中學(xué)生物學(xué)課程在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的教育價(jià)值

譚永平

(人民教育出版社生物室 北京 100081)

我國(guó)正在深化高中課程改革，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)被置于這一改革的基礎(chǔ)地位。高中生物學(xué)課程改革的深入進(jìn)行也將以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展為目標(biāo)。核心素養(yǎng)與學(xué)科課程的關(guān)系，是近一段時(shí)期內(nèi)的研究熱點(diǎn)。梳理中學(xué)生物學(xué)課程在發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)方面的價(jià)值和基本任務(wù)是需要予以重視的基礎(chǔ)問題。

1 中學(xué)生物學(xué)課程的核心教育價(jià)值

中學(xué)生的核心素養(yǎng)是學(xué)生應(yīng)具有的最關(guān)鍵、最必要的共同素養(yǎng)，是知識(shí)、能力和態(tài)度等的綜合表現(xiàn)。中學(xué)生物學(xué)課程在學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展方面的基本價(jià)值，是讓學(xué)生形成基本的生命觀和生物學(xué)基本觀點(diǎn)，提升科學(xué)素養(yǎng)。既要讓學(xué)生建立生物學(xué)核心概念，以達(dá)成對(duì)生命的理解，又要讓學(xué)生參與科學(xué)探索的實(shí)踐，體驗(yàn)生物學(xué)知識(shí)的形成過程、感悟生物學(xué)思想、方法，建立對(duì)生物學(xué)的理解。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解自然，形成科學(xué)態(tài)度養(yǎng)成科學(xué)精神，為學(xué)生未來在個(gè)人生活與社會(huì)參與時(shí)奠定素養(yǎng)基礎(chǔ)。

學(xué)習(xí)生物學(xué)課程，達(dá)成對(duì)生命的理解和對(duì)生物學(xué)的理解是首要的目標(biāo)。在理解生命和理解生物學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生一方面可以更好地理解自然界；另一方面可以更好地理解科學(xué)的本質(zhì)，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與精神，并將這些理解應(yīng)用于未來的生活中、未來的社會(huì)角色里。

2 形成生物學(xué)核心概念是理解生命的基礎(chǔ)

理解生命包括理解生命是什么、生命活動(dòng)怎么運(yùn)轉(zhuǎn)、生命為什么會(huì)這樣三個(gè)問題。提出這一觀點(diǎn)的理由，一是借鑒國(guó)內(nèi)和國(guó)際上正在使用的大學(xué)普通生物學(xué)教材。考察可知，其基本內(nèi)容包括生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，細(xì)胞，植物與動(dòng)物的結(jié)構(gòu)、功能、生殖、發(fā)育，物質(zhì)、能量代謝，調(diào)控，遺傳與變異，進(jìn)化，生物多樣性，生態(tài)學(xué)等。二是參考生物學(xué)哲學(xué)對(duì)生物學(xué)知識(shí)的提煉。邁爾認(rèn)為，生物學(xué)的基本任務(wù)是研究生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能，生命的過去、現(xiàn)在和未來[1]。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院研究理事會(huì)提出，21世紀(jì)生物學(xué)依賴于從各個(gè)學(xué)科整合而來的知識(shí)，以促進(jìn)對(duì)生命系統(tǒng)的理解[2]。由此總結(jié)：生物學(xué)基本知識(shí)的核心指向是理解生命，理解生命就可以回答上述三個(gè)基本問題。其中每個(gè)問題又包括多個(gè)層次的問題?；卮疬@些問題所構(gòu)成的基本內(nèi)容是一個(gè)概念體系，其中核心概念是這個(gè)體系的框架。哪些概念才是核心？可以從以下主要發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織關(guān)于生物學(xué)核心概念的敘述得到啟發(fā)(表1)[3]。

表1 英國(guó)、美國(guó)、PISA 2015文件中的生物學(xué)核心概念

在借鑒的同時(shí)，還需梳理目前我國(guó)中學(xué)生物學(xué)課程的核心內(nèi)容：初中階段側(cè)重在生物多樣性及其分類，以及細(xì)胞、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)系統(tǒng)等概念的初步理解；高中階段則對(duì)細(xì)胞、遺傳、進(jìn)化、生態(tài)等概念進(jìn)一步深入探討，從分子水平探討生命活動(dòng)的機(jī)制，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法探討種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的本質(zhì)特征等。從中學(xué)生物學(xué)課程所涵蓋的核心概念范圍(表2)可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)概念，為理解生命奠定了基礎(chǔ)。

表2 中學(xué)生物學(xué)課程涵蓋的核心概念

3 體驗(yàn)知識(shí)的形成過程，感悟生物學(xué)思想是理解生物學(xué)的途徑

學(xué)習(xí)生物學(xué)核心概念，需要以生物學(xué)事實(shí)、現(xiàn)象為支撐，需要以理性思維方法為途徑。學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)、探究等獲得生物學(xué)事實(shí)、現(xiàn)象的直接經(jīng)驗(yàn)，也可以從教材、教師描述的客觀事實(shí)、科學(xué)史經(jīng)典案例而得到信息。學(xué)生根據(jù)這些素材，經(jīng)過比較、歸納等方式建立概念，通過演繹、類比等方式深化概念的理解。特別是結(jié)合概念的建構(gòu)安排合理的實(shí)驗(yàn)、探究等科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，可以讓學(xué)生親自探究、實(shí)踐，從而在獲取事實(shí)證據(jù)、進(jìn)行批判性思維的過程中，既獲得科學(xué)方法的訓(xùn)練，理解并參與科學(xué)探索實(shí)踐，又可以理解生物學(xué)知識(shí)是怎么形成的。

概念只有放在概念的網(wǎng)絡(luò)中才能真正發(fā)揮它的解釋力。將生物學(xué)核心概念進(jìn)行有機(jī)整合需要生物學(xué)思想。其中最核心的思想是進(jìn)化思想和生態(tài)學(xué)思想，它們是溝通核心概念的橋梁，也是生物學(xué)的靈魂。進(jìn)化思想“為人們理解生命的歷史、各種生物之間的關(guān)系，以及生命依賴于物理環(huán)境提供了統(tǒng)一的準(zhǔn)則，生物進(jìn)化的概念提供了將大部分生物學(xué)知識(shí)構(gòu)建成一個(gè)整體的框架”。甚至有人說，生命就是自然選擇作用下的物理、化學(xué)現(xiàn)象[4]。滲透進(jìn)化思想的課程，不僅介紹進(jìn)化理論，還注意以進(jìn)化思想貫穿各概念，發(fā)揮“進(jìn)化”在解釋生命現(xiàn)象“終極原因”時(shí)的解釋力。生態(tài)學(xué)從整體性角度，研究不同層次和等級(jí)生命系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用[5]；研究方法上以整體性為核心，從整體上思考、突出生態(tài)綜合、重視非線性復(fù)雜現(xiàn)象為基本特征[6]。生物學(xué)課程中滲透生態(tài)學(xué)思想，落實(shí)在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的層次性、整體性，嘗試系統(tǒng)分析局部與整體、生命與環(huán)境的關(guān)系，關(guān)注從細(xì)胞、個(gè)體到生態(tài)系統(tǒng)等各層次生命系統(tǒng)物質(zhì)、能量變化和信息的傳遞；在理解生命的繁衍、進(jìn)化時(shí)，將生物放到與其他個(gè)體、群體以及環(huán)境的關(guān)系中去理解；學(xué)習(xí)遺傳現(xiàn)象與規(guī)律時(shí)，理解遺傳不但是個(gè)體的，更是群體的。領(lǐng)悟進(jìn)化思想和生態(tài)學(xué)思想，需要以理解細(xì)胞到個(gè)體生命活動(dòng)進(jìn)行的機(jī)制、進(jìn)化機(jī)制、生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制為基礎(chǔ)。

總之，建立理解生命概念過程中，學(xué)生通過體驗(yàn)知識(shí)的形成過程提高科學(xué)探究能力，通過概念網(wǎng)絡(luò)化的過程中領(lǐng)悟生物學(xué)思想，并由此達(dá)成對(duì)生物學(xué)的理解。

4 掌握通用概念是進(jìn)一步理解自然的橋梁

理解生命、理解生物學(xué)是中學(xué)生物學(xué)課程的目的，但不是唯一目的，更不是學(xué)習(xí)的終點(diǎn)。生物學(xué)屬于自然科學(xué)，對(duì)生命世界的認(rèn)識(shí)，屬于對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的一部分。理解生命世界和生物學(xué)，對(duì)于學(xué)生理解自然界，達(dá)成對(duì)自然科學(xué)的整體理解也非常有必要。學(xué)習(xí)生物學(xué)課程時(shí)達(dá)成對(duì)自然和對(duì)科學(xué)的理解，需要借助一定的媒介來實(shí)現(xiàn)。科學(xué)通用概念就是一種媒介。科學(xué)通用概念是搭建物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)等學(xué)科之間的橋梁[7]。

美國(guó)《K-12科學(xué)教育框架》提出的跨學(xué)科的通用概念包括：模式；原因與結(jié)果：機(jī)制與解釋；尺度、比例和數(shù)量；系統(tǒng)與系統(tǒng)模型；能量與物質(zhì)：流動(dòng)、循環(huán)和守恒；結(jié)構(gòu)與功能；穩(wěn)定性與變化。

英國(guó)科學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目提出的大概念是：概念模型和理論；結(jié)果與原因；變化與相互作用；科學(xué)研究過程；量化分析等[8]。將生物學(xué)概念與科學(xué)通用概念建立聯(lián)系，對(duì)于學(xué)生理解科學(xué)、理解自然具有重要的意義(表3)。

表3 生物學(xué)概念與科學(xué)通用概念之間的關(guān)系

5 滲透科學(xué)的思想方法，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神

生物學(xué)作為自然科學(xué)，研究的是自然界里復(fù)雜的生命系統(tǒng)，因此，生物學(xué)能夠很好地反映自然科學(xué)的思想方法，反映自然科學(xué)的本質(zhì)。在生物學(xué)課程中，應(yīng)重視科學(xué)思想與方法的滲透。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、探究活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生理解證據(jù)的作用，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用證據(jù)和邏輯去質(zhì)疑、辯論；在科學(xué)史教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的基本方法和科學(xué)的思維過程，理解科學(xué)知識(shí)的開放性；在闡述理論、觀點(diǎn)、規(guī)律時(shí)，提供事實(shí)證據(jù)，呈現(xiàn)由事實(shí)到觀點(diǎn)、規(guī)律、理論的邏輯過程。從培育科學(xué)精神的角度來看，中學(xué)生物學(xué)課程要特別關(guān)注科學(xué)精神的六大要素：“客觀的依據(jù), 理性的懷疑, 多元的思考, 平權(quán)的爭(zhēng)論, 實(shí)踐的檢驗(yàn), 寬容的激勵(lì)” ，重視引導(dǎo)學(xué)生建立尊重實(shí)證、尋求論證邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)以及發(fā)展理性的懷疑精神，形成多元思考、平等討論的意識(shí)和寬容的品質(zhì)。

6 以課程學(xué)習(xí)為載體，促進(jìn)學(xué)生終身發(fā)展

生物學(xué)研究的對(duì)象，包括人自身以及人類賴以生存的環(huán)境，它從分子水平、細(xì)胞水平、個(gè)體水平、生態(tài)系統(tǒng)水平揭示了生命活動(dòng)規(guī)律，對(duì)于人類的生存、健康、發(fā)展，都是必不可少的。因此，通過生物學(xué)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能獲得未來社會(huì)公民所不可或缺的素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展提供更豐富的“營(yíng)養(yǎng)”，為學(xué)生未來在個(gè)人生活與社會(huì)參與奠定素養(yǎng)基礎(chǔ)。在生物學(xué)課程教學(xué)中要讓學(xué)生既學(xué)習(xí)知識(shí)又經(jīng)歷知而識(shí)之的過程，并在知而識(shí)之的過程中學(xué)會(huì)認(rèn)知和合作共處；將內(nèi)化的知識(shí)、能力與態(tài)度遷移運(yùn)用于個(gè)人與社會(huì)的生存與發(fā)展；將生態(tài)學(xué)思想遷移于生活中的平等合作、和諧共處；將系統(tǒng)論思想、進(jìn)化思想遷移于對(duì)開放交流、發(fā)展、變化的深刻認(rèn)同等，以促進(jìn)學(xué)生的終身發(fā)展。