美國教材《生物·生命的動力》中“生物學(xué)與歷史”時間軸的特色及其啟示

許擎煒　彭勇

摘要 分析了美國教材《生物·生命的動力》中“生物學(xué)與歷史”時間軸的內(nèi)容，總結(jié)其特點，在此基礎(chǔ)上探討對生物教學(xué)的啟示。

關(guān)鍵詞 美國生物學(xué)教材 生物學(xué)與歷史 時間軸 教材特色

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

科學(xué)史有助于學(xué)生理解科學(xué)知識和方法，因此世界各國都十分關(guān)注基礎(chǔ)教育階段理科教學(xué)中科學(xué)史的教學(xué)。教材是科學(xué)教育的主要資源，影響教師“教什么”和“如何教”，并能為學(xué)生的“學(xué)”提供有益的幫助。所以，研究教材中的科學(xué)史內(nèi)容將有助于生物學(xué)科的教與學(xué)。

美國高中生物學(xué)主流教材《生物·生命的動力》（Biology·The Dynamics of Life）由麥格勞·希爾（McGraw·Hill）教育出版公司于2004年出版，該教材與其他理科教材形成“科學(xué)發(fā)現(xiàn)者”系列叢書，其顯著特色表現(xiàn)在“引導(dǎo)學(xué)生做一名科學(xué)發(fā)現(xiàn)者和探索者”。《生物·生命的動力》分為上中下三冊，內(nèi)容包括：什么是生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、微生物、植物、分子與細(xì)胞、遺傳學(xué)、生命的演化、無脊椎動物、脊椎動物、人體生理等10個單元。該教材在每一單元首頁就以“生物學(xué)與歷史”時間軸的形式呈現(xiàn)生物學(xué)歷史上與該單元內(nèi)容相關(guān)的重要科學(xué)史事件及該時間區(qū)段內(nèi)的重要?dú)v史事件。3冊教材總計10個時間軸。

1“生物學(xué)與歷史”時間軸的基本內(nèi)容

“生物學(xué)與歷史”時間軸（以下簡稱“時間軸”）中的歷史事件以時間為序排列，以軸線為界，軸線以上標(biāo)注了世界及美國的重大歷史事件，軸線以下則為與本單元內(nèi)容相關(guān)的具體生物學(xué)歷史事件。以第四單元為例，第四單元時間軸包含9項歷史事件，其中有6項生命科學(xué)發(fā)展的歷史事件，3項其他歷史事件（表1）。各單元時間軸的時間跨度有一定的區(qū)別，具體時間區(qū)段與各單元內(nèi)容密切相關(guān)。在第一單元“什么是生物學(xué)”中時間軸起點為公元前600，公元前以520時希臘哲學(xué)家提出宇宙由四大要素構(gòu)成作為開端，以科學(xué)家宣布“人類基因組計劃”草圖完成的2000年為最后一件歷史事件，時間跨度約為2600年；第二單元“生態(tài)學(xué)”則從公元前16000年“第四紀(jì)冰河期迎來了新紀(jì)元”開始，以2000年1億5千只麻雀在美國落戶”為最后一件歷史事件，時間跨度約為18000年。第四單元“植物”單元中時間軸起點為公元前9000～8001“小麥和大麥?zhǔn)亲钤绲募Z食作物”，最后一件歷史事件為1981年轉(zhuǎn)基因植物（煙草作物）首次批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗，時間跨度約為11000年。

2“生物學(xué)與歷史”時間軸特點

美國高中生物學(xué)主流教材《生物·生命的動力》中“生物學(xué)與歷史”欄目在每個單元首頁設(shè)置時間軸，以生命科學(xué)史和世界史、美國歷史相穿插，特色鮮明。

2.1搭建直觀的時間與歷史事件的二維構(gòu)架，助力學(xué)生對歷史的深刻認(rèn)識

歷史事件何時發(fā)生？有什么樣的歷史背景？這是學(xué)生理解科學(xué)發(fā)展的一大阻礙。時間軸以歷史發(fā)展的時間順序作為歷史事件排列的依據(jù)，將科學(xué)史與社會發(fā)展歷史緊密的結(jié)合起來，以美國通過權(quán)利法案（1791年）、聯(lián)合國召開第一次會議（1946年）等重要?dú)v史事件為參照物提供社會發(fā)展的環(huán)境及背景，幫助學(xué)生能搭建一定的歷史發(fā)展框架，使學(xué)生更容易理解科學(xué)發(fā)展的歷史背景。

2.2精選歷史事件形成的時間軸，凸顯生命科學(xué)某一方面發(fā)展歷史的相對完整性

時間軸依據(jù)時間順序，把一方面或多方面的時間串聯(lián)起來，形成相對完整的歷史發(fā)展記錄體系。例如第4單元“植物”單元包含什么是植物、植物的多樣性、植物的結(jié)構(gòu)與功能、植物的繁殖等4章內(nèi)容，“時間軸”精選與該教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的6項生命科學(xué)史事件、3項其他歷史事件按時間順序列于時間軸上（表1）。6項生命科學(xué)史事件中以“公元前9000～8001小麥和大麥?zhǔn)亲钤绲募Z食作物”這一事件作為起始事件，說明人類發(fā)展與植物的利用與研究息息相關(guān)，強(qiáng)調(diào)了植物的重要性。然后選擇“植物之父”西奧弗拉斯塔編著了《植物的歷史》一書、單子葉植物和雙子葉植物的分類、植物世代交替現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、1萬多年前遺留下來的冰凍羽扇豆種子萌發(fā)、首次批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入田間試驗等植物學(xué)發(fā)展的重大事件作為時間軸上的重要節(jié)點，凸顯植物學(xué)發(fā)展歷史的相對完整性。

2.3搭建科學(xué)與社會、文化、藝術(shù)的橋梁、強(qiáng)調(diào)科學(xué)是文化的內(nèi)在組成部分

在科學(xué)教學(xué)中，存在將科學(xué)理論孤立于社會、文化之外的想象，往往給學(xué)生帶來“科學(xué)是科學(xué)家獨(dú)立運(yùn)作的產(chǎn)物”。實際上，科學(xué)的發(fā)展雖然有其獨(dú)立的邏輯性，但也無可避免社會、文化、藝術(shù)對其的影響。教材中時間軸這一欄目精選了“1791年美國通過權(quán)利法案”“1761年6歲莫扎特譜寫了他第一首樂曲”等歷史事件，搭建了科學(xué)與社會、文化、藝術(shù)的橋梁。

2.4歷史事件選擇注重學(xué)生心理邏輯，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要材料之一。好的教材注重學(xué)生的心理邏輯，對學(xué)習(xí)者有較強(qiáng)的吸引力，能促使學(xué)生主動閱讀，積極思考。《生物·生命的動力》時間軸中選取“美國總統(tǒng)林肯發(fā)表《解放奴隸宣言》（1863年）”、“包裝的切片面包首次在美國出現(xiàn)（1930年）”，“甲殼蟲樂隊第一次再美國熒屏上露面（1964年）”等學(xué)生比較熟悉或與學(xué)生的生活緊密相關(guān)的事件，作為時間軸的重要參照歷史事件，拉近了歷史與學(xué)生的距離，建立具體的時間節(jié)點的構(gòu)架，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，更好地了解歷史事件發(fā)生時的社會文化背景。

2.5歷史事件的選擇注重開創(chuàng)性工作，倡導(dǎo)創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)和探索

時間軸中選擇的生命科學(xué)史中的事件大多為某一學(xué)科中科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新性的事件，如第十章人體生理部分展示了威廉·哈維首次準(zhǔn)確地描述學(xué)業(yè)循環(huán)（1628年），血壓測量儀首次發(fā)明（1847年）、科學(xué)家首次記錄了大腦的電信號數(shù)歷史事件（1875年）等6項歷史上的創(chuàng)新性的工作。其他歷史事件的選擇也凸顯創(chuàng)新性與探索性。如人體生理部分選擇了“1804年劉易斯和克拉克開始了他們在美國西北部的探險活動”作為一項歷史事件。此次探險活動是美國國內(nèi)首次橫越大陸西抵太平洋沿岸的往返考察活動，不僅獲取了美國西部地理和動植物的知識，在商業(yè)和外交方面也成績斐然。這些歷史事件的選擇都切合整套教材“引導(dǎo)學(xué)生做一名科學(xué)發(fā)現(xiàn)者和探索者”的思想。

3啟示

如何提升教學(xué)效果，提升學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)，把生物學(xué)教學(xué)變成一個在教師引導(dǎo)下學(xué)生主動建構(gòu)知識、發(fā)展能力、形成正確的情感、態(tài)度與價值觀的能量場？《生物·生命的動力》教材中時間軸的編寫做了一個很好的嘗試，值得借鑒。時間軸的編寫充分考慮學(xué)生的興趣、需要和經(jīng)驗背景等來組織歷史事件，符合學(xué)生的心理邏輯，有效吸引學(xué)生主動閱讀和思考，有利于提高教學(xué)的針對性和有效性。

生物科學(xué)不是孤立發(fā)展的，它必然與社會的發(fā)展有著千絲萬縷的聯(lián)系。教如何在生物學(xué)教學(xué)過程中，關(guān)注科學(xué)與人文的綜合？《生物·生命的動力》中的時間軸將科學(xué)與社會、文化、藝術(shù)結(jié)合起來，形成簡單的歷史發(fā)展的時間、事件二維構(gòu)架。學(xué)生通過閱讀，在教師引導(dǎo)下思考、體會。這種既給予了科學(xué)與人文相結(jié)合的綜合性的歷史線索，同時又提供一定的拓展空間的資源。若教師能好好利用，將對學(xué)生理性思維、科學(xué)探究以及參與社會事務(wù)責(zé)任感等生物科學(xué)素養(yǎng)的提升將大有裨益。