學科的靈魂

陳堯

2014年3月，“核心素養”的概念第一次出現在《教育部全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中。核心素養的理念開始被探索與挖掘，它指導著課程改革，成為制定課程標準和學科質量標準的重要依據。2016年9月，中國學生發展核心素養總體框架正式公布。生命科學是我國中小學教育的重要組成，也是培養核心素養必不可少的通識教育。本次高中課程標準修訂后，高中生命科學的學科核心素養包括以下四個方面：生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任。學科核心素養更加關注學生的品格、思維、能力、社會責任感、社會公共參與等有關人本身的發展。

學科核心素養是核心素養在某一門學科的專業化表現，是知識與能力、過程與方法、情感、態度與價值觀三維目標的重新整合與提升，是學生在學習了某一門學科之后，所形成的收獲與成就，是學生在解決問題時所表現出來的品格和能力，也是學科教育育人價值的具體體現。通過學科教育，學生不僅僅了解并掌握某一學科的研究對象、研究內容和研究范疇，而且可以從最外層的對象、內容和范疇，逐漸掌握某一學科基本學習方法和學科思想，最終領悟其學科價值。隨著核心素養理念的提出，學科核心素養的確立，學科教育教學方法、模式和理念必然會有新的改變。

1基于學科核心素養的學科知識

傳統的課堂教學往往被考試綁架，教學成為傳授現成知識的過程，教師一言堂地教知識，學生被動地接受知識，缺乏思考、推理和質疑的過程，知識似乎是從天而降的產物。事實上知識的獲得不是靈光乍現，知識來自于生活實踐，是人類智慧的結晶，生活和自然界的復雜性與科學的邏輯性之間是緊密相關的，任何一個知識的獲得都需要人類通過長期的實踐、探索才能獲得，而這些成果也最終會被不斷地質疑、推翻和更新。在傳統的課堂教學中，學生很少能感受到這種過程，體驗到學科思維的力量。學科知識被分解成若干個知識點，教師在教學過程中過分地強調考點，強調細節，強調被“肢解”的知識，課堂也被分割為一個知識點一個知識點。這不僅造成學生在課堂上，被動痛苦地接受信息量巨大枯燥的知識點，同時使學生無法形成系統的知識網絡。學生對于學科本質，對于隱藏在學科知識背后的學科方法、學科思想、學科價值也所獲甚少。

以滬教版高中生命科學第四章第二節光合作用為例，對于本節教材中的第一塊內容光合作用的研究歷史，通常教師在進行教學的時候，不是讓學生自己閱讀，簡單帶過，就是以講歷史故事的形式進行教學，直截了當地告訴學生什么年代有了什么新發現。在沒有學習光合作用之前，教師先讓學生來說一說“關于植物生長所需的物質從何而來”這個問題的了解和認識，……可以是學生已知的結論也可以是未知的疑惑，可以是學生已做過的有關光合作用的實驗，也可以是學生自行設計的實驗猜想。事實上光合作用的研究經歷了漫長的探索過程，從1642年比利時科學家海爾蒙特的盆栽柳樹實驗到21世紀光合作用的生物工程技術開發。教師引導學生一起重走光合作用的研究歷程，分析每個實驗設計的意圖、實驗設計的合理性和實驗結論的局限性，鍛煉學生理性思維的嚴謹性、發散性，在進行學科知識教學的同時滲透學科思維和學科方法，從而讓學生真切地感受到科學的進步是一個永無止盡的過程；感受到真理是在推翻了一個又一個前人的結論上獲得的；感受到生命科學的進步也需要物理、化學、數學、信息技術和工程學等跨學科支持的理念。

2基于學科核心素養的學科活動

杜威曾說：“教師考慮的不限于教材本身，而是把教材作為在全部的和生長的經驗中相關的因素來考慮的，這就是使教材心理化。”如何讓教材心理化，讓知識不再是高高在上的抽象的文字或符號，這就要求教師在進行學科知識教學的過程中，把某一學科的知識緊密聯系學生自身、聯系生活、聯系社會，并與其他學科進行融合。比如在高中生物學科知識中有很多與學生自身生活和社會緊密相關的內容，如檢測食物中糖類、脂肪和蛋白質的含量、光合作用和呼吸作用、內分泌疾病、轉基因食品等在進行課堂教學時，教師可以從生活中選擇一些學生感興趣的話題來激發學生學習生命科學的興趣，比如“有人吃牛油果來減肥，牛油果屬于低脂水果嗎”來導入有機物鑒定的學習，用“轉基因大豆”導入轉基因技術安全性的探索，用克隆羊多莉導入克隆技術引發的社會倫理道德問題的討論……教師用這些生活中鮮活的例子來引領教學，學生會感悟到課本上的知識不是死的，不是高不可攀的，會更快地更親近融入到教學活動中來。

實驗教學是生物學教學的基礎，不僅能鍛煉學生的生物學基本技能，而且將學生所學理論與實驗相結合，幫助學生更好地理解生物學的基本原理和基本方法。實驗教學是生物學教學必不可少而且非常重要的教學活動。

在教學時，教師往往因為課時的限制、器材的不足、考試的導向等原因，放棄了實驗教學，不做或很少做實驗。據統計在滬教版高中生物教材中共有16個必做實驗、9個選做實驗、4個課題研究，必做實驗需要在課內完成，選做實驗和小課題可以在學生興趣小組或課余時間完成。在拓展教材的課題研究中，以“用選擇培養基分離土壤中的自生固氮菌”為例，課題的研究可以由學生主導、教師輔助的形式來完成。學生可以自由選擇自己想要研究的方向，土壤取樣對自生固氮菌分離的影響、土壤樣品的稀釋程度對自生固氮菌分離的影響、不同接種方法對自生固氮菌分離的影響等。選擇課題之后，小組制定課題計劃，包括課題的目的意義、實驗原理、假設、方法、材料選擇、實驗數據記錄、統計分析，在交流和討論的過程中慢慢懂得尊重他人的意見，學會合作學習。在實驗中也可能出現與設想完全背道而馳的實驗結果，這都會給學生帶來認知上的沖突。而這種認知沖突是培養學生學科素養的契機，也是鍛煉學生學科思維，完善學科知識體系的機會。

提升學生的學科素養必須要讓學生參與到教學中和學科活動中，參與到科學探究實踐活動中，讓主體和客體之間充分地相互作用，讓學生充分地動起來去質疑、思考、表達和交流，讓學生走出教室，走進生活與自然。

3基于學科核心素養的課堂教學

全面深化課程改革對于課堂教學的最根本變革應該是教與學的關系。教學中教師負責組織和引導，尊重學生個體的差異性，充分挖掘學生的潛力，發展學生的能力，始終以學生的學習為主體。

學生是獨立的個體，都有探索新知和獨立思考的欲望。在思考同一問題的時候，其著眼點、層面、深度上都會有所不同，所以教師應該尊重學生的差異性和思維的獨立自主和創造性。在課堂教學過程中，教師要積極引導學生利用理性思維去探索、討論和闡述生命現象和規律。以滬教版高中生命科學第一冊中蛋白質的教學為例，教師可以利用學生已有知識和生活經驗來開展教學，比如以“汞中毒，在就醫前我們應該采取什么方法急救”等生活常識來導入蛋白質的學習。高一學生對于有機化學的知識是非常欠缺的，氨基酸的結構通式，可以讓學生觀察、對比、歸納幾種氨基酸的異同點，引導學生自主總結出氨基酸的結構特點，寫出通式。氨基酸是蛋白質的基本單位，氨基酸又是怎么變成大分子蛋白質的呢？教師可采用多種媒體資源，利用豐富的圖文并茂的信息，組織學生自主推理、演繹、小組討論，循序漸進地以氨基酸——多肽——蛋白質的知識結構體系推進教學。

4基于核心素養的學科價值

20世紀以來，生命科學已經成為自然科學領域中發展最為迅速的學科，21世紀的生命科學還將面臨著后基因組學、轉基因技術、基因治療，生物多樣性保護和腦科學等重大研究課題。生命科學的研究體系也變成了一個多門學科融合，多種新技術支撐發展的學科。生命科學為什么成為自然科學最炙手可熱的學科，這不僅是人類迫切希望了解生命，破解生命活動密碼，也是實現人類可持續發展的需求。

學習生命科學的過程是學生形成人生觀、價值觀的關鍵期，學生懂得尊重、敬畏和熱愛生命，能夠充分認可生命科學與技術對人類社會、環境和文化的突出貢獻，這才是大生命科學教育最大的成功。所謂生命觀念也就是讓學生在了解了生命科學知識之后，了解自己，了解他人，能夠用這些學科的知識、思維和方法去觀察生命，認識自然，了解自然界的多樣性和統一性，學會人與自然和諧相處之道；能夠利用理性的思維去科學探究生活和生產中的問題；能夠積極參與到個人或者社會的有關生命科學議題討論中并做出科學的判斷；能夠積極地在生活中踐行并宣傳健康生活、保護生物多樣性、維持人與自然和諧發展，這才是生物學科核心素養真正的體現。