在信息庫中；刪除了原教材第9章第3節(jié)“地面上豐富的生物資源”，將原教材第1章第5節(jié)“科學(xué)探究的方法”修訂后調(diào)整為修訂版教材新增第1章第2節(jié)，將原教材第13章第4節(jié)“我國特有的珍稀生物”納入修訂后的第27章“保護生物多樣性”中；增設(shè)“重要概念”、“主要活動”、“探究技能”等欄目，進一步明確重要概念及其相應(yīng)的探究活動，以呼應(yīng)2011年版課程標準的修訂。

（2）增設(shè)“探究技能”專欄，強化探究性學(xué)習(xí)

原教材在內(nèi)容呈現(xiàn)上以“問題情境→引導(dǎo)探究→問題解決→建構(gòu)知識”為序，探究活動、自主討論貫穿于各章節(jié)，成為與知識主線并列的另一條能力主線（見下圖）。為了強化探究性學(xué)習(xí)，切實提高學(xué)生的探究能力，凸顯教材的“知識—能力”雙主線特色，本次修訂增設(shè)了“探究技能”專欄，按照兩個年級四冊教材整體構(gòu)思進行了系統(tǒng)設(shè)計，從而實現(xiàn)學(xué)生探究技能由淺入深地螺旋式提升。

（3）重點修訂“本章學(xué)到了什么”欄目，強化三維目標檢測

原教材因為有配套的練習(xí)冊，故“本章學(xué)到了什么”欄目中題型相對比較單一，主要考查和檢測基礎(chǔ)知識。根據(jù)教育部調(diào)查反饋意見和教材編寫組專項調(diào)查反饋信息，本次修訂將“本章學(xué)到了什么”欄目作為重點之一。其修訂的基本思路是：采用國外先進的圖形組織者（Graphic organizer）的形式，加強概念圖學(xué)習(xí)工具的使用，引導(dǎo)學(xué)生填寫概念圖，從而對本章重要概念進行歸結(jié)；對知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀進行全方位地關(guān)注，加強單元教學(xué)目標達成度的自我檢測和診斷，為教學(xué)反饋與提升提供可靠依據(jù)；“本章學(xué)到了什么”包括基礎(chǔ)訓(xùn)練和能力提升兩個層次的題目，所研制的題目少而精，典型性與創(chuàng)新性相結(jié)合，具有一定的選擇性和層次性。

二、針對教學(xué)現(xiàn)實問題，彰顯理科本性

形式教育論與實質(zhì)教育論之爭早已成為歷史，但是兩者的本質(zhì)——知識與能力的關(guān)系也許是一個永恒的教育話題，因為它們以各種各樣的形式、若隱若現(xiàn)地表現(xiàn)在教育理論與實踐之中。培根曾說，知識就是力量；現(xiàn)在更多的人認為，知識必須轉(zhuǎn)化為能力和技術(shù)，才能產(chǎn)生力量。環(huán)視周遭生物學(xué)教學(xué)的現(xiàn)實，我們難免為一些現(xiàn)象而憂心忡忡：課堂中充斥著大量的記憶，教學(xué)以記住事實、概念為主要目標；不少校長、家長甚或部分生物學(xué)教師都認為生物學(xué)科是文科，或介于文理之間，是記憶性學(xué)科；一些學(xué)校的課程表中出現(xiàn)了生物學(xué)科的早讀課；網(wǎng)絡(luò)中被熱炒的《生物學(xué)科經(jīng)典語句》成為學(xué)生曲不離口、本不離手的速記手冊，就好比學(xué)生手中的英語單詞本；背誦和默寫成為一種教學(xué)與評價手段進入生物課堂，同時還是家長關(guān)心、檢查和督促孩子學(xué)習(xí)的殺手锏；高考、中考中生物學(xué)科的高分一度被記憶能手斬獲，高分低能至今還被人們掛在嘴邊……如此看來，生物學(xué)科教學(xué)中知識與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展確實具有重要的現(xiàn)實意義，尤其在知識被過于強化的今天，注重能力培養(yǎng)、呼喚能力回歸需要有清醒的認識和切實的行動，而不是僅僅在口頭上屢屢重申“注重能力”、“能力立意”。生物學(xué)科是理科，理科的本質(zhì)特征在于理性思維和科學(xué)探究，因此課堂中如果一無理性思維的流淌，二無探究活動的開展，那么生物學(xué)就已經(jīng)被驅(qū)逐出理科世界。鑒于此，踐行2011年版課程標準，其核心使命在于彰顯生物學(xué)的理科本性。生物學(xué)課程是理科課程，理科課程要講理、求理，讓生物課堂流淌思維理性，讓學(xué)生在探究活動中變得心靈手巧。

1.在概念學(xué)習(xí)中發(fā)展思維

概念是人們對事物本質(zhì)認識的結(jié)果，生物學(xué)概念是生物學(xué)課程內(nèi)容的基本組成，它處于學(xué)科的中心位置，因此概念教學(xué)是教學(xué)及其研究的重要領(lǐng)域?，F(xiàn)在課堂教學(xué)中過于強調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機械訓(xùn)練的現(xiàn)象仍然比較嚴重，這是不爭的事實和嚴峻的現(xiàn)實。概念教學(xué)的最終目的肯定不是讓學(xué)生記住生物學(xué)事實和概念定義，而是幫助學(xué)生通過對事實的抽象和概括，自主建構(gòu)生物學(xué)概念，并以此解決新情境下的相關(guān)問題。用哲學(xué)觀念來分析，概念是思維的基本單位。概念教學(xué)的重要原則是，無論是建構(gòu)概念還是應(yīng)用概念都需要充分調(diào)動學(xué)生的思維。概念的獲取需要從學(xué)生收集和處理信息出發(fā)，教師提供各種各樣代表性的事實只是為概念形成提供支撐，概念的獲取應(yīng)該是學(xué)生的一種主動獲取。

現(xiàn)在以蘇科版教材第3章“人體的物質(zhì)和能量來源于食物”教學(xué)為例，簡要探討一下概念教學(xué)中發(fā)展學(xué)生思維的方法與策略。本章共有4節(jié)內(nèi)容，依次是：“飲食與營養(yǎng)”、“營養(yǎng)物質(zhì)的作用”、“合理的膳食”、“人體對食物的消化吸收”，教學(xué)的宗旨并不在于告知營養(yǎng)物質(zhì)的概念、類型和作用，合理膳食的原則與方法，消化吸收的過程和機理等等。這種結(jié)論式的告知實質(zhì)上是一種外加的強力灌輸，使學(xué)生的學(xué)習(xí)成為一種被動式的學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法不但沒有幫助學(xué)生自主建構(gòu)知識、揭示本質(zhì)，而且沒有改善學(xué)生的思維品質(zhì)，因為沒有觀察與分析、理解與遷移，學(xué)生的思維是停滯的。因此，教學(xué)應(yīng)該遵循學(xué)生的認知規(guī)律，按照學(xué)生可接受的方式進行設(shè)計：第1節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)以驗證性實驗獲得感性認識，從而知道食物的主要成分；第2節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方式以探究性活動為主，從中得出關(guān)于不同食物的熱價不同的結(jié)論；第3節(jié)和第4節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)則以前面學(xué)習(xí)過程中的直觀感知和活動探究為基礎(chǔ)，對人體合理膳食和消化吸收等問題進行理性分析（見下頁圖）。[2]

在概念教學(xué)中激發(fā)學(xué)生思考的關(guān)鍵在于問題，因為思維往往是在問題的引導(dǎo)下起步的，然后在過程中歷經(jīng)“艱難險阻”、跨過“千山萬水”，到達成功的彼岸，其中分析問題與解決問題這一過程的價值是不言而喻的。而要達成這樣的教學(xué)目標，首先需要創(chuàng)設(shè)富有啟發(fā)意義的問題情境。下面是幾道美國中學(xué)生物學(xué)奧林匹克競賽（簡稱USABO）試題，可能會給我們帶來一些啟示：①你的父母在你8歲、高4英尺時，為你建一樹屋。樹屋放在離地5英尺的枝條上，樹高20英尺?，F(xiàn)在你已經(jīng)17歲、高6英尺了，而樹高已達50英尺。問樹屋現(xiàn)在離地多高？②假設(shè)你找到一塊木頭化石，拿給考古學(xué)家鑒定，他認為是棕櫚化石，其依據(jù)是什么？③小魚在捕食時，都會像球一樣迅速集合，這樣做是為了什么？④一位農(nóng)民養(yǎng)了三頭公牛，一天他的一頭母牛進入發(fā)情期而闖入公牛牧場。結(jié)果，這一冒險舉動生了一頭小牛，這頭小牛的父親是誰（附DNA指紋圖）？這些問題情境鮮活而生動，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望。接下來的關(guān)鍵則是如何引導(dǎo)學(xué)生透視問題的內(nèi)在本質(zhì)，這需要教師進行層次性引導(dǎo)，構(gòu)建思維階梯，實現(xiàn)有序過渡；讓學(xué)生充分思考，進行深度交流與互動。

2.在科學(xué)探究中創(chuàng)新思維

科學(xué)探究是我國理科課程標準的共同理念之一，它不僅是學(xué)生“做科學(xué)的過程”，也包括學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解和創(chuàng)新思維的發(fā)展?！按竽懠僭O(shè)，小心求證”應(yīng)成為學(xué)生學(xué)習(xí)和思維的習(xí)慣，而培養(yǎng)這種習(xí)慣必不可少的前提是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個平等自由、寬松和諧的學(xué)習(xí)環(huán)境。目前課堂教學(xué)中許多探究性活動標準化、格式化現(xiàn)象嚴重，這樣的“科學(xué)探究”顯然不能激活學(xué)生的思維，不過是一種封閉的、固定的程序，教學(xué)目標始終鎖定的是“模仿”，沒有發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，培養(yǎng)出來的最多是一個實驗的“熟練工”。因此，科學(xué)探究需要突顯自主性、探究性，如改驗證性實驗為探究性實驗，改“標準化”實驗步驟為自行設(shè)計實驗方法等。例如，關(guān)于“探究螞蟻的覓食行為”的實驗教學(xué)，我們的教學(xué)體會和建議是[3]：

（1）讓學(xué)生自主選擇課題。關(guān)于探究性學(xué)習(xí)的課題，不能囿于教材內(nèi)容，不能只局限于食物顏色和氣味與覓食行為的相關(guān)性，除此以外，食物的形態(tài)、大小、位置等都可以列入探究范圍。提出問題是科學(xué)研究中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，創(chuàng)造始于問題，因此讓學(xué)生充分想象就是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的開始。讓學(xué)生自由提出問題、自主選擇課題是科學(xué)探究的基本原則。但是，我們在教學(xué)中常常重視解決問題，而忽視提出問題。

（2）讓學(xué)生集體討論方案。通過學(xué)生制訂的實驗方案，我們可以欣賞到學(xué)生豐富的個性和創(chuàng)造性，當(dāng)然其中肯定也存在謬誤和欠缺。這些謬誤和欠缺是寶貴的教學(xué)資源，讓學(xué)生集體討論，可以在相互啟發(fā)中自我糾正、自主建構(gòu)。因為討論是一種主動學(xué)習(xí)的方式，更是一種主動學(xué)習(xí)的過程。在小組討論的過程中，教師可以抓住關(guān)鍵、妥善誘導(dǎo)，特別要關(guān)注探究課題的價值、單因子變量的設(shè)計和實驗結(jié)果的分析等主要環(huán)節(jié)。如，食物的選擇問題，每個小組提出的食物種類不盡相同：有的用紅色糖果與黃色糖果，有的用方形糖果與球形糖果，有的用白糖與紅糖，還有的用白芝麻與黑芝麻，有的甚至用白糖與黑芝麻等。其中用白糖與黑芝麻作為食物的實驗方案，雖然存在科學(xué)性錯誤，但是極具教學(xué)價值，教師可以以此為案例，引導(dǎo)學(xué)生從實驗可比性、實驗結(jié)果與分析結(jié)論等方面加以分析，明確其中存在的問題，而不一定只是追求形成規(guī)范的術(shù)語表達。再如，學(xué)生們還可能為實驗地點而爭論不休，有的主張在實驗室中進行，有的則極力主張在自然條件下進行。教師可以從實驗科學(xué)性、可靠性等方面引導(dǎo)學(xué)生自我分析，也可以站在螞蟻的本能立場上啟發(fā)學(xué)生：“螞蟻被捉回實驗室，它們最迫切的欲望是什么？它們最急于要做的事是什么？”

（3）讓學(xué)生交流分享成果。應(yīng)重視總結(jié)交流研究成果，因為總結(jié)交流不僅僅是一種回顧和借鑒，還是一種合作與分享，更是一種評價與激勵。

參考文獻：

[1]劉恩山.在教學(xué)中實現(xiàn)主動探究學(xué)習(xí)與凸顯重要概念傳遞的對接[J].生物學(xué)通報，2012（3）.

[2]趙敏慧.“營養(yǎng)物質(zhì)的作用”的教學(xué)建議[J].中學(xué)生物教學(xué)，2011（12）.

[3]趙敏慧.“動物的行為”的教學(xué)建議[J].中學(xué)生物教學(xué)，2012（4）.

（吳舉宏，江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室，首批教授級中學(xué)高級教師，江蘇省特級教師，210013）