彰顯生物學的理科本性

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱“2011年版課程標準”）已于2012年1月正式頒布實施，基于2011年版課程標準而修訂的教材也于2012年9月從七年級開始使用。對于中學生物學教師而言，準確解讀這兩個文本是當務之急，領悟其精神實質、改善課堂教學是教學研究的重中之重。

一、準確解讀兩個文本，領悟其精神實質

1.2011年版課程標準的主要變化

歷經8年研究和修訂，作為我國生物學課程發展和走向成熟的重要標志，2011年版課程標準終于在年初頒布實施。對照實驗稿課程標準，我們不難發現本次修訂的基本特點：修訂后課程標準在課程理念、課程目標、課程內容及學生學習方式等重大方向、思路和架構等方面仍然保持穩定，沒有進行顛覆性的改變；增強了課程標準內容和圖文描述的科學性、準確性及可行性；強化了課程性質、教學建議和評價建議等內容；內容標準具體描述了適合7～9年級學生學習和理解的生物學重要概念。[1]2011年版課程標準的主要變化有3個方面：

（1）明確了課程性質。“生物科學有著與其他自然科學相同的性質。它不僅是一個結論豐富的知識體系，也包括了人類認識自然現象和規律的一些特有的思維方式和探究過程。”本次修訂進一步廓清了生物學課程性質，將有助于改變教師的教學觀念，改進課堂教學方法，彰顯生物學的理科本性，讓初中生物學真正成為一門“自然科學領域的學科課程”。因此生物學教師應領悟“其精要是展示生物科學的基本內容，反映自然科學的本質”，“既要讓學生獲得基礎的生物學知識，又要讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有觀點以及解決問題的思路和方法”，讓“學生主動地參與學習過程，在親歷提出問題，獲取信息、尋找證據、檢驗假設、發現規律等過程中習得生物學知識，養成理性思維的習慣，形成積極的科學態度，發展終身學習的能力”。

（2）凸顯了重要概念。2011年版課程標準在課程內容方面的最顯著變化是確立了50個重要概念，并且是以揭示內涵的方式表述這些重要概念。如“綠色植物能利用太陽能（光能），把二氧化碳和水合成貯存了能量的有機物，同時釋放氧氣”。而在具體內容部分仍然保留了教師們習慣的“行為動詞+術語”的表述方式，如“闡明綠色植物的光合作用”。這種繼承和發展的直接意義在于：進一步明晰教學重點，有助于減輕學生負擔；進一步明晰教學目標，防止教學中人為拔高或降低教學要求；進一步改善初中生物學的概念教學，為學生自主建構重要概念騰留較為充裕的時空；進一步明晰教學評價標準，有助于實施基于標準的教學評價。

（3）強調了探究教學。2011年版課程標準再次強調“引導并組織學生進行探究性學習”，并明確指出：“生物學教學不僅是教師講解和演示的過程，也是師生交流、共同發展的互動過程。教師應該提供更多的機會讓學生親自參與和實踐。這種有目的、有步驟的學生自主學習活動主要包括對生物及其相關事物進行觀察、描述、提出問題、從各種信息渠道查找信息、提出假設、驗證假設、思維判斷、作出解釋，并能與他人合作和交流等。”

2.基于2011年版課程標準的教材修訂

誠然，教材不是圣經，但是對于中學師生來說，教材是教與學中最重要的文本材料，對于教與學的影響是其他任何材料無法超越的，因此以一種理性的態度解讀教材、用好教材是目前教學的首要任務。下面就以江蘇省主流的蘇科版教材修訂為例，簡要說明其主要變化。

（1）優化教材結構體系，強化教材特色

教材以“生物與環境的密切關系”為核心構建教材體系，打破了國內過去按照生物學分支學科構建教材體系的傳統做法，從“人—生物—環境”的視角鮮明地突出了生物與環境相互影響、相互制約的密切關系。教材結構體系方面的優化主要體現在：增寫第1單元第1章“生物學——研究生命的科學”，在教材開篇初步介紹觀察、實驗、科學探究與生命科學研究和生物學學習的關系，既為后面的學習奠定基礎，又突出了科學探究這條主線；將原教材的第5章“綠色植物是有機物的生產者”調到第3章“人體的物質和能量來源于食物”之前，將原教材第10章“水中的生物”調到第9章“地面上的生物”之前，既強化了學科知識的邏輯順序，又較好地適應了實驗取材的季節性；在“水中的生物”一章中增寫“扁形動物”，在“土壤里的生物”一章中增寫“線形動物”，具體內容主要放在信息庫中；刪除了原教材第9章第3節“地面上豐富的生物資源”，將原教材第1章第5節“科學探究的方法”修訂后調整為修訂版教材新增第1章第2節，將原教材第13章第4節“我國特有的珍稀生物”納入修訂后的第27章“保護生物多樣性”中；增設“重要概念”、“主要活動”、“探究技能”等欄目，進一步明確重要概念及其相應的探究活動，以呼應2011年版課程標準的修訂。

（2）增設“探究技能”專欄，強化探究性學習

原教材在內容呈現上以“問題情境→引導探究→問題解決→建構知識”為序，探究活動、自主討論貫穿于各章節，成為與知識主線并列的另一條能力主線（見下圖）。為了強化探究性學習，切實提高學生的探究能力，凸顯教材的“知識—能力”雙主線特色，本次修訂增設了“探究技能”專欄，按照兩個年級四冊教材整體構思進行了系統設計，從而實現學生探究技能由淺入深地螺旋式提升。

（3）重點修訂“本章學到了什么”欄目，強化三維目標檢測

原教材因為有配套的練習冊，故“本章學到了什么”欄目中題型相對比較單一，主要考查和檢測基礎知識。根據教育部調查反饋意見和教材編寫組專項調查反饋信息，本次修訂將“本章學到了什么”欄目作為重點之一。其修訂的基本思路是：采用國外先進的圖形組織者（Graphic organizer）的形式，加強概念圖學習工具的使用，引導學生填寫概念圖，從而對本章重要概念進行歸結；對知識與能力、過程與方法、情感態度與價值觀進行全方位地關注，加強單元教學目標達成度的自我檢測和診斷，為教學反饋與提升提供可靠依據；“本章學到了什么”包括基礎訓練和能力提升兩個層次的題目，所研制的題目少而精，典型性與創新性相結合，具有一定的選擇性和層次性。

二、針對教學現實問題，彰顯理科本性

形式教育論與實質教育論之爭早已成為歷史，但是兩者的本質——知識與能力的關系也許是一個永恒的教育話題，因為它們以各種各樣的形式、若隱若現地表現在教育理論與實踐之中。培根曾說，知識就是力量；現在更多的人認為，知識必須轉化為能力和技術，才能產生力量。環視周遭生物學教學的現實，我們難免為一些現象而憂心忡忡：課堂中充斥著大量的記憶，教學以記住事實、概念為主要目標；不少校長、家長甚或部分生物學教師都認為生物學科是文科，或介于文理之間，是記憶性學科；一些學校的課程表中出現了生物學科的早讀課；網絡中被熱炒的《生物學科經典語句》成為學生曲不離口、本不離手的速記手冊，就好比學生手中的英語單詞本；背誦和默寫成為一種教學與評價手段進入生物課堂，同時還是家長關心、檢查和督促孩子學習的殺手锏；高考、中考中生物學科的高分一度被記憶能手斬獲，高分低能至今還被人們掛在嘴邊……如此看來，生物學科教學中知識與能力的協調發展確實具有重要的現實意義，尤其在知識被過于強化的今天，注重能力培養、呼喚能力回歸需要有清醒的認識和切實的行動，而不是僅僅在口頭上屢屢重申“注重能力”、“能力立意”。生物學科是理科，理科的本質特征在于理性思維和科學探究，因此課堂中如果一無理性思維的流淌，二無探究活動的開展，那么生物學就已經被驅逐出理科世界。鑒于此，踐行2011年版課程標準，其核心使命在于彰顯生物學的理科本性。生物學課程是理科課程，理科課程要講理、求理，讓生物課堂流淌思維理性，讓學生在探究活動中變得心靈手巧。

1.在概念學習中發展思維

概念是人們對事物本質認識的結果，生物學概念是生物學課程內容的基本組成，它處于學科的中心位置，因此概念教學是教學及其研究的重要領域?，F在課堂教學中過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現象仍然比較嚴重，這是不爭的事實和嚴峻的現實。概念教學的最終目的肯定不是讓學生記住生物學事實和概念定義，而是幫助學生通過對事實的抽象和概括，自主建構生物學概念，并以此解決新情境下的相關問題。用哲學觀念來分析，概念是思維的基本單位。概念教學的重要原則是，無論是建構概念還是應用概念都需要充分調動學生的思維。概念的獲取需要從學生收集和處理信息出發，教師提供各種各樣代表性的事實只是為概念形成提供支撐，概念的獲取應該是學生的一種主動獲取。

現在以蘇科版教材第3章“人體的物質和能量來源于食物”教學為例，簡要探討一下概念教學中發展學生思維的方法與策略。本章共有4節內容，依次是：“飲食與營養”、“營養物質的作用”、“合理的膳食”、“人體對食物的消化吸收”，教學的宗旨并不在于告知營養物質的概念、類型和作用，合理膳食的原則與方法，消化吸收的過程和機理等等。這種結論式的告知實質上是一種外加的強力灌輸，使學生的學習成為一種被動式的學習。這種教學方法不但沒有幫助學生自主建構知識、揭示本質，而且沒有改善學生的思維品質，因為沒有觀察與分析、理解與遷移，學生的思維是停滯的。因此，教學應該遵循學生的認知規律，按照學生可接受的方式進行設計：第1節內容的學習以驗證性實驗獲得感性認識，從而知道食物的主要成分；第2節內容的學習方式以探究性活動為主，從中得出關于不同食物的熱價不同的結論；第3節和第4節內容的學習則以前面學習過程中的直觀感知和活動探究為基礎，對人體合理膳食和消化吸收等問題進行理性分析（見下頁圖）。[2]

在概念教學中激發學生思考的關鍵在于問題，因為思維往往是在問題的引導下起步的，然后在過程中歷經“艱難險阻”、跨過“千山萬水”，到達成功的彼岸，其中分析問題與解決問題這一過程的價值是不言而喻的。而要達成這樣的教學目標，首先需要創設富有啟發意義的問題情境。下面是幾道美國中學生物學奧林匹克競賽（簡稱USABO）試題，可能會給我們帶來一些啟示：①你的父母在你8歲、高4英尺時，為你建一樹屋。樹屋放在離地5英尺的枝條上，樹高20英尺?，F在你已經17歲、高6英尺了，而樹高已達50英尺。問樹屋現在離地多高？②假設你找到一塊木頭化石，拿給考古學家鑒定，他認為是棕櫚化石，其依據是什么？③小魚在捕食時，都會像球一樣迅速集合，這樣做是為了什么？④一位農民養了三頭公牛，一天他的一頭母牛進入發情期而闖入公牛牧場。結果，這一冒險舉動生了一頭小牛，這頭小牛的父親是誰（附DNA指紋圖）？這些問題情境鮮活而生動，可以激發學習的興趣和探究的欲望。接下來的關鍵則是如何引導學生透視問題的內在本質，這需要教師進行層次性引導，構建思維階梯，實現有序過渡；讓學生充分思考，進行深度交流與互動。

2.在科學探究中創新思維

科學探究是我國理科課程標準的共同理念之一，它不僅是學生“做科學的過程”，也包括學生對科學本質的理解和創新思維的發展?！按竽懠僭O，小心求證”應成為學生學習和思維的習慣，而培養這種習慣必不可少的前提是為學生創設一個平等自由、寬松和諧的學習環境。目前課堂教學中許多探究性活動標準化、格式化現象嚴重，這樣的“科學探究”顯然不能激活學生的思維，不過是一種封閉的、固定的程序，教學目標始終鎖定的是“模仿”，沒有發現和創造，培養出來的最多是一個實驗的“熟練工”。因此，科學探究需要突顯自主性、探究性，如改驗證性實驗為探究性實驗，改“標準化”實驗步驟為自行設計實驗方法等。例如，關于“探究螞蟻的覓食行為”的實驗教學，我們的教學體會和建議是[3]：

（1）讓學生自主選擇課題。關于探究性學習的課題，不能囿于教材內容，不能只局限于食物顏色和氣味與覓食行為的相關性，除此以外，食物的形態、大小、位置等都可以列入探究范圍。提出問題是科學研究中至關重要的環節，創造始于問題，因此讓學生充分想象就是培養創造性思維的開始。讓學生自由提出問題、自主選擇課題是科學探究的基本原則。但是，我們在教學中常常重視解決問題，而忽視提出問題。

（2）讓學生集體討論方案。通過學生制訂的實驗方案，我們可以欣賞到學生豐富的個性和創造性，當然其中肯定也存在謬誤和欠缺。這些謬誤和欠缺是寶貴的教學資源，讓學生集體討論，可以在相互啟發中自我糾正、自主建構。因為討論是一種主動學習的方式，更是一種主動學習的過程。在小組討論的過程中，教師可以抓住關鍵、妥善誘導，特別要關注探究課題的價值、單因子變量的設計和實驗結果的分析等主要環節。如，食物的選擇問題，每個小組提出的食物種類不盡相同：有的用紅色糖果與黃色糖果，有的用方形糖果與球形糖果，有的用白糖與紅糖，還有的用白芝麻與黑芝麻，有的甚至用白糖與黑芝麻等。其中用白糖與黑芝麻作為食物的實驗方案，雖然存在科學性錯誤，但是極具教學價值，教師可以以此為案例，引導學生從實驗可比性、實驗結果與分析結論等方面加以分析，明確其中存在的問題，而不一定只是追求形成規范的術語表達。再如，學生們還可能為實驗地點而爭論不休，有的主張在實驗室中進行，有的則極力主張在自然條件下進行。教師可以從實驗科學性、可靠性等方面引導學生自我分析，也可以站在螞蟻的本能立場上啟發學生：“螞蟻被捉回實驗室，它們最迫切的欲望是什么？它們最急于要做的事是什么？”

（3）讓學生交流分享成果。應重視總結交流研究成果，因為總結交流不僅僅是一種回顧和借鑒，還是一種合作與分享，更是一種評價與激勵。

參考文獻：

[1]劉恩山.在教學中實現主動探究學習與凸顯重要概念傳遞的對接[J].生物學通報，2012（3）.

[2]趙敏慧.“營養物質的作用”的教學建議[J].中學生物教學，2011（12）.

[3]趙敏慧.“動物的行為”的教學建議[J].中學生物教學，2012（4）.

（吳舉宏，江蘇省中小學教學研究室，首批教授級中學高級教師，江蘇省特級教師，210013）