中學生物學模型構建教學中的傳統文化教育

一、引言

課堂是對學生進行中華優秀傳統文化教育的重要渠道，也是中華優秀傳統文化有機融入課程的落腳點。[《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》提出：“中國傳統文化源遠流長，博大精深，其中不乏經過實踐檢驗的生物學知識。在教材中適當引入這方面的內容，既能幫助學生更好地理解生物學知識，又能在科學與人文之間搭建溝通的橋梁，提高學生的人文素養。”[2]因此，適切性地將中華優秀傳統文化融入生物學課堂中至關重要。從生理學角度看，中小學時期是一個人世界觀、人生觀、價值觀形成的重要階段，如何在課堂上科學地將人文精神、道德理念、哲學思想等中華優秀傳統文化進行多方面滲透，是教育工作者必須直面的重大課題。

模型與建模是高中生物學核心素養之一。人民教育家朱正威先生基于中學生物學學科的特點，將模型分成了概念模型、數學模型和物理模型三類。模型滲透教學的意義主要體現在學生可以借助模型對生命現象做出解釋并理解科學知識，通過模型對科學探究做出猜測并理解科學認知，憑借模型對科學本質做出判斷并理解模型功能。模型教學作為一種現代化的教學手段，能夠有效地將中華優秀傳統文化的精髓傳遞給學生，同時，中華優秀傳統文化的豐富內涵也為模型教學提供了寶貴的資源和靈感。基于以上認知，筆者嘗試在中學生物學模型構建教學中開展中華優秀傳統文化教育，以期為一線教學提供理論與實踐的參考。

二、傳統文化融入模型構建教學的實施路徑與方法

模型構建教學是以學生現有認知水平為基礎，通過物化的模型構建形式來外顯學生思考過程的教學模式。讓學生通過親身經歷來感知和理解生物學知識是模型構建教學的核心。模型構建教學最大的特點是依托可視化手段（模型構建）、邏輯推演（科學思維）等，將抽象或難以直接觀察的生物學問題轉變成可觸、可操作的模型。將中華優秀傳統文化中先賢的思想、氣節、人格魅力等文化符號或精神元素，融入中學生物學的模型構建教學中，一方面可以深化學習內容，拓寬教學途徑，提高學生的學習積極性和參與度；另一方面能幫助學生深刻理解中華優秀傳統文化的脈絡、精髓及深層次含義，有助于學生形成正確的道德觀念和行為規范，從而塑造良好的品行和人格魅力。從素養導向和價值引領的角度審視生物學模型構建教學與中華優秀傳統文化的融合，實施路徑與方法主要有以下三種。

（一）從進化與適應觀的角度

進化與適應觀是中學生物學核心素養體系下一個重要的生命觀念。進化是指生物通過調整遺傳特性來不斷增強對環境的適應性。適應是指個體或生物調整自身以滿足新環境或新情況的要求，使自身與環境達到一種和諧、平衡的狀態。模型是對真實世界的表征，是溝通科學與真實世界的橋梁和媒介，在模型構建活動中融入中華優秀傳統文化，不僅能夠讓學生在操作中體悟生物學知識本源，還能幫助學生深刻理解蘊藏其間的傳統文化符號，增強文化自信。例如，甲骨文作為一種文字系統，其演變過程從最早的象形字到會意字，再到形聲字，反映了人類認知能力的逐步提升和自然選擇的進化過程，不僅體現了古人對于自然界的深刻理解和尊重，還與生物學的生命觀念高度契合。甲骨文作為中國已發現的體系較為完整的古文字，是漢字的源頭和中華優秀傳統文化的根脈。甲骨文的發現和研究，為梳理漢字演變的進化軌跡提供了可靠的信息。因此，在中學生物學模型構建教學中，可借助甲骨文，讓學生在自我操作活動中摸清蘊藏在模型中的生物學規律與生物學知識，同時幫助學生深度挖掘隱藏在某些生物學模型背后的文化根脈的進化歷程。

下面以動物心臟模型構建的教學活動為例，簡明闡述滲透其間的中華優秀傳統文化教育：（1）認知儲備與材料選擇。學生通過科學閱讀、觀察辨析等手段，建立對心臟的自我認知體系，然后根據自己的理解與認知去選擇合適的材料（如塑料、布料、紙張等）。（2）模型構建與科學評價。學生以自我認知為基礎，根據不同材料的性質以及不同的制作技巧和處理方法，建構出符合自己預期的心臟模型。接著，基于心臟的結構與功能，教師組織小組內、小組間的表現性評價，對模型的優缺點給出科學、合理的評判，幫助學生直觀地了解心臟的結構和功能。（3）從進化與適應觀的角度進行跨學科文化滲透。鼓勵學生基于構建心臟模型的經驗，嘗試理解甲骨文“心”字的歷史文化內涵和文字的演化歷程（見圖1），領悟傳承和弘揚中華優秀傳統文化的責任與義務。

圖1人體心臟模型與甲骨文“心”的比較

在初中生物學中，還有很多可以在生物學模型構建教學中滲透甲骨文的案例，如圖2所示的齒、鳥、胃等。齒、鳥、胃的甲骨文都是象形字：“齒”字描繪了人張開大口，上下各露出兩顆牙齒的樣子；“鳥”字如鳥類、飛禽的形體；“胃”字展現了胃囊的形狀，內部的小點表示胃中的食物。甲骨文不僅是對古代社會生活的記錄，也是對自然界的深刻洞察，其理念與生物學中的進化論、生態平衡和生物多樣性等理念有著密切的聯系和共通之處。因此，從進化與適應觀的角度，可將生物學模型構建與甲骨文做跨學科關聯，引導學生巡禮中華文化，提升文化素養和文化自信。

圖2與初中生物學模型相關聯的甲骨文

（二）從結構與功能觀的角度

結構和功能觀涉及生命系統的結構及其功能之間的關系。結構是指系統內部各要素在空間和時間上的耦合關系，是系統組成的基礎。功能則是指系統與外部環境的相互作用，通過功能可以觀察到系統如何與外界互動。精神文化的傳遞需要物質文明作為載體，在從抽象到具象的過程中，選擇的文化載體要能激發學生的好奇心，讓學生愿意了解、愿意學習。[3中學生物學模型中的物理模型（借助實體或實物結構來描述生物學概念或過程的模型）常以實物或圖片的形式直觀地表達認識對象的特征。以此模型作為載體來實施中華優秀傳統文化教學，不僅能幫助學生在模型構建的體驗中掌握相關結構與功能的生物學知識，還能幫助學生以模型為媒介，深度挖掘隱藏其中的價值觀念、哲學思想與文化認同。

以初中生物學中的“桃”一課為例，為了幫助學生深刻地理解桃的形態、結構與功能，教師可以課前布置學生完成“桃橫切面模型”的制作任務。教學步驟如下：（1）課前任務。用面粉或橡皮泥等制作一個桃的橫切面模型。（2）課堂展示。學生依據自己制作的模型，介紹桃的外形（形似人的心臟）和結構（由外到里分別是外果皮、中果皮、內果皮和種子）。（3）功能陳述。中果皮可以食用，堅硬的內果皮對種子起保護作用，種子（也稱核仁）起繁衍的作用。（4）文化滲透。三國演義中的桃園結義為何選在桃園，而不是梨園、梅園或竹園呢？可以提示學生依據桃的外形、結構和功能推測其中的文化內涵。學生自由討論，隨后教師總結。桃的外形酷似人的心臟，“心”即良心和道義，所以借“桃”喻“義”就成了一種文化象征。三國演義中的“義”可概括為情義、信義和忠義，可借桃的果皮結構來隱喻（見圖3）。中國人希望這種“義”應具有生命力，能代代傳承下去，這恰恰又與桃核中種子的功能相映射。

桃的外形似心（隱喻良心與道義）種子（隱喻代代相傳）內果皮（隱喻忠義）中果皮（隱喻信義）外表皮（隱喻情義）德觀念、價值觀念、文化傳承等。這一方面能幫助學生在模型構建的實際操作中獲取生物學知識和掌握實踐技能，另一方面也能通過模型的寓意潛移默化地影響學生的思想和行為。

（三）從穩態與平衡觀的角度

穩態與平衡觀不僅是生物學的核心概念，也是理解和維護生命系統健康的重要視角。穩態是指生物體通過生命系統的自我調節，實現內部環境相對穩定的一種狀態。平衡所屬的范圍比穩態更寬泛，不僅統轄系統內部的相對穩定，還涉及內部系統與外部環境之間的相對穩定，即通常所說的動態平衡。因此，從穩態與平衡觀的角度，深度挖掘中華優秀傳統文化的內容元素、思想元素、思維元素、情感元素，尋找合適的切入點，有機地融人生物學模型構建教學中，幫助學生在理解穩態與平衡的基礎上，獲取在做相關決策時要學會把握分寸、尊重客觀規律的哲理。將穩態與平衡觀應用于模型構建時，必須考慮以下問題：如何調節模型各組成成分之間的平衡，如何使模型狀態更具科學性和藝術性，如何包容小組間因材質、思維等差異導致模型樣態上產生的異質性，等等。解決這一系列的問題時，在思想上，可以用傳統文化中的適度、平衡來統籌規劃；在行動上，可以用傳統文化中的和諧、寬容來推動實施。

下面以高中生物學中的“生態模型設計”為例，展示運用中華優秀傳統文化的理念來組織和開展模型構建活動的方法。在生態模型構建的協調性上，借鑒中華優秀傳統文化中的“道法自然”思想，做到不強求、不妄為，人與自然和諧共處，即要弄清生態系統模型中的組成元素以及各元素之間的相互關系與作用，要考慮如何通過合理的規劃和設計，使人類活動與自然環境達到和諧的狀態，避免過度開發對環境產生的破壞。在生態模型構建的整體性上，要樹立“天人合一”的理念，從主要矛盾、主要因素的角度去考慮如何體現人類與自然相互依存、相互影響的關系。綜上可以發現，中華優秀傳統文化中人與自然和諧相處的理念，環境與資源合理利用的平衡意識，以及物質與能源的可持續發展理念等，能直接影響生態模型設計的水準。

從結構與功能觀的角度實施“傳統文化 + 模型構建”教學時，教師要善于抓住生物體結構模型來進行中華優秀傳統文化的滲透教育。比如在講“骨的結構與功能”時，可以將骨與古代先賢的骨氣、氣節關聯起來，將骨的“力量、堅硬”與氣的“生命力、精神氣”結合起來，詮釋中華優秀傳統文化中的民族氣節、愛國精神。因此，在中學生物學教學中，教師可以在模型的設計、制作和展示中巧妙地融入精神文明教育的內容，如道從穩態與平衡觀的角度實施“傳統文化 .+ 模型構建”教學，教師要善于借助中華優秀傳統文化中的理念、思想來辯證地審視模型構建教學。任何生物學模型構建活動都離不開理念的支撐，這些理念不僅要包含生命規律和生命觀念，還應融入傳統文化的哲學思想、人文價值。因此，一定要找準中華優秀傳統文化與生物學教育在育人目標、內容表達、價值塑造、方法呈現等方面的契合點。

三、傳統文化融入模型構建教學的實施關鍵與反思

在課堂上有效融入中華優秀傳統文化的文字符號、人文精神、哲學思想等，不僅可以增強學習的趣味性，還能提升學生的文化認同感，增強民族自豪感和自信心。在多變的教學環境中，教師采用的教學方法會影響學生的知識理解、思維深化與拓展應用，而學生在教學場域中的反饋也影響著教師對教法的改進[4]。課堂是一個特殊的“生態系統”，實現中華優秀傳統文化與模型構建的有效融合，還需處理好學生認知與中華優秀傳統文化之間的契合關系，以及教材內容與中華優秀傳統文化之間的銜接關系。

（一）處理好學生認知與中華優秀傳統文化之間的契合關系

處理好學生認知與中華優秀傳統文化之間的契合關系，是在生物學模型構建教學中高效開展中華優秀傳統文化教育的關鍵。怎樣創設出符合中學生認知特點與需求的關聯模式呢？第一，從教學內容與方法的角度審視，可以通過多種方式將中華優秀傳統文化元素融入模型構建教學。例如，可以將古人智慧和哲理融入生物學模型和理論框架的構建中，或通過案例研究，引導學生分析文化中的具體問題和挑戰。此外，還可以根據學生的個性化需求，開發具有傳統文化特色的模型構建游戲，以契合不同個體學習的興奮點，如將中國結元素融入DNA雙螺旋結構模型的構建。第二，從教學實踐與應用的角度審視，中華優秀傳統文化教育的實踐應用是加深知識理解和提升學習興趣的有效方法。可以通過項目式學習，讓學生在實踐中探索中華優秀傳統文化的現實意義，如利用VR/AR（虛擬現實/增強現實）技術重現或改編中華優秀傳統文化元素，讓學生在操作模型的過程中感受文化的魅力。第三，從教學評估與反饋的角度審視，要建立有效的評估機制，設立中華優秀傳統文化教育的評價指標，定期評估教學成效，并根據反饋調整教學策略。這不僅可以保證教學質量，還能不斷優化教學方法，更好地激發學生的學習興趣。

（二）處理好教材內容與中華優秀傳統文化之間的銜接關系

處理好教材內容與中華優秀傳統文化之間的銜接關系，是在生物學模型構建教學中科學開展中華優秀傳統文化教育的重要議題。中學生物學教科書中有大量模型與建模的學習內容，如何將生物學內容與中華優秀傳統文化有機銜接？第一，從教材內容重構的角度審視，可以設計蘊含豐富中華優秀傳統文化元素的模型構建活動，以增強學生的參與性和體驗性。例如，初中生物學教材側重生命現象的描述，主要介紹生物體的形態、結構、生理功能及生態知識，其中的大部分內容都可以通過重構的形式，融入傳統文化元素，如關聯象形漢字的歷史演變、字形結構與字義變化等，嘗試讓學生理解漢字背后的文化價值，建立文化自信心。第二，從教材的實施角度審視，要嚴格按照教材內容組織并實施生物學模型構建教學，可以組織學生從生命觀念的角度剖析模型與中華優秀傳統文化之間的關系。比如，高中生物學教材旨在讓學生形成基本的生命觀和生物學基本觀點，提升學生的科學素養，那么在模型與建模中創新地融人中華優秀傳統文化中的哲學思想、人文精神，不僅可以幫助學生更好地理解生物學知識，還能引領學生深刻領悟傳統文化的精髓，增強文化認同。

參考文獻：

[1]張善超，李寶慶.中華優秀傳統文化融入中小學課程設計：內涵、路徑與特色［J].教育理論與實踐，2016（11）：49-51.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020：67.

[3]本刊編輯部.習近平：把培育和弘揚社會主義核心價值觀作為凝魂聚氣強基固本的基礎工程［J].黨史文苑，2014 （3）：1.[4」左開俊.以結構化情境創設驅動生物學模型構建教學[J」.教學與管理，2023（13）：49-53.

（責任編輯：潘安）