高中生物學教學到底要教什么

許東升

(江蘇省南京師范大學附屬中學 210003)

高中生物教學的基本問題有兩個：教什么和怎么教。前者關乎教學內容；后者關乎教學手段和方式。教學內容決定著教學方式，教學形式服務教學內容。高中生物學教學最為關注的應該是教什么，大多數教師通常認為教學就是將教材中顯性的知識傳授給學生，而真正的教學不只是知識的傳授，更應注重學科背后隱性的知識的教學，例如生物學科思想、實驗研究的方法和過程、科學探究的精神，學科的美育、生命觀念、社會責任等，因為這些是高中生物學教學的精髓。

1 教學科思想

生物學知識的教學只是信息的傳遞，而生物學科思想的教學才能使學生形成觀點和技能。高中生物學教學的根本目的應是讓學生掌握具有普遍意義和廣泛遷移價值的規律性的知識，即生物學科的思想。

生物學科的思想是指人們通過對生物學知識深入的研究和認識而抽象出來的對生命本質的認識。它是高中生物學知識的靈魂，是教材顯性知識的升華與結晶，它支配著教學實踐活動。在平時生物學教學中，將學科思想浸入學生的思想中，達到潤物細無聲的效果。生物學科思想較多，例如生物體的結構和功能相適應的思想；對生命世界應朝微觀和宏觀兩個方向進行認識的思想；生命世界中無論是細胞、個體還是生態系統都是一個動態平衡的體系的思想；生物是在不斷進化的思想；研究生命活動現象和規律的方法通常是從特殊到一般，再從一般到特殊的思想；開展實驗研究應是先觀察后實驗、再實驗驗證的思想；生命體代謝中的矛盾的對立與統一的辯證唯物主義思想；人類開發自然資源應遵循可持續發展的思想等。

高中生物學教材蘊涵著豐富的生物學科思想，這些思想潛藏在教材的字里行間，需要教師進行深入分析、提煉才能顯露出來。此類傳授會提升教學效果，同時也會影響學生的學習方式和思維方式。

2 教實驗方法

生物學科是一門以實驗為基礎的自然學科，大量的學科知識是通過實驗獲得的?？茖W的實驗探究是對生命世界認識的最有效的方法。實驗教學也是《普通高中生物課程標準》要求完成的重要內容。高中生物學教學規定考查的實驗內容雖多達20個，但實驗的方法和思想卻有著相似性。

生物學科中的實驗有驗證類、調查類、探究性實驗等，其中探究類實驗是研究和發現生物學規律的重要方法。在探究類實驗教學中重要的是教會學生設計探究實驗的具體方法和步驟。實驗步驟通常列為四步：①對實驗對象進行均等分組并標號；②用實驗變量對各組實驗對象進行處理，處理后置于適宜且相同的環境中培養、反應或生長等；③對實驗對象進行觀察、測量、統計等獲得實驗數據；④對實驗數據進行分析處理、交流等并得出相關結論。探究性實驗的設計應遵循五個原則：對照的原則、等量的原則、單一變量的原則、平行重復的原則、科學性原則等。同時要學生明確每個原則的目的和意義，這是科學探究實驗教學的核心和靈魂。

選擇科學的實驗方法是實驗成功的基礎。生物學發展史上，科學家所采用的大量的科學實驗方法是值得學習的。最初人們所用的觀察法、解剖法，是對生物的形態、結構進行的認識。隨著物理學、化學等科學技術手段的不斷改進，人們對生命的研究進入微觀的分子水平，從而開啟了對生命的微觀的生理學的研究的大門。例如，利用放射性同位素標記法研究發現DNA分子是遺傳物質、DNA分子的半保留式復制、光合作用過程中氧的來源和碳的轉移途徑等；利用核磁共振、X衍射線晶體射法研究觀察蛋白質和DNA的三維空間結構，為DNA分子的雙螺結構的揭密及蛋白質工程的發展提供直接的證據；隨著化學科研技術水平的提高，用分光度來估計蛋白質分子大小，用電泳技術分離蛋白質、DNA等生物大分子等；PCR儀的發明使DNA分子在體外進行擴增成為了可能，很大程度上推動了基因工程的發展等。孟德爾和摩爾根等都用假說演繹法發現了遺傳學中的三大遺傳定律，薩頓用類比法發現了基因和染色體之間的關系；生物學家還通過數學建模的方式研究種群數量變化的規律，用物理建模的方式研究發現細胞膜的流動鑲嵌模型、DNA分子雙螺旋結構等。學習科學家在實驗前選擇科學的實驗方法是實驗中非常重要的一環。

3 教探究精神

生物學家在探索發現生命活動的規律時所經歷的曲折的、復雜的思維過程，對數據分析、歸納整理、實驗結論的總結，甚至推翻實驗結論重新開展研究，重復實驗不斷完善科學的結論等都是值得學生學習的經典素材。每個科學結論的背后都飽含著許多甚至幾代科學家所經歷的艱辛的科研歷程。這些在教材中往往沒有用較多的篇幅進行介紹，但這恰恰又是生物學課堂應特別關注的，而且教師需要通過精心設計，將教材中這些簡潔的語句激活，使學生在學習生物學知識的同時，深刻領會科學家勇于探索、思維不斷攀升的過程。

在科學實驗過程中科學的實驗思想比實驗方法更為重要，實驗思想引領著實驗研究的方向與進展。例如在發現DNA分子是遺傳物質的過程中，格里菲思通過實驗提出了“S型細菌中可能存在著某種轉化因子”，但由于當時實驗思想的局限性和方法落后而沒有得到深入研究。不過，格里菲思雖然沒有得到科學的結論，但他提出的問題是非常有價值的。16年后，美國微生物學家艾弗里在前人研究的基礎上，繼續努力，采用將S型菌的各種成分彼此分開單獨研究它們的遺傳作用的思想方法，找到了DNA是S型細菌中的轉化因子。這種思想方法決定了艾弗里對科學的研究邁上了新高度。但艾弗里卻限于當時的實驗技術水平，不能將DNA與蛋白質100%完全分離開，而使實驗結論的說服力不足。14年后，蔡斯和赫爾希通過不懈努力，找到了更合適的材料——噬菌體，采用了放射性同位素標記法科學而嚴謹地證明了DNA是遺傳物質。在探索DNA分子是遺傳物質的歷史長河中，三個團隊的研究依次是經歷了對結論的猜想—實驗探究得出初步結論—繼續完善實驗—科學結論等階段。生命科學的研究歷史中，這樣的例子還很多。如生長素的發現、胰島素的發現、DNA分子的雙螺旋結構模型的構建、DNA分子半保留式復制、遺傳密碼子的破譯、細胞膜的流動鑲嵌模型的構建、光合作用的生理過程的研究與發現等?？茖W家在攀登生命科學高峰的實踐中，處處都富含著科學探究的精神，其中的心路歷程是值得學生認真學習和借鑒的。

4 教學科美育

美育是素質教育的重要組成部分，也是高中生物學教學不可缺少的元素之一。生物界豐富多彩，生生不息，是美的源泉，是對學生進行美育教育的有效素材。生物學教師要積極挖掘生物學中的美，把審美教育滲透到具體的教學中去，讓學生在學習生命科學知識的同時，美感得到升華，愛生命，愛世界。生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學，無論是生命體本身，還是生命活動過程處處都有美。生物學中美的種類很多，有宏觀之美、微觀之美、進化之美、和諧之美、平衡之美等。

大自然是最好的科學家和藝術家，植物在漫長的的進化過程中，始終遵循著力學和生物學最優法則，其中蘊含著比人類現今所能理解和認識的更深層次的美學內容。例如，植物界中花朵的結構美、對稱美、周期美、勻稱美、均衡美等；動物界中的保護色、警戒色、擬態，鳥類的流線體形和魚類的梭形等都是自然界造化美的具體表現；微觀世界中，新陳代謝過程中酶的催化始終遵循著正確、經濟、高效、專一性的原則，其生物體內新陳代謝的規律為現代管理學提供了最好的模式；最典型的微觀之美當屬DNA分子雙螺旋結構模型,“像兩條相互纏繞的美麗飄帶”,輕盈歡快，飄逸動感，蘊含著“波浪式前進和螺旋式上升“的積極思想，其結構極大地豐富了建筑學家的想象力。DNA分子更重要的作用是遺傳的物質基礎，生物之間的差異根本原因是DNA分子的差異，每個個體都力求把自己的DNA準確無誤地傳給后代。因此，在進化的長河中，DNA的復制具有一套避免出錯的機制，它包括RNA引物、錯誤修復、保證自身的穩定之美等。

生物進化史中的“生物重演律”揭示了生物在個體發育中重現其祖先的主要進化階段，或者說個體發育史是系統發育史的簡單而迅速的重演，這一規律充分體現了作為部分的個體與作為整體的系統之間的和諧一致之美，通過對個體發育的觀察與研究揭示了生物進化的歷程，表明生物的進化是一個不斷完美的過程。

5 教學科結構

教學需要教學生既要把書讀厚，又要把書讀薄。帶領學生把書讀厚就是需要教師以教材為藍本去教，常以教材中核心概念為關鍵詞，通過互聯網查閱相關資料，拓寬學生知識面；通過討論，啟發學生深入研究與思考，讓學生對知識向縱深方向發展，把基本概念、原理及知識點想明白。同時教會學生自己查閱資料，掌握學習的方法，這是教育本質所在，這樣書自然就越讀越厚。讀薄，就是要求抓住教材中的主線和知識結構的脈絡，抓住各章節內容之間內在的邏輯關系，形成對教材的局部掌握與整體認識，使學習的知識條理化、系統化，明確各章節之間嚴謹的邏輯關系，使學生對所學的知識既見樹木又見森林。高中生物學教材的三個必修模塊介紹的知識有著清晰的知識體系，它從分子→細胞→個體→種群→群落→生態系統，由微觀到宏觀在不同的層次對生物界進行了闡述。這是隱藏于教材中的一根暗線，是學生必須清楚的。當學生掌握了這條暗線，自然會架構高中生物學知識的框架，從而對所學知識一目了然。由于生物的結構決定了功能，所以無論介紹細胞、器官、系統還是生態系統都是從結構入手，然后介紹功能；介紹生理功能時依次是生理過程、影響因素及應用。

可見，只有找到知識之間的聯系及共性，對學科知識體系通曉義理、融會貫通，才能在教學時達到觸類旁通、左右逢源的效果。