中學生物學課程在發展學生核心素養中的教育價值

譚永平

(人民教育出版社生物室 北京 100081)

我國正在深化高中課程改革，發展學生的核心素養被置于這一改革的基礎地位。高中生物學課程改革的深入進行也將以促進學生核心素養發展為目標。核心素養與學科課程的關系，是近一段時期內的研究熱點。梳理中學生物學課程在發展學生的核心素養方面的價值和基本任務是需要予以重視的基礎問題。

1 中學生物學課程的核心教育價值

中學生的核心素養是學生應具有的最關鍵、最必要的共同素養，是知識、能力和態度等的綜合表現。中學生物學課程在學生核心素養發展方面的基本價值，是讓學生形成基本的生命觀和生物學基本觀點，提升科學素養。既要讓學生建立生物學核心概念，以達成對生命的理解，又要讓學生參與科學探索的實踐，體驗生物學知識的形成過程、感悟生物學思想、方法，建立對生物學的理解。在此基礎上，引導學生進一步理解自然，形成科學態度養成科學精神，為學生未來在個人生活與社會參與時奠定素養基礎。

學習生物學課程，達成對生命的理解和對生物學的理解是首要的目標。在理解生命和理解生物學的基礎上，學生一方面可以更好地理解自然界；另一方面可以更好地理解科學的本質，養成科學態度與精神，并將這些理解應用于未來的生活中、未來的社會角色里。

2 形成生物學核心概念是理解生命的基礎

理解生命包括理解生命是什么、生命活動怎么運轉、生命為什么會這樣三個問題。提出這一觀點的理由，一是借鑒國內和國際上正在使用的大學普通生物學教材。考察可知，其基本內容包括生命的物質基礎，細胞，植物與動物的結構、功能、生殖、發育，物質、能量代謝，調控，遺傳與變異，進化，生物多樣性，生態學等。二是參考生物學哲學對生物學知識的提煉。邁爾認為，生物學的基本任務是研究生命系統的結構、功能，生命的過去、現在和未來[1]。美國國家科學院研究理事會提出，21世紀生物學依賴于從各個學科整合而來的知識，以促進對生命系統的理解[2]。由此總結：生物學基本知識的核心指向是理解生命，理解生命就可以回答上述三個基本問題。其中每個問題又包括多個層次的問題。回答這些問題所構成的基本內容是一個概念體系，其中核心概念是這個體系的框架。哪些概念才是核心？可以從以下主要發達國家和國際組織關于生物學核心概念的敘述得到啟發(表1)[3]。

表1 英國、美國、PISA 2015文件中的生物學核心概念

在借鑒的同時，還需梳理目前我國中學生物學課程的核心內容：初中階段側重在生物多樣性及其分類，以及細胞、遺傳、進化、生態系統等概念的初步理解；高中階段則對細胞、遺傳、進化、生態等概念進一步深入探討，從分子水平探討生命活動的機制，運用數學方法探討種群、群落、生態系統的本質特征等。從中學生物學課程所涵蓋的核心概念范圍(表2)可以發現，學生學習相關概念，為理解生命奠定了基礎。

表2 中學生物學課程涵蓋的核心概念

3 體驗知識的形成過程，感悟生物學思想是理解生物學的途徑

學習生物學核心概念，需要以生物學事實、現象為支撐，需要以理性思維方法為途徑。學生可以通過實驗、探究等獲得生物學事實、現象的直接經驗，也可以從教材、教師描述的客觀事實、科學史經典案例而得到信息。學生根據這些素材，經過比較、歸納等方式建立概念，通過演繹、類比等方式深化概念的理解。特別是結合概念的建構安排合理的實驗、探究等科學實踐活動，可以讓學生親自探究、實踐，從而在獲取事實證據、進行批判性思維的過程中，既獲得科學方法的訓練，理解并參與科學探索實踐，又可以理解生物學知識是怎么形成的。

概念只有放在概念的網絡中才能真正發揮它的解釋力。將生物學核心概念進行有機整合需要生物學思想。其中最核心的思想是進化思想和生態學思想，它們是溝通核心概念的橋梁，也是生物學的靈魂。進化思想“為人們理解生命的歷史、各種生物之間的關系，以及生命依賴于物理環境提供了統一的準則，生物進化的概念提供了將大部分生物學知識構建成一個整體的框架”。甚至有人說，生命就是自然選擇作用下的物理、化學現象[4]。滲透進化思想的課程，不僅介紹進化理論，還注意以進化思想貫穿各概念，發揮“進化”在解釋生命現象“終極原因”時的解釋力。生態學從整體性角度，研究不同層次和等級生命系統與環境的相互作用[5]；研究方法上以整體性為核心，從整體上思考、突出生態綜合、重視非線性復雜現象為基本特征[6]。生物學課程中滲透生態學思想，落實在讓學生認識生命系統的層次性、整體性，嘗試系統分析局部與整體、生命與環境的關系，關注從細胞、個體到生態系統等各層次生命系統物質、能量變化和信息的傳遞；在理解生命的繁衍、進化時，將生物放到與其他個體、群體以及環境的關系中去理解；學習遺傳現象與規律時，理解遺傳不但是個體的，更是群體的。領悟進化思想和生態學思想，需要以理解細胞到個體生命活動進行的機制、進化機制、生態系統運轉機制為基礎。

總之，建立理解生命概念過程中，學生通過體驗知識的形成過程提高科學探究能力，通過概念網絡化的過程中領悟生物學思想，并由此達成對生物學的理解。

4 掌握通用概念是進一步理解自然的橋梁

理解生命、理解生物學是中學生物學課程的目的，但不是唯一目的，更不是學習的終點。生物學屬于自然科學，對生命世界的認識，屬于對自然界認識的一部分。理解生命世界和生物學，對于學生理解自然界，達成對自然科學的整體理解也非常有必要。學習生物學課程時達成對自然和對科學的理解，需要借助一定的媒介來實現。科學通用概念就是一種媒介。科學通用概念是搭建物質科學、生命科學、地球與空間科學等學科之間的橋梁[7]。

美國《K-12科學教育框架》提出的跨學科的通用概念包括：模式；原因與結果：機制與解釋；尺度、比例和數量；系統與系統模型；能量與物質：流動、循環和守恒；結構與功能；穩定性與變化。

英國科學學習項目提出的大概念是：概念模型和理論；結果與原因；變化與相互作用；科學研究過程；量化分析等[8]。將生物學概念與科學通用概念建立聯系，對于學生理解科學、理解自然具有重要的意義(表3)。

表3 生物學概念與科學通用概念之間的關系

5 滲透科學的思想方法，養成科學態度與科學精神

生物學作為自然科學，研究的是自然界里復雜的生命系統，因此，生物學能夠很好地反映自然科學的思想方法，反映自然科學的本質。在生物學課程中，應重視科學思想與方法的滲透。在科學實驗、探究活動中，引導學生理解證據的作用，強調運用證據和邏輯去質疑、辯論；在科學史教學中，引導學生體驗科學的基本方法和科學的思維過程，理解科學知識的開放性；在闡述理論、觀點、規律時，提供事實證據，呈現由事實到觀點、規律、理論的邏輯過程。從培育科學精神的角度來看，中學生物學課程要特別關注科學精神的六大要素：“客觀的依據, 理性的懷疑, 多元的思考, 平權的爭論, 實踐的檢驗, 寬容的激勵” ，重視引導學生建立尊重實證、尋求論證邏輯的嚴謹以及發展理性的懷疑精神，形成多元思考、平等討論的意識和寬容的品質。

6 以課程學習為載體，促進學生終身發展

生物學研究的對象，包括人自身以及人類賴以生存的環境，它從分子水平、細胞水平、個體水平、生態系統水平揭示了生命活動規律，對于人類的生存、健康、發展，都是必不可少的。因此，通過生物學課程學習，學生能獲得未來社會公民所不可或缺的素養，為學生的終身發展提供更豐富的“營養”，為學生未來在個人生活與社會參與奠定素養基礎。在生物學課程教學中要讓學生既學習知識又經歷知而識之的過程，并在知而識之的過程中學會認知和合作共處；將內化的知識、能力與態度遷移運用于個人與社會的生存與發展；將生態學思想遷移于生活中的平等合作、和諧共處；將系統論思想、進化思想遷移于對開放交流、發展、變化的深刻認同等，以促進學生的終身發展。