高中生物學(xué)教材二次開發(fā)的路徑初探

王晚晴 高學(xué)林

(1.南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院 江蘇南京 210023)

(2.江蘇第二師范學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)化工學(xué)院 江蘇南京 211200)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》的“教材編寫建議”部分明確提出:教材應(yīng)留給使用者一定的空間,體現(xiàn)開放性和可塑性。這指明了教師具備運(yùn)用、重構(gòu)和演繹教材的權(quán)力,教材對教師而言絕非束縛。若將教材比作一顆蘊(yùn)含著學(xué)科知識結(jié)構(gòu)之樹,那么編者已將這棵樹的枝干與軀體修剪至“小而精”的狀態(tài),教師則需要發(fā)揮能動性,運(yùn)用創(chuàng)造性思維培養(yǎng)此樹,延伸它的枝丫。不同的教師會培育出形態(tài)各異的樹木,而只有傾注了教師足夠的時(shí)間和心血的樹木才會結(jié)出滋養(yǎng)的果實(shí),為發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供助力。因此,教師有目的地對教材進(jìn)行創(chuàng)新性加工、賦教學(xué)內(nèi)容以教師個(gè)人風(fēng)采和時(shí)代特征是課標(biāo)的指向與內(nèi)在要求。

1 教材二次開發(fā)的目的和意義

(1)教材的二次開發(fā)是對原教材的突破

雖然教材具有權(quán)威性,但并不代表著它完美無缺。教學(xué)情境的動態(tài)性與復(fù)雜性讓教材在不同的教學(xué)情境中呈現(xiàn)出不同的適應(yīng)性,這就給二次開發(fā)超越原教材提供了可能。當(dāng)教師站在生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的高度審視教材,從自身對教材的理解出發(fā),結(jié)合多樣的教學(xué)資源,突破教材的原有框架,大膽地對內(nèi)容進(jìn)行再組織,甚至是跨學(xué)科的融合,就能打破學(xué)科的知識壁壘,縱橫聯(lián)系,指向整體育人。教學(xué)實(shí)踐中這種重新詮釋能實(shí)現(xiàn)對原教材的超越,使教材成為連接教師教學(xué)與學(xué)科育人目標(biāo)的有效載體。

(2)教材的二次開發(fā)是對原教材的重構(gòu)

國家課程的開發(fā)與制定多是由專家研討決定而少有一線教師參與的身影,這就導(dǎo)致課程的實(shí)施者只能被動地接受與適應(yīng),這種自上而下的模式較難關(guān)注到實(shí)際教學(xué)的復(fù)雜性與教師的創(chuàng)造性。古德萊德把課程劃分為五種不同的課程形態(tài):理想的課程、正式的課程、領(lǐng)悟或理解的課程、運(yùn)作的課程、經(jīng)驗(yàn)的課程。前二者是專家設(shè)計(jì)與官方采納的課程,而領(lǐng)悟和運(yùn)作的課程定義中則蘊(yùn)含著教師對課程教材進(jìn)行的二次開發(fā)。教師可發(fā)揮能動性,結(jié)合理論研究與實(shí)際學(xué)情對課程要素進(jìn)行個(gè)性化的重組與演繹,實(shí)現(xiàn)對原教材的重構(gòu)。

2 教材二次開發(fā)的邏輯及模型

教材的二次開發(fā)能彌補(bǔ)原教材的缺憾,更加充分展現(xiàn)教材所蘊(yùn)含的先進(jìn)理念和編寫意圖,使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果最優(yōu)化。面對時(shí)代的教學(xué)理念、具體的教學(xué)內(nèi)容與復(fù)雜的校情學(xué)情,首先,教學(xué)前期需要進(jìn)行開發(fā)內(nèi)容選擇和甄別、根據(jù)具體的內(nèi)容和需要確定開發(fā)路徑,內(nèi)容的確定要基于三個(gè)基本要求、開發(fā)路徑則可從六種角度中選擇一種或多種;其次,在教學(xué)過程中,需要基于校情、學(xué)情和教師風(fēng)格素養(yǎng),確立校本化實(shí)施的策略和方法,以此提高教材對本校學(xué)生的適應(yīng)性;最后,在教學(xué)評價(jià)中觀察促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的情況,并依據(jù)反饋信息調(diào)整和優(yōu)化教材二次開發(fā)的過程與方法,使之成為一個(gè)不斷完善的動態(tài)過程,具體模型如圖1所示。

圖1 高中生物學(xué)教材二次開發(fā)的邏輯模型

3 高中生物學(xué)教材二次開發(fā)路徑的運(yùn)用

通過對教材進(jìn)行二次開發(fā),教師能深入挖掘教材中的知識本質(zhì),力求打破封閉的內(nèi)容體系,將基于學(xué)科核心素養(yǎng)育人體系的理想教材真正轉(zhuǎn)化為能融會貫通的教學(xué)材料,幫助學(xué)生梳理生物學(xué)知識并引導(dǎo)其掌握生物科學(xué)的核心研究方法,落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育,實(shí)現(xiàn)教師、教材和學(xué)生的有效互動。

(1)增添教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

卓有成效的教學(xué)離不開與其目標(biāo)相適應(yīng)的情境,這是普遍認(rèn)同的事實(shí)?；谄?、美觀等因素的考慮,教材傾向?qū)?nèi)容編排得簡潔而扼要,故而部分內(nèi)容若不經(jīng)加工就直接呈現(xiàn)給學(xué)生,會使教學(xué)停留在知識本位階段,難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。高中生物學(xué)人教版教材中就有多處適合增設(shè)情境而引入教學(xué)的章節(jié),例如在“激素與內(nèi)分泌系統(tǒng)”的教學(xué)中,教師可從困擾青年人的“青春痘”與脫發(fā)現(xiàn)象說起,引入相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。在“免疫調(diào)節(jié)”的教學(xué)中,可從新冠病毒引入特異性免疫知識,讓學(xué)生提取出生活場景中所包含的生物學(xué)知識,提高教學(xué)效率。在“基因工程”教學(xué)中,教師可播放電影“X 戰(zhàn)警”中的片段,并通過提問“人類能否通過基因改造成為電影中的‘變種人’?”“你認(rèn)為基因工程的可能作用是什么?”激發(fā)學(xué)生求知欲,自然地引出教學(xué)內(nèi)容。顯然,通過增添情境,可以顯著提升教學(xué)的趣味性、體驗(yàn)性,激起學(xué)生強(qiáng)烈的動機(jī),將學(xué)生的情感活動與認(rèn)知活動緊密結(jié)合起來,促進(jìn)學(xué)生生成新知,并獲得認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善與情感意志的陶冶。

(2)完整還原史實(shí),培養(yǎng)治學(xué)態(tài)度

當(dāng)教材中的事實(shí)性知識以文字或圖片的形式直觀呈現(xiàn)給學(xué)生而缺乏相應(yīng)的解釋或說明時(shí),會導(dǎo)致學(xué)生難以內(nèi)化所學(xué)知識,出現(xiàn)機(jī)械記憶的現(xiàn)象,進(jìn)而對科學(xué)研究產(chǎn)生抵觸心理。例如“DNA 的結(jié)構(gòu)”一節(jié)教材中以圖片形式展示了DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)中的堿基A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)以2 個(gè)氫鍵相連,C(胞嘧啶)和G(鳥嘌呤)以3 個(gè)氫鍵相連的事實(shí),如果補(bǔ)充四種堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)式以及C 和G 之間氫鍵數(shù)量修正的歷史事件,不僅能加深學(xué)生對雙螺旋結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解,更讓學(xué)生認(rèn)同科學(xué)是不斷進(jìn)步的,幫助學(xué)生構(gòu)建生物學(xué)認(rèn)知體系。

此外,在探索科學(xué)事實(shí)的過程中科學(xué)家們通常會提出多種猜測,而教材考慮到篇幅限制、主流推測等因素只選取其中一種或幾種介紹,這不利于發(fā)展學(xué)生嚴(yán)密的邏輯推理能力。例如,“DNA 的復(fù)制”一節(jié)的教學(xué),學(xué)生基于DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)知識,對DNA 的復(fù)制方式有著自己的假設(shè),但人教版教材中僅提到兩種DNA 復(fù)制方式的推測:全保留復(fù)制與半保留復(fù)制,省去了分散型復(fù)制的介紹。這種精減既阻礙了學(xué)生深層次體驗(yàn)和理解科學(xué)家的思維過程,也不利于培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。教師補(bǔ)全完整的三種DNA 復(fù)制方式,挖掘教材內(nèi)容背后的科學(xué)研究史,鼓勵學(xué)生大膽假設(shè)、嚴(yán)謹(jǐn)求證,有助于培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑的精神與良好的科學(xué)思維。

(3)調(diào)整教學(xué)順序,實(shí)現(xiàn)概念深化

前蘇聯(lián)心理學(xué)家維果斯基指出學(xué)生發(fā)展中的兩個(gè)水平,一是學(xué)生當(dāng)下獨(dú)立能解決問題的水平,二是學(xué)生在老師幫助下能達(dá)到的潛在發(fā)展水平,這二者間的差距就是“最近發(fā)展區(qū)”。教師應(yīng)該圍繞學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,在教學(xué)中適時(shí)地搭建思維支架,以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能,從而使學(xué)生逐步提升,有效超越“最近發(fā)展區(qū)”達(dá)到下一發(fā)展階段的水平。

教材是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律而編寫的,具有學(xué)科知識的特點(diǎn),但可能造成教材知識的呈現(xiàn)順序不適合學(xué)情的情況出現(xiàn)。此時(shí),教師可依據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論重新編排教學(xué)順序,使教學(xué)更貼合學(xué)生需要。例如,高中生物學(xué)教材未將“能量”設(shè)立單獨(dú)的學(xué)習(xí)專題,而是滲透在各模塊章節(jié)的學(xué)習(xí)之中?！凹?xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”與“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”這兩章中都提到了“能量”,學(xué)習(xí)第四章時(shí)學(xué)生尚不清楚“能量”是什么,易與“物質(zhì)”概念混淆,也難以聯(lián)系物理、化學(xué)學(xué)科中的能量概念,繼而不能很好地掌握物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的過程和特點(diǎn)。如果將第四章內(nèi)容移至“細(xì)胞的能量‘貨幣’ATP”之后學(xué)習(xí),再在第五章學(xué)習(xí)結(jié)束后對散落在各章節(jié)中的“能量”進(jìn)行總結(jié),不僅讓學(xué)生從能量角度把握概念的本質(zhì),關(guān)注光合作用與呼吸作用的發(fā)生過程及影響因素,也幫助學(xué)生辨析“物質(zhì)”與“能量”二者的區(qū)別和聯(lián)系,矯正教學(xué)中學(xué)生可能存在的迷思概念,提高對科學(xué)課程中“能量”這一跨學(xué)科概念的深化理解。

(4)替換改進(jìn)器材,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與科學(xué)精神的重要平臺,能幫助學(xué)生加深對生物學(xué)知識的認(rèn)知,突出地發(fā)展科學(xué)探究和科學(xué)思維等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。受到硬件條件和學(xué)生現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)水平的限制,實(shí)際教學(xué)中學(xué)生可能很難直接運(yùn)用教材指定的實(shí)驗(yàn)儀器和材料順利地開展實(shí)驗(yàn)。因此,可以靈活優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作以提高實(shí)驗(yàn)的成功率,讓學(xué)生感受科學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來的成就感與趣味性。

例如,在“生物組織的脂肪檢測”實(shí)驗(yàn)中,教材的實(shí)驗(yàn)選材為花生種子;選用花生種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的弊端有兩個(gè)方面:一是其需要提前浸泡,浸泡時(shí)間過短,花生種子由于切片過厚而無法觀察;浸泡過長,花生種子由于過于酥軟而無法切片。二是要求學(xué)生徒手切片花生種子有一定的難度和危險(xiǎn)性。如果用花生種子的內(nèi)膜代替:切斷浸泡后的花生子葉,用鑷子輕輕撕取部分內(nèi)膜進(jìn)行染色和裝片。在洗去浮色的操作中,往往采用清水或膠頭滴管完成沖洗。清水沖洗不好把握沖洗力度,常導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)材料破損,而膠頭滴管的水壓較小,沖洗效率較低。實(shí)驗(yàn)中可換用注射器洗去浮色,這樣即保證了適當(dāng)?shù)乃髁?又有足夠的沖洗力度。此外,注射器還可妙用在綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中:學(xué)生用來分離色素的層析液是由丙酮、石油醚和苯混合而成,若操作不當(dāng)會影響人體健康、污染環(huán)境,如果用注射器替換膠頭滴管,可將層析液與外界環(huán)境有效隔開。通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料和器皿,能夠縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,降低實(shí)驗(yàn)難度,使教學(xué)突破既有束縛,有效發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。

(5)加工整合資料,完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)

人教版高中生物學(xué)必修教材和選擇性必修教材中,有著或少量重復(fù),或相互滲透,或拓展延伸的知識內(nèi)容。教師甄選出這部分內(nèi)容并對其進(jìn)行梳理、整合,能幫助學(xué)生深入理解概念,實(shí)現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善。例如,“胚胎工程”中的“受精”和“減數(shù)分裂”中的“受精作用”就存在少量重復(fù)、相互滲透的情況。實(shí)際教學(xué)中,可以將選修內(nèi)容整合到必修模塊中去:學(xué)生學(xué)習(xí)減數(shù)分裂后,就可以了解受精的完整且詳細(xì)過程和原理,繼而能夠充分認(rèn)識到受精作用對生物遺傳的重要意義。這樣的加工整合,增加了知識的連貫性與一致性,可以提高教學(xué)效率。

除此之外,“植物細(xì)胞工程”一節(jié)就是對“細(xì)胞的分化”一節(jié)的拓展延伸。通過“細(xì)胞的分化”這一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)明確了細(xì)胞分化的概念,且能舉例說明細(xì)胞的全能性,那么本節(jié)內(nèi)容整合“植物細(xì)胞工程”,加入植物組織培養(yǎng)的技術(shù)概念、操作流程、社會貢獻(xiàn)等,就能讓學(xué)生通過實(shí)例了解“已分化的植物細(xì)胞仍然具有全能性”這一事實(shí),充分理解植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞全能性的關(guān)系,進(jìn)一步認(rèn)同科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對社會進(jìn)步具有極大的推動作用,獲得認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善。

(6)聯(lián)系生活實(shí)例,促進(jìn)責(zé)任升華

教材具備的代表性與典型性也使教材具有了一定的局限性:遙遠(yuǎn)、陌生以及缺乏親身經(jīng)歷的信息或事件無法引起學(xué)生的共鳴,使教學(xué)目標(biāo)尤其是社會責(zé)任素養(yǎng)培育難以達(dá)到預(yù)期效果。采用具有本地區(qū)特色的、近期發(fā)生的事件來代替,或圍繞社會熱點(diǎn)問題,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與價(jià)值認(rèn)同感。

例如,“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”一節(jié)中以南京地區(qū)為例,選取棲霞區(qū)幕府山植被恢復(fù)的過程,補(bǔ)充豐富的文字和圖片來展現(xiàn)幕府山先前鐘靈毓秀之景、生態(tài)破壞后滿目瘡痍的山體以及生態(tài)恢復(fù)后生機(jī)蓬勃的景觀,以南京幕府山“前世”和“今生”的強(qiáng)烈對比和居民的親身經(jīng)歷,觸動學(xué)生心靈、引發(fā)思想激蕩。這樣的開發(fā)可實(shí)現(xiàn)將教材內(nèi)容延伸入生活中、將情感態(tài)度融入教學(xué)過程,有助于學(xué)生深刻認(rèn)識保護(hù)生態(tài)環(huán)境的時(shí)代責(zé)任,使其在生活中能自覺落實(shí)人與自然和諧相處的理念。在“免疫調(diào)節(jié)”的教學(xué)中,可以聯(lián)系新冠病毒這一生活實(shí)例,展示對疫情影響最大的四種變異毒株模型及其傳染性、免疫逃逸能力等相關(guān)數(shù)據(jù),幫助學(xué)生形成對新冠病毒的科學(xué)認(rèn)識,體會防治及其宣傳的重要性,激發(fā)學(xué)生參與社會事務(wù)、擔(dān)當(dāng)時(shí)代使命的責(zé)任感。

4 結(jié)語

教材的二次開發(fā)是一線教師教學(xué)研究的重要方向,它既是一種創(chuàng)造性工作,又需符合一定的要求。要做好教材的二次開發(fā),需要關(guān)注三個(gè)重要方面:

(1)研讀課程的標(biāo)準(zhǔn)和教材

課程標(biāo)準(zhǔn)是國家規(guī)定的有關(guān)課程的指導(dǎo)性文件,為教材編寫、課程實(shí)施與教學(xué)提供依據(jù)和建議。如果說課程標(biāo)準(zhǔn)是“骨”,那么教材就是“皮”,千變?nèi)f化的“皮”始終要以內(nèi)里的“骨”為依托,教材始終要以課程標(biāo)準(zhǔn)為歸依。因此,教師在進(jìn)行教材的二次開發(fā)前需要仔細(xì)研讀課程標(biāo)準(zhǔn),警惕經(jīng)驗(yàn)與直覺可能帶來的盲目性與隨意性,依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求對教材進(jìn)行加工,從而保證優(yōu)質(zhì)的教學(xué)質(zhì)量。

(2)重視學(xué)生的興趣與需求

當(dāng)下,人們推崇以素養(yǎng)為基的課堂,這樣的課堂也必然是以學(xué)生為本的課堂,教材的二次開發(fā)也就必然服務(wù)于學(xué)生的“學(xué)”。因此教師在進(jìn)行教材二次開發(fā)時(shí)需要考慮學(xué)生的興趣與需要,研究學(xué)生發(fā)展的可能性,提升教材、教師與學(xué)生的情境適應(yīng)性,謀求最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,促進(jìn)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)。

(3)發(fā)展教師的知能和情意

教材的二次開發(fā)不僅為教師展現(xiàn)教學(xué)藝術(shù)提供平臺,更能推動教師的專業(yè)化成長。在教材二次開發(fā)的過程中,一是收獲專業(yè)知識的積累:不斷深化對教育學(xué)、心理學(xué)的認(rèn)知,積累廣泛的學(xué)科知識;二是收獲專業(yè)技能的提升:通過重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,教師的實(shí)驗(yàn)技能、教學(xué)技能以及現(xiàn)代教育技術(shù)均獲提升;三是收獲專業(yè)情意的升華:教材是教師與學(xué)生溝通的橋梁,教材的二次開發(fā)既使該橋梁愈發(fā)堅(jiān)實(shí),也幫助教師厚植情懷、堅(jiān)定意志、虛心學(xué)習(xí),使其對職業(yè)充滿理想與信念,形成追求不止的精神。