能力導(dǎo)向的德國中學生物學教育標準及啟示

胡玉華

(北京教育學院 100044)

德國是一個聯(lián)邦制國家，教育事務(wù)由各州負責。2001年國際經(jīng)合組織的PISA測試結(jié)果顯示德國中學生的表現(xiàn)低于平均水平，而且各州教育發(fā)展呈現(xiàn)不均衡的態(tài)勢。為保障教育均衡發(fā)展、提升學校教育質(zhì)量，德國教育部2001年頒布了一份《Klieme 框架》。該框架提出了德國中小學階段的教育目標、能力模型以及評價體系，要求各學科按照此框架的有關(guān)規(guī)定制定相應(yīng)的課程標準。2005年第一個全國性的《中學生物學教育標準》正式頒布，該標準不僅延續(xù)了《Klieme 框架》的理念和思想，突出了能力導(dǎo)向，而且聚焦少數(shù)核心概念。2009年及以后各年度的PISA測試結(jié)果表明，基于能力導(dǎo)向的課程實施以來，德國學校教育質(zhì)量表現(xiàn)出均衡發(fā)展的態(tài)勢，能力導(dǎo)向驅(qū)動的教育改革不斷深化。本文從研究德國中學生物學教育標準的教育理念和能力模型入手，分析了德國生物學教育中能力導(dǎo)向的課程設(shè)計思路和方法，以期為我國的中學生物學課程改革及教學實踐提供參考。

1 德國中學生物學教育理念

德國中學生物學教育標準是一個典型的能力導(dǎo)向的標準，它包括三個維度：學科能力、核心概念和成就表現(xiàn)水平。學科能力維度描述宏觀的生物學能力；核心概念是實現(xiàn)學科能力的載體；成就表現(xiàn)水平描述生物學能力的不同層級。三個維度之間的關(guān)系可以用圖1所示。

圖1 生物學教育標準三維度模型

生物學教育標準提出四大生物學宏觀能力，包括：①生物學知識的熟練掌握；②生物學認識論與方法論；③生物學交流能力；④生物學判斷能力。

標準又結(jié)合生物學內(nèi)容將這些生物學能力進行細化和分解，并且聚焦有限的核心概念對生物學內(nèi)容進行分類 , 這些核心概念描述了在中學教育階段學生在生物學領(lǐng)域應(yīng)該掌握的主要內(nèi)容，包括：①系統(tǒng)；②結(jié)構(gòu)與功能；③進化。

標準根據(jù)不同內(nèi)容的認知要求，將宏觀的生物學能力按照成就表現(xiàn)水平進一步劃分為3個不同的層級：①回憶、再現(xiàn)，是指針對特定的學科內(nèi)容領(lǐng)域，能重復(fù)或直接應(yīng)用概念、原理、規(guī)律以及方法；② 解釋、應(yīng)用，是指能綜合利用在各個不同領(lǐng)域獲得的生物學知識、技能和方法，解釋生物學現(xiàn)象并能正確解決日常生活中的相關(guān)問題；③建立聯(lián)系、做出判斷，是指能運用所學生物學知識、技能和方法加工處理新情境中的復(fù)雜問題，能從不同的角度論證或評價解決方案。

2 教育標準中的生物學能力模型

標準對生物學四大宏觀能力進行了清晰的界定并細化為不同的成就表現(xiàn)水平。這四大宏觀能力及其細化的成就表現(xiàn)水平共同構(gòu)成了德國中學生物學教育標準的二維能力模型，如圖2所示。

圖2 德國中學生物學教育標準中的二維能力模型

下面通過實例對標準中的四大宏觀能力進行解讀，并對相應(yīng)的成就表現(xiàn)水平進行分析。

2.1 生物學知識的熟練掌握 德國生物學教育標準將對學科知識的掌握確定為一種能力，該能力包括對生物學現(xiàn)象、事實、術(shù)語、概念、原理、規(guī)律的了解以及運用生物學知識有目的、負責任地解決生活和社會問題。前者被看作為知道“是什么”，例如知道細胞是構(gòu)成生物體的基本結(jié)構(gòu)與功能單位，形態(tài)相似、功能相同的一群細胞和細胞間質(zhì)組合起來構(gòu)成了組織，等等；后者被看作是知道“如何”，例如知道如何保鮮食物、知道如何預(yù)防傳染病等。

“生物學知識的熟練掌握”能力又被細分為如下3個成就表現(xiàn)水平：①了解生物學現(xiàn)象、事實、術(shù)語和基本概念，能用具體實例描述生物學概念；能夠?qū)⑸飳W現(xiàn)象與生物學概念之間建立起正確的聯(lián)系；②能運用生物學知識解決日常生活中的問題；能夠從多個角度反思和解釋生物學現(xiàn)象；能夠合理解釋生物學現(xiàn)象與生物學概念之間的關(guān)系；③能夠從多個側(cè)面選擇恰當?shù)纳飳W知識解決新情境中的復(fù)雜問題；能從不同的角度解釋各種與生物學有關(guān)的社會和自然現(xiàn)象。

例1 如圖所示，在一個密閉的1000 mL的玻璃瓶內(nèi)裝有800 mL的清水，水中有一株215 g的水草和2只重18 g的蝸牛。 將玻璃瓶放置在有陽光的地方。

(1)玻璃瓶未完全裝滿水，上方空間的作用為：

a.保溫 b.檢測

c.蝸牛需要空間呼吸 d.水草需要空間呼吸

(2)玻璃瓶中的蝸牛經(jīng)常吃水草，但是3個月后，水草生長得非常好，重量不但沒減少反而增加了，有同學解釋說，這是由于蝸牛的糞便為水草提供了養(yǎng)料，所以水草能一直生長。

a.請你論證該觀點 b.請畫出物質(zhì)循環(huán)圖

問題(1)要求學生了解基本的生物學事實和現(xiàn)象，如與其他動物一樣，蝸牛的生存離不開氧氣，但是蝸牛不能利用水中溶解的氧氣，只能利用空氣中的氧氣，因此需要在密閉的玻璃瓶中留有空間。該題適用于檢測水平1所要求的能力。問題(2)則要求學生對生態(tài)系統(tǒng)的組成、生態(tài)系統(tǒng)中各組分之間的相互作用及物質(zhì)循環(huán)的概念等多方面的知識進行綜合，才能夠?qū)υ摤F(xiàn)象做出合理的解釋。該題適用于檢測水平2要求的能力。

2.2 生物學認識論與方法論 生物學認識論與方法論指使用生物學實驗或非實驗的方法以及生物學概念模型去發(fā)現(xiàn)解決現(xiàn)實世界中問題的思路或方法。包括應(yīng)用已知的策略或建構(gòu)新的策略，有目的性地選擇一些合適的方法，找出并實施恰當?shù)膯栴}解決過程。該能力領(lǐng)域在3個水平上的成就表現(xiàn)為：①在有指導(dǎo)的情況下，能夠運用生物學觀察、實驗等方法研究生物，會使用模型并能開展建構(gòu)模型的實踐活動；②能提出生物學問題并能運用適當?shù)牟呗哉业浇鉀Q問題的思路和方法；③形成解決新情境下復(fù)雜生物學問題的策略，例如，面對不同的解決方案，能做出合理判斷，并加以反思，選擇最恰當?shù)姆椒ā?/p>

例2 將一只馬鈴薯放在廚房的角落里。幾天后，發(fā)現(xiàn)該馬鈴薯長了許多芽。請回答下列問題：

(1)請描述你觀察到的馬鈴薯芽的結(jié)構(gòu)特征。

(2)你認為下列問題中哪一個問題是有生物學意義的問題？

a.馬鈴薯的芽是根芽嗎？b.馬鈴薯的芽是莖芽嗎？c.馬鈴薯塊莖是死的還是活的？d.馬鈴薯是否包含像“胚胎”一樣的種子？e.馬鈴薯長芽需要哪些條件？f.馬鈴薯植株能在地下室的環(huán)境中生長并收獲新馬鈴薯嗎？g.馬鈴薯塊莖中的什么物質(zhì)使它能形成芽？h.你還能提出其他的問題嗎？

(3)選擇(2)中任意一個問題提出研究假設(shè)。

問題(1)要求學生對生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)進行觀察并加以描述，顯然是對能力水平1的檢測。問題(2)則需要學生做出判斷并思考哪些問題有進一步探究的價值，如c和f的答案很明顯，沒必要進一步探討，而其他問題都可以進行深入研究。該題可以檢測2或3的能力。問題(3)需要思考解決這8個問題的策略，進而提出假設(shè)，如e引起馬鈴薯長芽的環(huán)境條件很多，其中溫度可能是其中的必要條件之一，可以據(jù)此形成一個假設(shè)。該題適于檢測水平2提出的能力要求。

2.3 生物學交流能力 交流能力第一次被納入德國的中小學教育體系中。它是指檢索、使用和轉(zhuǎn)換與主題相關(guān)信息的能力。生物學交流能力包括：對來自文本的或者語言的生物學信息的理解，也包括會書面或口頭表達自己的觀點。該能力的3個成就水平為：①能用專業(yè)術(shù)語表述簡單的生物學事實；會從簡單的書面文本中提取和再現(xiàn)生物學信息。②在不同的語境中能表達自己的理解；能用生物學語言解釋日常生活中的現(xiàn)象。③會摘引不同來源的信息進行辯論；能完整闡釋或者論證某個復(fù)雜問題的解決過程；能評價或糾正他人的觀點。

例3 秘魯鳳尾魚是一種小型食用魚類，主要產(chǎn)于從秘魯?shù)街抢拇笪餮笾校粌H可以作為餐桌上美味食品，還可以經(jīng)過去油、脫水、粉碎加工后制成其他魚類的飼料。它是這兩個國家重要的經(jīng)濟來源。在過去的幾十年里，秘魯鳳尾魚被大肆捕撈，數(shù)量急劇減少。在自然生態(tài)系統(tǒng)中，秘魯鳳尾魚以浮游生物為食，它們本身也是其他魚類如金槍魚及其他食肉動物的重要食物。

(1)請根據(jù)上述文本資料表述影響秘魯鳳尾魚數(shù)量的環(huán)境因素。

(2)a.請用圖示解釋上述文本資料中生物之間的營養(yǎng)關(guān)系；b.請描述上述文本資料中的食物金字塔。

這兩個問題首先要考慮的是如何從文本資料中提取相關(guān)信息，以便口頭或書面表達自己的觀點。問題(1)可以直接從文本中辨析出相關(guān)信息，適于對能力水平1進行檢測。問題(2)a要求以圖示的方式表達自己的理解，如用箭頭的方式(箭頭所指意味著被吃)表達(略)。該題適于檢測水平2的能力要求。問題(2)b要求描述文本資料中的食物金字塔，需要綜合分析該生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者、消費者以及它們之間的食物關(guān)系等各種信息，依據(jù)自己的理解，做出表達。適于檢測水平2或3的能力要求。

2.4 生物學判斷能力 它是指能理解并批判性地評價各種不同情境中的生物學論斷，并能針對不同的現(xiàn)實生活情境中的問題，科學地作出良好的判斷和決策。該能力的三個成就水平為：①學生會對某些生物學現(xiàn)象及其他一些已知的問題，例如健康、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等做出判斷；②學生會通過多方論證支持某生物學觀點或?qū)δ骋粻幷摰纳飳W事件作出判斷；③學生會對眾多觀點進行辨析，從中選擇觀點，來論證與科學相關(guān)的決策。

例4 請制作一張海報，其目的是勸誡學生不要吸煙。要求：①可以從以前學習過的教材中搜集資料；②確定該海報的受眾人群，要求使用他們能夠理解的語言。

要完成這項任務(wù)，學生必須多方論證吸煙的危害，并從各種途徑獲取相關(guān)信息，包括確定受眾對象的年齡、搜集圖片資料，編輯語言以使受眾對象能理解、版面的設(shè)計等等。該項任務(wù)適合于檢測水平1或2的能力要求。

3 啟示

培養(yǎng)學生的能力是各國教育的共同目標。德國中學生物學教育標準清晰地呈現(xiàn)了學科能力、核心概念和成就表現(xiàn)水平的三維模型，以此凸顯德國中學生物學教育從關(guān)注知識轉(zhuǎn)向關(guān)注能力的重大變化。該標準的獨特之處在于將學科能力、核心概念及成就表現(xiàn)水平整合起來，形成一個有機的整體，核心概念是承載能力表現(xiàn)的基礎(chǔ)，而學科成就表現(xiàn)水平是能力目標的細化表述?？墒菇處熢谠O(shè)計教學時依據(jù)標準將具體的學科能力納入常規(guī)的教學任務(wù)中。另外，依據(jù)學生的認知發(fā)展，將學科能力的成就表現(xiàn)劃分為不同的水平，有利于教師診斷并檢測學生的能力發(fā)展。

德國生物學教育標準強調(diào)學生能力的發(fā)展是一個可持續(xù)的、逐步漸進的過程。生物學能力的可持續(xù)發(fā)展特別強調(diào)學生對特定內(nèi)容的循序漸進的掌握, 如將復(fù)雜的生物學問題逐級分解為熟知的、可解決的簡單問題。另外，還強調(diào)對不同情境的關(guān)注和可遷移性，使學生獲得靈活的解決真實問題的途徑，促進學生能力的發(fā)展。

德國中學生物學教育標準是第一個全聯(lián)邦性的生物教育標準，該標準一方面闡釋了如何結(jié)合有限的生物學核心概念落實能力培養(yǎng)的目標；另一方面希望通過一定的成就水平檢驗，了解和監(jiān)控學生的生物學能力發(fā)展狀況。可為我國正在進行的學科課程改革提供有益的借鑒。