生物學(xué)學(xué)科思想的內(nèi)涵、育人價值及其對教學(xué)的觀照

王姍歡 崔鴻 張秀紅

基金項目：武漢市教育科學(xué)規(guī)劃第六批教師個人課題“高中生物學(xué)單元整體教學(xué)中的境脈設(shè)計及實踐研究”（編號：2022G414）。

摘? 要? 從指向?qū)ι睦斫夂蛯ι飳W(xué)的理解出發(fā)，生物學(xué)學(xué)科思想的內(nèi)涵包括生命觀念和生物學(xué)本質(zhì)兩個方面。生物學(xué)學(xué)科思想是生物學(xué)知識的內(nèi)核，蘊含著豐富的學(xué)科育人價值，主要表現(xiàn)在以下三個方面：一是回歸主體的生命性，認(rèn)識人的自然本質(zhì)；二是關(guān)注主體的系統(tǒng)性，揭示人的社會本質(zhì)；三是審視生物學(xué)的演進(jìn)，發(fā)展人的精神本質(zhì)。生物學(xué)學(xué)科思想觀照下教學(xué)的回應(yīng)體現(xiàn)為：開展單元教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對大概念的理解；引入科學(xué)史，助力學(xué)生形成科學(xué)世界觀；創(chuàng)新實踐活動，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞? 生物學(xué)學(xué)科思想；教學(xué)；觀照

中圖分類號? G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識碼? A

文章編號? 2095-5995（2023）06-0072-03

生命科學(xué)經(jīng)歷長期的發(fā)展和研究過程，逐漸形成了自身的知識體系和方法體系，并在此基礎(chǔ)上形成了哲學(xué)層次上的學(xué)科思想。

一、生物學(xué)學(xué)科思想的內(nèi)涵

一方面，生物學(xué)學(xué)科思想應(yīng)指向?qū)ι睦斫狻Ｉ飳W(xué)家恩斯特·邁爾認(rèn)為，生物學(xué)的基本任務(wù)是研究生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能，生命的過去、現(xiàn)在和未來。[1]美國國家科學(xué)院研究理事會提出，21世紀(jì)新生物學(xué)依賴于從各個學(xué)科整合而來的知識，以促進(jìn)對生命系統(tǒng)的理解。[2]由此可以看出，生物學(xué)學(xué)科思想的核心指向是理解生命，回答生命“是什么”、“怎么樣”和“為什么”等基本問題，這一點與生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“生命觀念”一致。生物學(xué)學(xué)科思想最核心的是進(jìn)化思想和生態(tài)學(xué)思想。其中，人類是大自然演化的產(chǎn)物，同其他生物一樣是自然界中的一員，而不是凌駕于其他物種之上的主宰。除了進(jìn)化思想和生態(tài)學(xué)思想之外，生物學(xué)中還有系統(tǒng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等思想體系。

另一方面，生物學(xué)學(xué)科思想還應(yīng)指向?qū)ι飳W(xué)的理解。第一，生物學(xué)本質(zhì)上是一門自然科學(xué)，具有自然科學(xué)的屬性。生物學(xué)知識體系（包括概念、原理等）是相對穩(wěn)定的、可證偽的和重新建構(gòu)的。生物學(xué)也是一種探究的過程，并在探究過程中形成了科學(xué)研究特有的思維方式。第二，生物學(xué)還具有不同于其他自然科學(xué)的特點。由于生物學(xué)的研究對象是復(fù)雜而多樣的生命系統(tǒng)，不能用簡單的線性思維去研究。這就要求學(xué)習(xí)者能對生命現(xiàn)象作多因素、多角度的分析。此外，由于人類是生物學(xué)的研究對象之一，因而生物技術(shù)的發(fā)展和運用往往會給社會帶來一系列倫理和道德問題，如何避免這類問題的出現(xiàn)是研究者們要特別注意的。

總之，生物學(xué)學(xué)科思想指向?qū)ι睦斫夂蛯ι飳W(xué)的理解，其內(nèi)涵包括生命觀念和生物學(xué)本質(zhì)兩個方面，這兩個方面并不是完全割裂的，而是相互補(bǔ)充和聯(lián)系，共同建構(gòu)了生物學(xué)學(xué)科的靈魂。

二、生物學(xué)學(xué)科思想的育人價值

（一）回歸主體的生命性，認(rèn)識人的自然本質(zhì)

人同其他生物一樣，是受遺傳程序控制的，必定會經(jīng)歷生長、發(fā)育、衰老直至死亡的生理過程。例如，進(jìn)化思想的重要育人價值體現(xiàn)在對人的生物屬性的認(rèn)識上。幾乎每個兒童從建立自我意識開始，都會問到“我是從哪里來的？”直到學(xué)習(xí)有關(guān)“生物的生殖、發(fā)育與遺傳”的生物學(xué)內(nèi)容時，他們才認(rèn)識到自己能來到世界上非常不容易。一個精子從幾億個精子中脫穎而出，跨越重重障礙，最后與卵細(xì)胞相遇并融合，二者形成受精卵。隨后受精卵開始分裂、分化，植入母親的子宮內(nèi)，生活280天左右。在這個過程中，胎兒通過胎盤、臍帶從母體獲取營養(yǎng)，繼續(xù)發(fā)育直至成熟。最終，新的生命便在母親的痛苦和欣喜中誕生，這是自然選擇的結(jié)果。

（二）關(guān)注主體的系統(tǒng)性，揭示人的社會本質(zhì)

眾所周知，馬克思主義十分強(qiáng)調(diào)人的本質(zhì)的社會性。關(guān)于人的社會本質(zhì)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)觀視角出發(fā)來理解。生命系統(tǒng)具有群體性。人們因為血緣關(guān)系和社會分工不同而結(jié)成不同的社會關(guān)系，參與社會生活，共同解決人的生存和發(fā)展問題。

所以，在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中，教師需加強(qiáng)學(xué)生的社會認(rèn)知與社會理解，即認(rèn)識到科學(xué)、技術(shù)、社會（STS）的相互影響，至少應(yīng)認(rèn)識到科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展在給人類的生產(chǎn)生活帶來便利的同時，也要防止因個人功利主義而造成的科學(xué)技術(shù)災(zāi)難或違背倫理問題。更為重要的是，對于人的社會本質(zhì)的揭示應(yīng)轉(zhuǎn)化為社會參與或社會行動。為此，應(yīng)把整個人類社會看作一個“大系統(tǒng)”，每個人是處于社會系統(tǒng)中的一個要素，雖然每個人能作出的社會貢獻(xiàn)是有限的，但由于“整體大于部分之和”，故所有人加起來的社會貢獻(xiàn)總和將是無限的。

（三）審視生物學(xué)的演進(jìn)，發(fā)展人的精神本質(zhì)

亞里士多德指出，具有“理性靈魂”是人不同于動物的特點，即人的本質(zhì)除了具備其自然屬性和社會屬性外，還包含精神本質(zhì)。人的精神本質(zhì)主要表現(xiàn)為人的理性，如求真精神。通過審視生物學(xué)的演進(jìn)歷程，可以發(fā)展人的精神本質(zhì)。

自然科學(xué)的知識體系是人類在一定歷史階段對自然界的認(rèn)識，具有相對正確性。具有自然科學(xué)屬性的生物學(xué)亦如此。隨著人類實踐活動的深入，前人認(rèn)識的成果有可能會遭到質(zhì)疑甚至被推翻，從而推動科學(xué)不斷向前發(fā)展。

例如，羅伯特森根據(jù)電鏡觀察結(jié)果把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，遭到科學(xué)家的質(zhì)疑，最后根據(jù)人鼠細(xì)胞融合實驗等實驗證據(jù)得出“細(xì)胞膜具有流動性”，無疑體現(xiàn)了人類求真的精神本質(zhì)。

三、生物學(xué)學(xué)科思想對教學(xué)的觀照

（一）開展單元教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對大概念的理解

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版2020年修訂）（以下簡稱《新課標(biāo)》）提出高中生物學(xué)課程的基本理念包括“內(nèi)容聚焦大概念”[3]。對于“大概念”的理解，需注意以下幾點：首先，大概念是一個上層綜合概念，居于學(xué)科的核心；其次，大概念的“大”未必表明內(nèi)容廣泛，大概念可以是一個學(xué)科的大觀念，也可以是一個學(xué)科單元的大觀念；最后，大概念是抽象的，其習(xí)得是緩慢的，是逐漸深化的過程。[4]教師可以從聚焦大概念的視角出發(fā)，進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計，將大概念蘊含的學(xué)科思想凸顯出來。

現(xiàn)以“概念2? 細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖”中抽取的主題“細(xì)胞通過分裂實現(xiàn)增殖”為例，說明單元教學(xué)設(shè)計的流程。首先，從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任等維度確定4個學(xué)習(xí)目標(biāo)；其次，為達(dá)成每一個學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計針對性的核心問題；接著，為解決這些核心問題，設(shè)計相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動；最后，進(jìn)行學(xué)習(xí)評價。如圖1所示，“學(xué)習(xí)目標(biāo)1”的表述為“從生命發(fā)生、發(fā)展、延續(xù)和消亡視角，描述細(xì)胞通過不同方式進(jìn)行增殖，闡明有絲分裂的意義”，那么針對“學(xué)習(xí)目標(biāo)1”的“核心問題1”就可以設(shè)計為“細(xì)胞有哪些不同的增殖方式呢？其中有絲分裂的意義何在？”為解決“核心問題1”，教師可將“學(xué)習(xí)活動1”設(shè)計為“以人體、蛙為例，討論細(xì)胞增殖的方式；分析人體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定機(jī)制及意義”，最后引導(dǎo)學(xué)生通過“記錄回答問題的表現(xiàn)”進(jìn)行自評與互評等。其他學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成也依照上述思路進(jìn)行設(shè)計，詳見圖1。總之，教師可以遵循如下思路“剖析大概念→設(shè)計單元學(xué)習(xí)主題→制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)→提出核心問題→設(shè)計學(xué)習(xí)活動→評價學(xué)習(xí)活動”進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計；反過來，學(xué)生通過參與活動，親歷動腦、動手的體驗與探究過程，完成對核心問題的解決，促進(jìn)學(xué)科思想的顯現(xiàn)，最后深化對大概念的理解。

（二）引入科學(xué)史，助力學(xué)生形成科學(xué)世界觀

《新課標(biāo)》中提到“科學(xué)會受到社會和文化的影響”。歷史上的科學(xué)曾隸屬于哲學(xué)范疇，每一時期的科學(xué)都受到當(dāng)時哲學(xué)的影響，同時又以自己的成就影響哲學(xué)，影響著人類對世界的根本看法[5]。可見，科學(xué)史的挖掘?qū)W(xué)生形成科學(xué)的世界觀具有重要作用。

例如，在講授“光合作用的探究歷程”時，教師需補(bǔ)充亞里士多德的貢獻(xiàn)。早在公元前3世紀(jì)，他就提出植物生長所需的營養(yǎng)全部來自土壤中的“土壤汁”。他的觀點源自他的觀察和類比推理，只不過他的觀察不徹底，甚至看到了“假象”。此時，教師啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識到經(jīng)類比推理得出的觀點不一定正確，并繼續(xù)追問：如何證明亞里士多德的觀點是錯誤的呢？學(xué)生立即就能回答出用實驗的方法，那么就自然引出比利時科學(xué)家海爾蒙特的“柳樹栽培實驗”。他通過歷時5年的澆水實驗證明植物生長依賴于水，這個結(jié)論影響了人們對植物生長的認(rèn)識長達(dá)一個世紀(jì)，但他沒注意到空氣的作用。

直到100多年后，英國科學(xué)家普利斯特利通過實驗證實，植物可以更新因蠟燭燃燒、小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。1779年，荷蘭科學(xué)家英格豪斯重復(fù)500多次普利斯特利的實驗，結(jié)果才發(fā)現(xiàn)普利斯特利的實驗只有在光下才能成功，只有綠葉才能更新污濁的空氣。“植物為何能起到更新空氣的作用？”對這一問題的解決又經(jīng)過了科學(xué)家們漫長的探索。可以說，生物學(xué)史實際上是不同歷史時期的科學(xué)家之間進(jìn)行“對話”的思想發(fā)展史。學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能幫助學(xué)生“重走”科學(xué)家探索生物世界的道路，逐漸形成科學(xué)的世界觀。

（三）創(chuàng)新實踐活動，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)

《新課標(biāo)》明確提出“教學(xué)過程重實踐”，這就要求教師高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實踐經(jīng)歷。這里所提出的“實踐”包含實驗活動、模型制作等課堂實踐和社會實踐。在社會實踐方面，教師可以精心設(shè)計學(xué)習(xí)主題，開展研學(xué)旅行等活動。比如，武漢某中學(xué)生物學(xué)教師提出“踐行生態(tài)文明”的學(xué)習(xí)主題，引導(dǎo)學(xué)生搜集關(guān)于武漢市青山區(qū)工業(yè)發(fā)展的歷史資料。接著，學(xué)生通過開展訪談、研學(xué)旅行等活動，走進(jìn)青山區(qū)戴家湖公園，了解戴家湖公園由粉煤灰堆場化身為城市“綠肺”的方式、過程、意義，能深刻體會到“海綿城市”工程的科學(xué)魅力。通過開展這樣的研學(xué)活動，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)青山區(qū)的生態(tài)環(huán)境日益改善，正從工業(yè)文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)變。而這一轉(zhuǎn)變可以用生態(tài)學(xué)思想進(jìn)行解釋，而學(xué)生也能自覺地運用生態(tài)學(xué)思想指導(dǎo)自身的生態(tài)文明行動。無疑，這樣的社會實踐活動將有效促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

綜上所述，對學(xué)生的成長而言，學(xué)科知識是“思想之種”，教學(xué)活動則是“土壤”和“發(fā)育過程”。那么，挖掘生物學(xué)知識所凝結(jié)的思想要素，通過轉(zhuǎn)化促進(jìn)知識的精神發(fā)育，將生動地詮釋人的本質(zhì)屬性。因此，教師要領(lǐng)會這種觀照并對其作出積極而正確的回應(yīng)，在遵循生物學(xué)學(xué)科思想的統(tǒng)攝性和包容性原則的基礎(chǔ)上精心備課，聚焦大概念，精選科學(xué)史，重視實踐活動，創(chuàng)造性地將教學(xué)的時間、空間進(jìn)行有效的組織，使“思想之種”在學(xué)生心中生根發(fā)芽，切實發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

（王姍歡，華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)第一中學(xué)，武漢 430056；崔鴻 張秀紅，華中師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢 430079）

參考文獻(xiàn)：

[1]邁爾.生物學(xué)思想發(fā)展的歷史[M].涂長晟，等，譯.成都：四川教育出版社，2010：45-55.

[2]美國國家科學(xué)院研究理事會.二十一世紀(jì)新生物學(xué)[M].王菊芳，譯.北京：科學(xué)出版社，2015：14-15.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2018：2.

[4]盛慧曉.大觀念與基于大觀念的課程建構(gòu)[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2015（18）：27-31.

[5]蔡鐵權(quán)，陳麗華.當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀的文化趨向與科學(xué)教育改革[J].全球教育展望，2010（7）：83-88.

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