為提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)而教

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王薦，江蘇省無錫市第一女子中學(xué)教科室主任，正高級教師，江蘇省特級教師，江蘇省教學(xué)名師，華東師范大學(xué)教育博士，無錫市有突出貢獻(xiàn)中青年專家，無錫市王薦名師工作室主持人。牛津大學(xué)訪問學(xué)者，人民教育出版社課程教材研究所訪問學(xué)者。曾參與多項國家及省級課題研究，主持并完成3項省級課題。在全國各地上課、講座50余場。指導(dǎo)學(xué)生參加多項科技活動，至今已有20多位學(xué)生獲得全國、省市級獎項。在省級及以上刊物發(fā)表論文80余篇，人大復(fù)印資料全文轉(zhuǎn)載7篇，出版編著3本。

【關(guān)鍵詞】生物學(xué)教育;終身發(fā)展;科學(xué)素養(yǎng)

【中圖分類號】G633.91 ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2018）27-0071-03

課程改革提出生物學(xué)科核心素養(yǎng)為“生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任”，這與愛因斯坦說過的“教育就是忘記了學(xué)校所教的而留下的東西”不謀而合。生物學(xué)知識固然很重要，但我們反思自己多年所受的教育，可以發(fā)現(xiàn)沉淀在我們腦海中的大多不是具體的知識，而是形而上的觀念、思想、方法、思維方式以及情感態(tài)度和價值觀。生物學(xué)教育的目的是提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，它包括生物學(xué)科學(xué)知識、探究能力、良好的思維品質(zhì)以及相關(guān)的情感態(tài)度價值觀等，這應(yīng)該是生物學(xué)教育的宗旨。因此我們在生物教學(xué)中要不斷思考如何為學(xué)生終身發(fā)展奠基，要突出基礎(chǔ)教育的打底功能，提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。

一、凸顯學(xué)科思想教育

每一門學(xué)科的開設(shè)都是基于它在學(xué)生身心發(fā)展中的重要性，以及此門學(xué)科的學(xué)科特點、學(xué)科思想所決定的。學(xué)科思想是經(jīng)過分析、抽象、提煉，形成的對學(xué)科發(fā)展和學(xué)科學(xué)習(xí)最具有影響力的一些觀點、思想和見解，是“知識”背后的“知識”[1]。

作為科學(xué)教育組成部分的中學(xué)生物學(xué)教育擔(dān)負(fù)著獨特的育人作用，許多影響學(xué)生形成辯證唯物論思想的學(xué)科功能是生物學(xué)科獨有的。例如，生命的觀念、結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的思想、遺傳與變異的思想、多元進(jìn)化論思想、系統(tǒng)論思想、穩(wěn)態(tài)的思想、新陳代謝的思想、非線性和自組織思想等，教師在教學(xué)時要從學(xué)科思想高度引導(dǎo)學(xué)生理解生命現(xiàn)象和生命規(guī)律。

在學(xué)科思想教學(xué)上要遵循“教—學(xué)—評”一致性原則，在教學(xué)活動中嵌入評價任務(wù)，形成“明確評價任務(wù)—執(zhí)行評價任務(wù)—交流評價任務(wù)”的學(xué)習(xí)鏈與評價鏈。當(dāng)然，在具體教學(xué)活動中，這個教學(xué)鏈（評價鏈）要靈活運用，將教學(xué)目標(biāo)具體化為可測評的評價目標(biāo)，采取“逆向設(shè)計”和“對應(yīng)思考”策略，將學(xué)科思想教學(xué)落到實處。

例如，在學(xué)習(xí)細(xì)胞分裂時，教師首先要將教學(xué)目標(biāo)逆向具體化為評價任務(wù)，明確教學(xué)的評價任務(wù)體現(xiàn)為：①能說出細(xì)胞分裂的意義;②能用自己的話說出細(xì)胞周期的含義及劃分;③能辨認(rèn)出細(xì)胞分裂各時期的圖片，并說出各時期的特點;④能畫出一條染色體在整個細(xì)胞周期中的變化，并說明其含義;⑤能說出細(xì)胞分裂各時期結(jié)構(gòu)變化的內(nèi)在原因。其中⑤就是學(xué)科思想的教學(xué)目標(biāo)和評價任務(wù)。

在教學(xué)中教師就應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：細(xì)胞為什么要分裂？細(xì)胞分裂為什么有周期？有絲分裂時染色體為什么要排列在細(xì)胞中央？分裂過程中細(xì)胞核膜為什么會周期性消失和重現(xiàn)？當(dāng)學(xué)生理解了即使在細(xì)胞這樣的微小結(jié)構(gòu)里，也體現(xiàn)著結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的思想時，他們不禁為生命的精密細(xì)致而驚嘆。

又比如，當(dāng)筆者引導(dǎo)學(xué)生理解了每個人沒有屬于自己的遺傳物質(zhì)（染色體），每個人的遺傳物質(zhì)（染色體）不過是祖先傳下來的遺傳物質(zhì)的組合罷了，這時學(xué)生臉上涌現(xiàn)的是對先祖的敬仰之情。個體作為生命之鏈的一環(huán)，學(xué)生深刻理解了遺傳和變異的含義，也認(rèn)識到在生物進(jìn)化中每個個體都是獨一無二的，這種學(xué)科思想的教學(xué)重在情感體驗。生物學(xué)是事實加說理的一門自然學(xué)科，具有理性思維之特點，脫離了理科之“理”，生物學(xué)教學(xué)就會滑向死記硬背。學(xué)科思想最高層次之“理”，是學(xué)科的哲學(xué)觀點，應(yīng)該在教學(xué)中通過具體知識的傳授不斷地滲透，使學(xué)生知其然（例如，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)完“滲透作用”后說出“海水是咸的，但海魚不會是咸魚”），再引導(dǎo)學(xué)生說出所以然（學(xué)科思想）：“這是穩(wěn)態(tài)的體現(xiàn)?！?h3>二、教給學(xué)生解決問題的方法

方法論的教育是科學(xué)教育的重要內(nèi)容之一?？茖W(xué)方法一是獲取科學(xué)知識的重要工具，二是學(xué)生可以將它遷移運用于解決自然和社會問題，為個人決策服務(wù)，三是有利于形成良好的思維習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式。[2]不同的學(xué)科除了教給學(xué)生普適性的方法外，還有每門學(xué)科獨特的方法。中學(xué)生物學(xué)就解決問題而言，大體有以下途徑：簡化、分析、概括和遷移。

面對紛繁復(fù)雜的生物學(xué)問題，最好的辦法是簡化，將一個問題分解為多個小問題。簡化意味著掌握方法背后的原理，例如在生物學(xué)中有許多統(tǒng)計生物數(shù)量的方法，其背后的數(shù)學(xué)原理一般是通過比例從局部推算全體。學(xué)生一旦理解了這個原理就不難掌握測定細(xì)菌數(shù)目的紅細(xì)胞法、稀釋涂布平板法、取樣調(diào)查種群密度的樣方法和標(biāo)志重捕法了。生物學(xué)原理是“道”，具體方法是“術(shù)”，以“道”導(dǎo)“術(shù)”，方是學(xué)習(xí)的正道。

分析和概括是解決問題的常用方法，其特征就是抽絲剝繭、條分縷析。例如，在加莫夫提出遺傳密碼的三聯(lián)體假說后，如何破譯三聯(lián)體密碼與具體氨基酸的關(guān)系就成為擺在生物學(xué)家面前的老大難問題?？死锟耸紫扔脤嶒炞C明了遺傳密碼中三個堿基編碼一個氨基酸?？茖W(xué)家柯拉納用ACACACAC的核苷酸鏈合成了蘇氨酸-組氨酸-蘇氨酸-組氨酸的多肽鏈，再次證明了加莫夫的三聯(lián)體假說。尼倫伯格先用僅含尿嘧啶的多核苷酸鏈合成了苯丙氨酸鏈，破譯了首個遺傳密碼（UUU-苯丙氨酸），再不斷用體外合成的方法破譯了所有的遺傳密碼。在此過程中，我們讓學(xué)生充分感受到了科學(xué)理性的光芒和科學(xué)實驗的無窮魅力，體會到科學(xué)家理性思考的精髓。

學(xué)會遷移是學(xué)習(xí)能力強的一個體現(xiàn)，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會遷移。例如18世紀(jì)末，英國醫(yī)生詹納觀察到擠牛奶女工在為患牛痘的牛擠奶時患上了牛痘，卻因禍得福不會得天花。他據(jù)此推斷接種“牛痘”可能可以預(yù)防天花。于是他大膽嘗試：將患牛痘女工身上膿皰處膿液注入一個男孩手臂內(nèi)，男孩居然獲得了對天花的免疫力。后來法國的巴斯德受此啟發(fā)，將多種病菌減毒處理獲得疫苗，注入人的體內(nèi)使人獲得抵抗力，從而奠定了科學(xué)免疫學(xué)的重要基礎(chǔ)。這就是科學(xué)家自覺運用了遷移的思維方式取得的成果，教師可以就此組織學(xué)生討論兩種方法的異同和實現(xiàn)遷移的條件，以優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化。

三、關(guān)注情感、態(tài)度與價值觀的養(yǎng)成

筆者在教學(xué)中主要從以下3個角度對學(xué)生滲透情感、態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)。

首先，情感、態(tài)度價值觀的教學(xué)必須要有內(nèi)容和載體，要結(jié)合知識的傳授來施教。筆者曾經(jīng)組織學(xué)生模仿孟德爾來數(shù)豌豆，學(xué)生在數(shù)的過程中發(fā)現(xiàn)，要數(shù)清豌豆也不是一件容易的事。他們對孟德爾當(dāng)年工作的艱辛與煩瑣有了親身的感受，對孟德爾身上體現(xiàn)出來的堅守、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)瓤茖W(xué)品質(zhì)有了深刻的認(rèn)識。在介紹“熱愛自然、珍愛生命”時，我們不妨適度引入佛家的生命觀，可以用豐子愷先生《護(hù)生畫集》中的漫畫培養(yǎng)學(xué)生悲憫的情懷，讓他們學(xué)會敬畏生命、熱愛生命。教師可以組織學(xué)生討論如何對待轉(zhuǎn)基因、如何對待廣西玉林的“狗肉節(jié)”等，通過討論樹立正確的社會價值觀。

其次，教師要身體力行貫徹正確的價值觀。教師積極的生活態(tài)度和健康的生活方式對學(xué)生的影響是巨大的。例如教師將自己每天堅持運動的照片發(fā)到學(xué)生群里，可以激發(fā)學(xué)生參與運動的熱情，使他們認(rèn)同“生命在于運動”的理念。教師可以將自己在高校培訓(xùn)學(xué)習(xí)的照片發(fā)到群里，給學(xué)生樹立終身學(xué)習(xí)的榜樣。教師親自帶領(lǐng)學(xué)生調(diào)查家鄉(xiāng)的山山水水，會使學(xué)生更加熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國、關(guān)注環(huán)保，增強使命感和責(zé)任感。

最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生熱愛生物科學(xué)家。青少年是需要榜樣的，教師需要在教學(xué)中不斷介紹優(yōu)秀生物學(xué)家的事跡，讓學(xué)生親近科學(xué)家，熱愛科學(xué)家，點燃他們熱愛科學(xué)的火苗。我校每年都會在諾貝爾獎宣布之后，在校內(nèi)舉辦系列活動介紹當(dāng)年獲獎科學(xué)家及科學(xué)成就，通過展覽介紹歷年諾獎中的生理與醫(yī)學(xué)獎項，豐富學(xué)生生命科學(xué)史的知識。筆者曾經(jīng)在英國牛津大學(xué)做了一年訪問學(xué)者，這期間專程到達(dá)爾文故居以及參與DNA研究的富蘭克林所在的倫敦大學(xué)學(xué)院參觀，回國后筆者向?qū)W生展示了大量照片和印有達(dá)爾文肖像的英鎊等實物，表達(dá)筆者對達(dá)爾文的崇敬之情。

四、聯(lián)系實際培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

教師在教學(xué)中要及時聯(lián)系鮮活的社會生活和學(xué)生身邊的實際來充實教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用科學(xué)的思想來判斷事物。我們要引導(dǎo)學(xué)生更多地關(guān)注社會上與生物學(xué)相關(guān)的諸多問題，比如干細(xì)胞美容、干細(xì)胞治療、風(fēng)靡市場的酵素、水果的催熟等等。社會上的普通民眾對此有很多的誤解，這其實都是源于對生物學(xué)的無知。

為此，在學(xué)習(xí)實驗設(shè)計時，我們可以針對鋪天蓋地的養(yǎng)生保健品廣告，組織學(xué)生討論如何設(shè)計實驗來驗證療效，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思辨的思維品質(zhì)，使他們養(yǎng)成科學(xué)的思維方式。在此過程中，促使學(xué)生了解了“雙盲法”的內(nèi)涵，相信證據(jù)、相信實驗會成為師生的共識。

在學(xué)習(xí)人體內(nèi)環(huán)境時，我們組織學(xué)生討論社會上流行的酸性體質(zhì)、堿性體質(zhì)一說。在學(xué)習(xí)酶時，我們購買了嫩肉粉，幫助學(xué)生增加對食品添加劑的認(rèn)識。在學(xué)習(xí)植物激素時，我們聯(lián)系課文中提到用人尿來促進(jìn)植物生根的例子，再聯(lián)系用乙烯利來催熟香蕉的事例，使學(xué)生正確認(rèn)識激素在生產(chǎn)中的應(yīng)用。在東方之星沉船事件發(fā)生后，我們及時引導(dǎo)學(xué)生思考DNA鑒定技術(shù)在辨別身份中的作用。此外像轉(zhuǎn)基因、干細(xì)胞移植、骨髓捐獻(xiàn)等，我們在教學(xué)時都及時聯(lián)系實際，提供材料，幫助學(xué)生識別事物真?zhèn)危岣邔W(xué)生做出正確判斷的能力。

未來的科學(xué)家來源于現(xiàn)在的中學(xué)生，培養(yǎng)新一代的科學(xué)家苗子應(yīng)該成為我們責(zé)無旁貸的任務(wù)。雖然我們不可能使每個學(xué)生都成為科學(xué)家，但點燃每個學(xué)生心中的科學(xué)之火是可以做到的，提高未來公民科學(xué)素養(yǎng)更是我們中學(xué)生物學(xué)教師肩負(fù)的重任。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]張菊榮.如何成就好課：一致性地思考目標(biāo)、評價與教學(xué)[J].江蘇教育研究，2014（16）.