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中学生物学课程在发展学生核心素养中的教育价值

[日期:2016-12-07] 来源:生物学教学 2016年第5期  作者:谭永平(人民教育出版社生物室) [字体: ]

     摘要 中学生物学课程在学生核心素养发展方面的基本价值是理解生命、理解生物学。因此,中学生物学课程既要让学生建立生物学核心概念,以达成对生命的理解,又要让学生参与科学探索的实践,体验生物学知识的形成过程,感悟生物学思想、方法,建立对生物学的理解。在此基础上,引导学生进一步理解自然,形成科学态度,养成科学精神,为学生未来在个人生活与社会参与时奠定素养基础。

    关键词 中学生物学课程核心素养教育价值

   

    我国正在深化高中课程改革,发展学生的核心素养被置于这一改革的基础地位。高中生物学课程改革的深人进行也将以促进学生核心素养发展为目标。核心素养与学科课程的关系,是近一段时期内的研究热点。梳理中学生物学课程在发展学生的核心素养方面的价值和基本任务是需要予以重视的基础问题。

 

    1 中学生物学课程的核心教育价值

    中学生的核心素养是学生应具有的最关键、最必要的共同素养,是知识、能力和态度等的综合表现。中学生物学课程在学生核心素养发展方面的基本价值,是让学生形成基本的生命观和生物学基本观点,提升科学素养。既要让学生建立生物学核心概念,以达成对生命的理解,又要让学生参与科学探索的实践,体验生物学知识的形成过程、感悟生物学思想、方法,建立对生物学的理解。在此基础上,引导学生进一步理解自然,形成科学态度养成科学精神,为学生未来在个人生活与社会参与时奠定素养基础。

学习生物学课程,达成对生命的理解和对生物学的理解是首要的目标。在理解生命和理解生物学的基础上,学生一方面可以更好地理解自然界;另一方面可以更好地理解科学的本质,养成科学态度与精神,并将这些理解应用于未来的生活中、未来的社会角色里。

    2 形成生物学核心概念是理解生命的基础

    理解生命包括理解生命是什么、生命活动怎么运转、生命为什么会这样三个问题。提出这一观点的理由,一是借鉴国内和国际上正在使用的大学普通生物学教材。考察可知,其基本内容包括生命的物质基础,细胞,植物与动物的结构、功能、生殖、发育,物质、能量代谢,调控,遗传与变异,进化,生物多样性,生态学等。二是参考生物学哲学对生物学知识的提炼。迈尔认为,生物学的基本任务是研究生命系统的结构、功能,生命的过去、现在和未来[1]。美国国家科学院研究理事会提出,21世纪生物学依赖于从各个学科整合而来的知识,以促进对生命系统的理解[2]。由此总结:生物学基本知识的核心指向是理解生命,理解生命就可以回答上述三个基本问题。其中每个问题又包括多个层次的问题。回答这些问题所构成的基本内容是一个概念体系,其中核心概念是这个体系的框架。哪些概念才是核心?可以从以下主要发达国家和国际组织关于生物学核心概念的叙述得到启发(表1)[3]

   

    在借鉴的同时,还需梳理目前我国中学生物学课程的核心内容:初中阶段侧重在生物多样性及其分类,以及细胞、遗传、进化、生态系统等概念的初步理解;高中阶段则对细胞、遗传、进化、生态等概念进一步深入探讨,从分子水平探讨生命活动的机制,运用数学方法探讨种群、群落、生态系统的本质特征等。从中学生物学课程所涵盖的核心概念范围(表2)可以发现,学生学习相关概念,为理解生命奠定了基础。

    3 体验知识的形成过程,感悟生物学思想是理解生物学的途径

    学习生物学核心概念,需要以生物学事实、现象为支撑,需要以理性思维方法为途径。学生可以通过实验、探究等获得生物学事实、现象的直接经验,也可以从教材、教师描述的客观事实、科学史经典案例而得到信息。学生根据这些素材,经过比较、归纳等方式建立概念,通过演绎、类比等方式深化概念的理解。特别是结合概念的建构安排合理的实验、探究等科学实践活动,可以让学生亲自探究、实践,从而在获取事实证据、进行批判性思维的过程中,既获得科学方法的训练,理解并参与科学探索实践,又可以理解生物学知识是怎么形成的。

    概念只有放在概念的网络中才能真正发挥它的解释力。将生物学核心概念进行有机整合需要生物学思想。其中最核心的思想是进化思想和生态学思想,它们是沟通核心概念的桥梁,也是生物学的灵魂。进化思想“为人们理解生命的历史、各种生物之间的关系,以及生命依赖于物理环境提供了统一的准则,生物进化的概念提供了将大部分生物学知识构建成一个整体的框架”。甚至有人说,生命就是自然选择作用下的物理、化学现象[4]。渗透进化思想的课程,不仅介绍进化理论,还注意以进化思想贯穿各概念,发挥“进化”在解释生命现象“终极原因”时的解释力。生态学从整体性角度,研究不同层次和等级生命系统与环境的相互作用[5];研究方法上以整体性为核心,从整体上思考、突出生态综合、重视非线性复杂现象为基本特征[6]。生物学课程中渗透生态学思想,落实在让学生认识生命系统的层次性、整体性,尝试系统分析局部与整体、生命与环境的关系,关注从细胞、个体到生态系统等各层次生命系统物质、能量变化和信息的传递;在理解生命的繁衍、进化时,将生物放到与其他个体、群体以及环境的关系中去理解;学习遗传现象与规律时,理解遗传不但是个体的,更是群体的。领悟进化思想和生态学思想,需要以理解细胞到个体生命活动进行的机制、进化机制、生态系统运转机制为基础。

    总之,建立理解生命概念过程中,学生通过体验知识的形成过程提高科学探究能力,通过概念网络化的过程中领悟生物学思想,并由此达成对生物学的理解。

    4 掌握通用概念是进一步理解自然的桥梁

    理解生命、理解生物学是中学生物学课程的目的,但不是唯一目的,更不是学习的终点。生物学属于自然科学,对生命世界的认识,属于对自然界认识的一部分。理解生命世界和生物学,对于学生理解自然界,达成对自然科学的整体理解也非常有必要。学习生物学课程时达成对自然和对科学的理解,需要借助一定的媒介来实现。科学通用概念就是一种媒介。科学通用概念是搭建物质科学、生命科学、地球与空间科学等学科之间的桥梁[7]  。

    美国《K-12科学教育框架》提出的跨学科的通用概念包括:模式;原因与结果:机制与解释;尺度、比例和数量;系统与系统模型;能量与物质:流动、循环和守恒;结构与功能;稳定性与变化。

    英国科学学习项目提出的大概念是:概念模型和理论;结果与原因;变化与相互作用;科学研究过程;量化分析等[8] 。将生物学概念与科学通用概念建立联系,对于学生理解科学、理解自然具有重要的意义(表3)。

    5 渗透科学的思想方法,养成科学态度与科学精神

    生物学作为自然科学,研究的是自然界里复杂的生命系统,因此,生物学能够很好地反映自然科学的思想方法,反映自然科学的本质。在生物学课程中,应重视科学思想与方法的渗透。在科学实验、探究活动中,引导学生理解证据的作用,强调运用证据和逻辑去质疑、辩论;在科学史教学中,引导学生体验科学的基本方法和科学的思维过程,理解科学知识的开放性;在阐述理论、观点、规律时,提供事实证据,呈现由事实到观点、规律、理论的逻辑过程。从培育科学精神的角度来看,中学生物学课程要特别关注科学精神的六大要素:“客观的依据,理性的怀疑,多元的思考,平权的争论,实践的检验,宽容的激励”,重视引导学生建立尊重实证、寻求论证逻辑的严谨以及发展理性的怀疑精神,形成多元思考、平等讨论的意识和宽容的品质。

    6 以课程学习为载体,促进学生终身发展

    生物学研究的对象,包括人自身以及人类赖以生存的环境,它从分子水平、细胞水平、个体水平、生态系统水平揭示了生命活动规律,对于人类的生存、健康、发展,都是必不可少的。因此,通过生物学课程学习,学生能获得未来社会公民所不可或缺的素养,为学生的终身发展提供更丰富的“营养”,为学生未来在个人生活与社会参与奠定素养基础。在生物学课程教学中要让学生既学习知识又经历知而识之的过程,并在知而识之的过程中学会认知和合作共处;将内化的知识、能力与态度迁移运用于个人与社会的生存与发展;将生态学思想迁移于生活中的平等合作、和谐共处;将系统论思想、进化思想迁移于对开放交流、发展、变化的深刻认同等,以促进学生的终身发展。

    主要参考文献

    [1]    MayrE.涂长晟等译.2010.生物学思想发展的历史(第2版).成都:四川教育出版社,45〜55

    [2]    美国国家科学院研究理事会编,王菊芳译.2013.二十一世纪新生物学.北京:科学出版社,14〜15

    [3] NationalResearchCouncil(NRC).2012.AframeworkforK-12scienceeducation:practices,crosscuttingconceptsandcoreideas.Washington,DC:NationalAcademyPress,139~168

    [4]    方舟子.2005.寻找生命的逻辑.上海:上海交通大学出版社,151

    [5]    彭光华,孙振钧,吴文良.2007.生态科学的内涵、本质与作用.自然辩证法通讯.,9(1):53~59

    [6]    王国聘.2014.生态整合:哲学视野下的生态学方法.南京工业大学学报(社会科学版),3(2):5~11

    [7]    RivhardAD.叶兆宁译.2012.第二维度:跨领域概念——解读《K-12科学教育框架》.中国科技教育,(4):40~44

    [8]    温•哈伦.韦钰译.2011.科学教育的原则和大概念.北京:科学普及出版社,19~26?

   

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