高中生物教學復雜性之我見

摘要： 高中生物課程涉及生命系統的許多方面，具有復雜性。該課程教學的一個顯著特征也是其復雜性。復雜性科學的新發展為我們研究高中生物課程與教學系統的復雜性提供了新的視野與方法論。高中生物教學系統的復雜性主要表現為：教學目標的不確定性與非預期性；教學過程的非線性和突現性；教學內容的動態性與生成性；教學方法的無序性與互動性。

關鍵詞： 高中 生物課程 復雜性

傳統生物課程對生命系統的復雜性和生物教學的復雜性缺乏一定的認識與研究。傳統生物課程教學由于采用線性的、還原論的思維方式對教學過程做一種靜態的分析，忽視了對于教學過程的發展與變化的理解與研究，缺少對于教學內容的復雜性與不確定性的探討。近年來，“21世紀的科學”──復雜性科學的興起，為我們認識和研究高中生物課程與教學系統的復雜性提供了一個全新的方法論。

1.復雜性科學對高中生物的影響

復雜性科學是20世紀80年代在國外興起的研究復雜性與復雜系統的綜合性科學。復雜性研究的主要目的在于揭示復雜系統內部諸要素之間的相互作用，以及系統與其運行環境之間的相互作用所導致的系統的整體性質和自組織進化機制。它具有以下的特征：（1）非線性；（2）系統性；（3）混沌性；（4）自組織性。

復雜科學是對線性的、機械的、還原的現代科學的深刻反思與超越，是以整體性的綜合思維方式代替原子論和還原性的思維方式。用復雜性的方法論視角來考察高中生物課程與教學問題，無疑對重新認識高中生物課程知識涉及的生命的本質及高中生物教學的特征、對重建新的教學觀都具有重要的指導意義。

2.高中生物課程知識的復雜性

2.1生命的非線性與復雜性

生命系統的典型特點是非線性，即整體不等于它的部分之和。這種非線性特征的分子基礎是，各種生物分子如基因和蛋白質之間存在著廣泛而復雜的相互作用。一個生物個體通常擁有成千上萬種基因，這些生物分子從不孤立地進行活動和執行生物功能，相互之間有著直接或間接的聯系。這些聯系可能是物理的方式，也可能是化學的方式。正是這些相互作用導致了生物體形形色色的網絡。因此，生命的所有活動都建立在這些網絡的結構和功能之上。

2.2生命的自組織性

在“遺傳與進化”模塊中，選取減數分裂與受精作用、DNA分子結構及其遺傳基本功能、遺傳和變異的基本原理等知識，主要是從細胞水平和分子水平闡述生命的延續性（自復制）和自組織性；選取現代生物進化理論和物種形成等知識，主要是闡明生物進化的過程和原因。從復雜科學的視角看，遺傳與進化是生命的本質特征之一。

2.3生命的系統性

在“穩態與環境”模塊中，選取有關生命活動的調節與穩態的知識、生物與環境的知識，有助于學生理解生命活動的本質。從復雜科學的視角看，“穩態與環境”模塊中的知識結構是按照系統思想建構的。它反映了生命的系統性和調控性。穩態是生命系統的一種狀態，指個體內環境理化性質的相對恒定的狀態，存在于生命的各個層次上，細胞、群落和生態系統在沒有受到激烈的外界環境因素影響時，都處于穩態。

3.高中生物教學復雜性分析

3.1教學目標的不確定性與非預設性

從復雜性科學的視角看高中生物教學系統，我們將會發現，生物教學目標具有不確定性與非預設性。教學過程中總會有大量不期而遇的問題，學生的差異和思維是難以預料的，課堂中的“非標準思維”甚至會完全打亂原有的教學設計，使預先設計的教學目標無法完成。教學中還大量存在著偶發事件，它們是教育過程中的偶然、突發情境得不到“規律”的支持的結果，集中體現了教育的“復雜性”。教學過程的真正推進及最終結果，更多由課的具體行進狀態，以及教師當時處理問題的方式決定。

教學目標的不確定性與非預期性的根本原因在于，教學系統是涉及人（教師與學生）的系統。人作為一種具有高級思維能力和復雜情感的社會化動物，是一個非線性系統，這個系統中存在著大量不確定因素。特別是隨著學生在課堂教學中角色與地位的改變，學生將逐步由教學的“邊緣”走向教學的“中心”，教學目標將隨著人的身份的變化而變化，那種預設的教學目標將會變成教學展開與發展的一種束縛和阻礙。

3.2教學內容的動態性與生成性

從復雜性科學的視角來看，生物教學活動具有動態生成性。教學的動態生成性是指在師生交往互動的教學活動中，教師以即時出現的有價值、有創見的問題和情境或觀點為契機，善于調整或改變預先的教學設計，挖掘學生的潛能，引發學生深入思考，充分展現學生的個性，從而達成或拓展教學目標，使教學獲得成功。學生在與環境（包括文本）的教學對話中主動建構教學內容，因而教學必定是一種師生共同參與生成新知的過程，是一種師生共同建構和創生意義的體驗性過程，是一個師生積極合作和對話交流不斷實現“視界融合”的過程。

這種動態生成的課程內容應具有探究性，應減少單一性、增加問題性，減少確定性、增加情境性，提供探究的空間與資源，以促進學生進行科學探究，進而培養學生的探究能力和創新精神。為了體現教學內容的生成性，高中生物新教材強調實驗，倡導在生物教學中開展探究性學習，為此，在高中生物新教材中，實驗內容占的課時數大大超過了傳統生物教材的課時數。實驗內容遍及各章節，實驗涉及的具體方法有生物技術、理化技術、觀察、測量、比較、計算等。

3.3教學過程的非線性和突現性

課堂教學是一個非線性系統，課堂教學中一個偶發事件或對教學目標的微小偏離，都會導致教學系統的巨大變化，這就是非線性系統所特有的初始條件敏感性。教學過程的非線性特征，要求教師在教學設計時要認真研究教學內容和學生的初始條件，精心設計教學過程的每一步驟、每一環節及過渡，及時、靈活地調整教學方案，保證教學總體目標的達成。

傳統教學認為教學過程是一種教師主導下的學生掌握知識的認知活動，它是按教師預先設計好的程序平穩地進行的活動。復雜性科學對教學過程提出了全新的變革，即復雜思維下教學過程不再是一種平穩過渡的形態，而成為一種不斷自我超越的過程，這就要求在教學過程中持有一種突現思維。在課堂教學過程中，由于教師、學生、課程及教學環境都是復雜的、不確定的系統，在其發展過程中都會有不同的突現點出現，教師應該根據課程和學生的特點，對這些突現點加以重視、發現、利用與設置，以保證教學的連貫性，并引導學生自己發現和創新。

總之，高中生物新教材的復雜性要求我們教師應該根據生物課程的知識和學科教學的特點，注重學生情感態度與審美價值觀的培養，從復雜的教學當中尋求突破口，以便更好地讓學生融入生物學習中去。