核心素養視域下《學記》對高中生物學教學的啟示

林玉婷,甘小洪

（西華師范大學生命科學學院，四川南充 637002）

《學記》作為世界上最早的論述教育教學專著，它的教育內涵和教學思想歷久彌新，在新時代也應煥發耀眼光芒。中華優秀傳統文化具有鑄魂育人的能力，國務院辦公廳發布《關于實施中華優秀傳統文化傳承發展工程的意見》，為教師立足于本民族的優秀傳統文化，取其精華，并將其運用在教學實踐中指明了方向。進一步明確中華傳統文化在教育中的地位，將傳統文化與校園教育教學提升到嶄新的發展高度。

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》重視學生“生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任”四個核心素養的培養[1]，并且強調學生應具有發現學習、探究性學習和終身學習的能力。“學然后知不足，教然后知困；知不足，然后能自反也；知困，然后能自強也”。學生和教師都應通過不斷學習，不斷提高自身能力，做到終身學習。作為《學記》的教學總原則，教學相長強調教師與學生相互促進，成為一種學習實踐的整體。如《兌命》提到的“學學半”，教與學是一件事情的兩個方面，相互促進，不可分割。“獨學而無友，則孤陋而寡聞”，啟示教師在新課程改革的環境下，應通過小組合作探究學習等方式，積極組織學生進行探究性學習。本文在結合生物學學科核心素養的基礎上，對《學記》在相應素養層面上的指導意義進行剖析，為中學一線教師開展教學提供參考。

一、《學記》對培育生命觀念的啟示

教師培育學生核心素養的目的是避免“雖終其業，其去之必速。教之不刑，其此之由乎”。教授生物學知識不是為應付考試和勉強結業，對學生進行教育不僅僅局限在單純的課本知識，而應通過生物學知識，提升學生綜合素養，學生更好地生活，感悟生命的價值以及生物的奧秘。

例如，在第二章第3節《伴性遺傳》中，學生可以通過遺傳系譜圖對患病家系進行分析，做到學以致用，為今后從事相關職業奠定基礎；學生通過學習以紅綠色盲癥為例的伴X染色體隱性遺傳，體會與之對應的信息觀，進而強化學生尊重和熱愛生命的意識。學生通過學習能在日常生活中，正確對待紅綠色盲患者，形成正確的價值觀和世界觀。“減數分裂和受精作用”講述了人類從何處誕生，對生命現象進行科學解釋。學生通過學習能以生命觀念為指導，揭示復雜的生命現象，探究多彩的生命活動規律。

二、《學記》對培育科學思維的啟示

（一）高中生物學的科學思維是批判性思維

“玉不琢，不成器。人不學，不知道”蘊含教育的基本規律。如何“知道”，關鍵在于一個“學”字。“讀書無疑者，須教有疑，有疑者卻要無疑，到這里方是上進。”質疑是探索的前提，是科學思維閃耀的先決條件。教師應該通過探究式教學，提升課堂的自由度、自主性，促進學生質疑精神的培養。

在固有觀念中：“水稻等自花傳粉植物沒有雜種優勢，不適宜進行雜交。”但“雜交水稻之父”袁隆平老先生在一次偶然中發現一株天然的雜交水稻，這就說明水稻可以進行雜交。正是因為質疑精神的存在，袁老通過對水稻不斷雜交和改良，利用天然雄性不育的植株作為母本。經過以母本為不育系，兩個父本為保持系和恢復系的“三系配套”方式嘗試，最后為中國乃至世界的糧食生產作出重大貢獻。學生應該學習袁老的質疑精神，利用批判性思維學習生物，像科學家一樣思考問題。

（二）高中生物學的科學思維是創造性思維

“道而弗牽，強而弗抑，開而弗達”。學生應當是學習的主體，教師應當用啟發誘導的方式引導學生，促使學生思考，以培養自身的科學思維。

第三章第1節《DNA是主要的遺傳物質》介紹一個在20世紀中葉相當有爭議的論點：蛋白質和DNA究竟哪一種是遺傳物質。教師可以使用問題串的形式引導學生學習，這是培育學生科學思維的關鍵點所在。此時教師可以提出疑問：①轉化因子是什么物質？②由于當時的局限，并不能分離出純度極高的DNA，如何消除0.1%的誤差？③艾弗里先后用糖類、蛋白質和脂質進行相同的實驗，其目的和優勢在何處？學生帶著問題繼續學習關于艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗。要具有絕對的說服力，就要正面證明DNA是遺傳物質。由于無法保證實驗材料的純度是100%，教師引導學生逆向攻克難題，在已知細胞成分為糖類、蛋白質和脂類后，進行對照試驗。將對照組分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶處理，結果是細胞提取物依然具有轉化活性。在逐一排除其中的可能性以后，實驗組使用DNA酶處理，結果發現細胞提取物失去轉化活性。這樣便能證明轉化因子就是DNA。使用逆向思維進行反向論證，創造性地得到答案。通過教師啟發，促進學生科學思維的形成和發展。

（三）高中生物學的科學思維是理性思維

在《學記》中“古之學者，比物丑類”，其意思是在古代做學問的人，都善于從事物的類比中體會事物之間的關系。生物學的類比是嚴謹細致的，而擁有理性思維便可以更好地運用類比法解決難題。

例如，在必修二第二章第2節《基因在染色體上》中，教材講述薩頓的假說：“基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系”，通過已知的染色體變化推斷基因的變化；基因和染色體的關系不能只是假說層面，隨后摩爾根利用果蠅進行實驗，實驗結果證實了薩頓的假說。類比推理法是學生運用科學思維的體現，是理性思維的具體承載形式。

三、《學記》對培育科學探究的啟示

（一）高中生物學的科學探究是課內課外共同協作的探究

在《學記》中談到“時教必有正業，退息必有居學”[2]。在規定的時間進行正課，在休息的時候進行課外活動。在中國教育史上，這是第一次明確地提到課內學習與課外生活之間的相互關系[3]。“故君子之于學也，藏焉修焉，息焉游焉”。善于學習的人在學習的時候努力進修，休息的時候盡興游玩嬉戲。課外學習可輔助課內學習，是課內學習的延伸。科學探究可采用課內課外共同協作的方式進行。

通過課后活動探究的方式可以將高中生物學中抽象的實驗具象化。例如第一章第1節“性狀分離比的模擬實驗”，學生可通過該實驗了解雌雄配子是隨機結合的；而在第二章第1節“建立減數分裂中的染色體變化的模型”中，可以得知在減數分裂中精細胞和卵細胞的形成過程。因此，教學中，教師可以通過類似于性狀分離的模擬實驗方式，模擬受精作用的發生，以此證明母親生育男孩和生育女孩的概率是一致的，因為新生兒的性別只取決于父親精子攜帶X染色體還是Y染色體。

（二）高中生物學的科學探究是提問、交流和談論的探究

“善問者如攻堅木；先其易者而后其節目；及其久也，相說以解”。在教學方法中，最常用的是問答法。教師創設與本節課息息相關的問題情境，逐步引導學生，學生通過思考和小組交流，解決生物學問題，從而在獲取知識的過程中，提升學科核心素養。

例如，在第四章第2節《基因表達與性狀的關系》中，教師可利用“男子因為誤食一顆皺粒豌豆而被卡在氣管，導致無法呼吸”的新聞導入，巧妙地創設問題情境展開新課。教師可以提出疑問：①為什么吃豌豆會被卡住？②為什么圓粒豌豆更容易被烹飪變軟？③皺粒豌豆和圓粒豌豆究竟在微觀層面有何不同呢？通過提問引發學生思考，抽絲剝繭，教師帶領學生分析：豌豆分為圓粒豌豆和皺粒豌豆。教師使用元代戲劇家關漢卿的“銅豌豆”比喻皺粒豌豆，并引導學生通過幻燈片展示豌豆的內部解剖結構，推測圓粒豌豆和皺粒豌豆的淀粉含量不同。結合教材所述：圓粒和皺粒豌豆在DNA序列層面上有所不同，皺粒豌豆的淀粉分支酶出現異常，活性降低，使淀粉合成受到阻礙。淀粉含量低的豌豆由于在烹飪過程中失水而皺縮。教師可通過問答法，步步推敲，叩開學生疑惑之門。最后教師總結歸納：基因通過控制酶的合成操控代謝過程，再由此控制生物體的性狀。教師應趁熱打鐵，再次引入新聞，介紹另一種看不見的“豌豆”：因患者的氣管黏液增多被堵住，導致肺部產生廣泛性纖維化和肺氣腫，最后導致幼年患者因呼吸衰竭和肺源性心臟病而去世。經過教師和學生問答，學生閱讀教材可以很快掌握囊性纖維化的致病原因，還可總結“基因可通過蛋白質的合成直接控制生物的性狀”這一結論。

（三）高中生物學的科學探究是提高實踐能力的探究

《學記》說“良冶之子，必學為裘；良弓之子，必學為箕”，意味著練習是逐步提高學生學業水平和實踐能力的過程。在強調練習作用的同時，也要循序漸進。教師在教學過程中不可以過于推崇難題和綜合性較高的題目，面對高考真題大多都是課后練習題結合生物學熱點變式而來的，是“源于習題，高于習題”的。教師應當充分利用課后思考題，對學生的科學探究能力進行培育。

遺傳計算部分涉及伴性遺傳、常染色體遺傳和遺傳病的類型和特點等知識。2021年理綜全國乙卷第32題（1）問側重考查學生用遺傳圖解表示雜交過程的能力。而2020年生物新高考II卷第23題考查學生利用題目已知內容，分析遺傳系譜圖的能力，其是對第二章第3節《伴性遺傳》的思考·討論欄的變式。在必修二的開篇，教師講授孟德爾的豌豆雜交實驗就涉及高莖豌豆和矮莖豌豆雜交實驗的分析圖解。遺傳圖解是分析遺傳情況，計算遺傳后代患病概率或者特定基因型后代的前提知識基礎。而在“分析人類紅綠色盲的思考·討論欄”中學生接觸遺傳系譜圖，以科學探究的方式呈現一種新的分析遺傳情況的方法。例如2021年理綜全國乙卷第32題，一道關于用遺傳圖解表示雜交過程的高考題目。這充分說明除了遺傳計算和遺傳致病類型判斷，高考對學生基礎知識的考查也是很看重的。第32題（1）的解題較為容易，考查的是學生對孟德爾遺傳雜交實驗的遺傳圖解掌握情況。在已知的條件下直接書寫母本和父本的基因型和表現型，即XAXA和XaY。易得子代的基因型是XAXa和XAY，表現型是灰體雌果蠅和灰體雄果蠅。再用子代的基因型為XAXa的灰體雌果蠅和基因型為XaY的黃體雄果蠅雜交，就可以得到目標子代。類似的題目還有2020年生物新高考II卷第23題，這里不做贅述。培養學生的生物學學科核心素養，學生可以有能力解決今后的復雜問題。以生物學高考內容作為一種評價方式和檢測方式，可以檢驗和判斷學生的生物學學科核心素養層級。這也和《學記》中的“比年入學，中年考校……謂之大成”相對應。

四、《學記》對培育社會責任的啟示

《學記》強調“建國君民，教學為先”。現在學習是為了教化自身，通過學習生物學，更好地了解世界，更好地生活，更好地服務社會。要努力發揚以生物學必修二為例的內容所包含的社會主義核心價值觀和中華優秀傳統文化。以主人翁視角正視挫折，展現應有的社會責任感。例如在“人類遺傳病”一節中多處展現對于遺傳病人的關愛，介紹我國社會救助苯丙酮尿癥患者的舉措，體現社會關懷。在“伴性遺傳”中提到關懷紅綠色盲患者偏藍的交通信號綠燈。第三章就以“我國嚴厲打擊偷獵野生動物”為素材，展現我國保護野生動物的決心和努力。

教師不僅做學生學習知識的引路人，還要做學生錘煉品格的引路人。科學的發現過程不會一帆風順，面對逆境，需要有頑強的品格。正如艾弗里，默默做研究，只為精益求精。教師也要做學生創新思維的引路人，創新精神和實踐能力是現在核心素養培育的關鍵部分，教師將中華優秀傳統文化中的教育思想實現創造性轉化與創新性發展，結合基礎教育實踐培育運用所學的生物學知識實現由中國制造向中國智造轉變的新一代學生。教師更是學生奉獻祖國的引路人，例如第六章以“修建青藏鐵路，卻不破壞野生動物的棲息地，而特地修建高架橋和涵洞”事例作為課后習題，以開放題的形式在檢驗學生運用知識能力基礎上，進一步強化“生態系統是生物與環境相互作用形成的有機整體”社會責任。人類應與動物和諧相處，保護綠水青山，保護野生動物，從而做到人與自然的和諧相處。教師應通過點滴知識滲透核心素養，從而引導學生樹立正確的學習觀念：為社會進步而學習，為復興中華民族而學習，為造福人類社會而學習。

五、結束語

核心素養絕不是空洞的詞語，這是對教學任務和學生發展的高度凝練和殷切期盼。在高中生物學教學中，教師應當積極培育學生學科核心素養，以落實立德樹人的教育根本目的。核心素養有助于學生的終身發展，有助于樹立學生正確的世界觀、價值觀、人生觀。教育應當繼承和發揚中華優秀傳統文化，而又立足于本土的教育實踐，做到“念終始典于學”。