彰显生物学的理科本性

《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称“2011年版课程标准”）已于2012年1月正式颁布实施，基于2011年版课程标准而修订的教材也于2012年9月从七年级开始使用。对于中学生物学教师而言，准确解读这两个文本是当务之急，领悟其精神实质、改善课堂教学是教学研究的重中之重。

一、准确解读两个文本，领悟其精神实质

1.2011年版课程标准的主要变化

历经8年研究和修订，作为我国生物学课程发展和走向成熟的重要标志，2011年版课程标准终于在年初颁布实施。对照实验稿课程标准，我们不难发现本次修订的基本特点：修订后课程标准在课程理念、课程目标、课程内容及学生学习方式等重大方向、思路和架构等方面仍然保持稳定，没有进行颠覆性的改变；增强了课程标准内容和图文描述的科学性、准确性及可行性；强化了课程性质、教学建议和评价建议等内容；内容标准具体描述了适合7～9年级学生学习和理解的生物学重要概念。[1]2011年版课程标准的主要变化有3个方面：

（1）明确了课程性质。“生物科学有着与其他自然科学相同的性质。它不仅是一个结论丰富的知识体系，也包括了人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。”本次修订进一步廓清了生物学课程性质，将有助于改变教师的教学观念，改进课堂教学方法，彰显生物学的理科本性，让初中生物学真正成为一门“自然科学领域的学科课程”。因此生物学教师应领悟“其精要是展示生物科学的基本内容，反映自然科学的本质”，“既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有观点以及解决问题的思路和方法”，让“学生主动地参与学习过程，在亲历提出问题，获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习得生物学知识，养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力”。

（2）凸显了重要概念。2011年版课程标准在课程内容方面的最显著变化是确立了50个重要概念，并且是以揭示内涵的方式表述这些重要概念。如“绿色植物能利用太阳能（光能），把二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物，同时释放氧气”。而在具体内容部分仍然保留了教师们习惯的“行为动词+术语”的表述方式，如“阐明绿色植物的光合作用”。这种继承和发展的直接意义在于：进一步明晰教学重点，有助于减轻学生负担；进一步明晰教学目标，防止教学中人为拔高或降低教学要求；进一步改善初中生物学的概念教学，为学生自主建构重要概念腾留较为充裕的时空；进一步明晰教学评价标准，有助于实施基于标准的教学评价。

（3）强调了探究教学。2011年版课程标准再次强调“引导并组织学生进行探究性学习”，并明确指出：“生物学教学不仅是教师讲解和演示的过程，也是师生交流、共同发展的互动过程。教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践。这种有目的、有步骤的学生自主学习活动主要包括对生物及其相关事物进行观察、描述、提出问题、从各种信息渠道查找信息、提出假设、验证假设、思维判断、作出解释，并能与他人合作和交流等。”

2.基于2011年版课程标准的教材修订

诚然，教材不是圣经，但是对于中学师生来说，教材是教与学中最重要的文本材料，对于教与学的影响是其他任何材料无法超越的，因此以一种理性的态度解读教材、用好教材是目前教学的首要任务。下面就以江苏省主流的苏科版教材修订为例，简要说明其主要变化。

（1）优化教材结构体系，强化教材特色

教材以“生物与环境的密切关系”为核心构建教材体系，打破了国内过去按照生物学分支学科构建教材体系的传统做法，从“人—生物—环境”的视角鲜明地突出了生物与环境相互影响、相互制约的密切关系。教材结构体系方面的优化主要体现在：增写第1单元第1章“生物学——研究生命的科学”，在教材开篇初步介绍观察、实验、科学探究与生命科学研究和生物学学习的关系，既为后面的学习奠定基础，又突出了科学探究这条主线；将原教材的第5章“绿色植物是有机物的生产者”调到第3章“人体的物质和能量来源于食物”之前，将原教材第10章“水中的生物”调到第9章“地面上的生物”之前，既强化了学科知识的逻辑顺序，又较好地适应了实验取材的季节性；在“水中的生物”一章中增写“扁形动物”，在“土壤里的生物”一章中增写“线形动物”，具体内容主要放在信息库中；删除了原教材第9章第3节“地面上丰富的生物资源”，将原教材第1章第5节“科学探究的方法”修订后调整为修订版教材新增第1章第2节，将原教材第13章第4节“我国特有的珍稀生物”纳入修订后的第27章“保护生物多样性”中；增设“重要概念”、“主要活动”、“探究技能”等栏目，进一步明确重要概念及其相应的探究活动，以呼应2011年版课程标准的修订。

（2）增设“探究技能”专栏，强化探究性学习

原教材在内容呈现上以“问题情境→引导探究→问题解决→建构知识”为序，探究活动、自主讨论贯穿于各章节，成为与知识主线并列的另一条能力主线（见下图）。为了强化探究性学习，切实提高学生的探究能力，凸显教材的“知识—能力”双主线特色，本次修订增设了“探究技能”专栏，按照两个年级四册教材整体构思进行了系统设计，从而实现学生探究技能由浅入深地螺旋式提升。

（3）重点修订“本章学到了什么”栏目，强化三维目标检测

原教材因为有配套的练习册，故“本章学到了什么”栏目中题型相对比较单一，主要考查和检测基础知识。根据教育部调查反馈意见和教材编写组专项调查反馈信息，本次修订将“本章学到了什么”栏目作为重点之一。其修订的基本思路是：采用国外先进的图形组织者（Graphic organizer）的形式，加强概念图学习工具的使用，引导学生填写概念图，从而对本章重要概念进行归结；对知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观进行全方位地关注，加强单元教学目标达成度的自我检测和诊断，为教学反馈与提升提供可靠依据；“本章学到了什么”包括基础训练和能力提升两个层次的题目，所研制的题目少而精，典型性与创新性相结合，具有一定的选择性和层次性。

二、针对教学现实问题，彰显理科本性

形式教育论与实质教育论之争早已成为历史，但是两者的本质——知识与能力的关系也许是一个永恒的教育话题，因为它们以各种各样的形式、若隐若现地表现在教育理论与实践之中。培根曾说，知识就是力量；现在更多的人认为，知识必须转化为能力和技术，才能产生力量。环视周遭生物学教学的现实，我们难免为一些现象而忧心忡忡：课堂中充斥着大量的记忆，教学以记住事实、概念为主要目标；不少校长、家长甚或部分生物学教师都认为生物学科是文科，或介于文理之间，是记忆性学科；一些学校的课程表中出现了生物学科的早读课；网络中被热炒的《生物学科经典语句》成为学生曲不离口、本不离手的速记手册，就好比学生手中的英语单词本；背诵和默写成为一种教学与评价手段进入生物课堂，同时还是家长关心、检查和督促孩子学习的杀手锏；高考、中考中生物学科的高分一度被记忆能手斩获，高分低能至今还被人们挂在嘴边……如此看来，生物学科教学中知识与能力的协调发展确实具有重要的现实意义，尤其在知识被过于强化的今天，注重能力培养、呼唤能力回归需要有清醒的认识和切实的行动，而不是仅仅在口头上屡屡重申“注重能力”、“能力立意”。生物学科是理科，理科的本质特征在于理性思维和科学探究，因此课堂中如果一无理性思维的流淌，二无探究活动的开展，那么生物学就已经被驱逐出理科世界。鉴于此，践行2011年版课程标准，其核心使命在于彰显生物学的理科本性。生物学课程是理科课程，理科课程要讲理、求理，让生物课堂流淌思维理性，让学生在探究活动中变得心灵手巧。

1.在概念学习中发展思维

概念是人们对事物本质认识的结果，生物学概念是生物学课程内容的基本组成，它处于学科的中心位置，因此概念教学是教学及其研究的重要领域。现在课堂教学中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象仍然比较严重，这是不争的事实和严峻的现实。概念教学的最终目的肯定不是让学生记住生物学事实和概念定义，而是帮助学生通过对事实的抽象和概括，自主建构生物学概念，并以此解决新情境下的相关问题。用哲学观念来分析，概念是思维的基本单位。概念教学的重要原则是，无论是建构概念还是应用概念都需要充分调动学生的思维。概念的获取需要从学生收集和处理信息出发，教师提供各种各样代表性的事实只是为概念形成提供支撑，概念的获取应该是学生的一种主动获取。

现在以苏科版教材第3章“人体的物质和能量来源于食物”教学为例，简要探讨一下概念教学中发展学生思维的方法与策略。本章共有4节内容，依次是：“饮食与营养”、“营养物质的作用”、“合理的膳食”、“人体对食物的消化吸收”，教学的宗旨并不在于告知营养物质的概念、类型和作用，合理膳食的原则与方法，消化吸收的过程和机理等等。这种结论式的告知实质上是一种外加的强力灌输，使学生的学习成为一种被动式的学习。这种教学方法不但没有帮助学生自主建构知识、揭示本质，而且没有改善学生的思维品质，因为没有观察与分析、理解与迁移，学生的思维是停滞的。因此，教学应该遵循学生的认知规律，按照学生可接受的方式进行设计：第1节内容的学习以验证性实验获得感性认识，从而知道食物的主要成分；第2节内容的学习方式以探究性活动为主，从中得出关于不同食物的热价不同的结论；第3节和第4节内容的学习则以前面学习过程中的直观感知和活动探究为基础，对人体合理膳食和消化吸收等问题进行理性分析（见下页图）。[2]

在概念教学中激发学生思考的关键在于问题，因为思维往往是在问题的引导下起步的，然后在过程中历经“艰难险阻”、跨过“千山万水”，到达成功的彼岸，其中分析问题与解决问题这一过程的价值是不言而喻的。而要达成这样的教学目标，首先需要创设富有启发意义的问题情境。下面是几道美国中学生物学奥林匹克竞赛（简称USABO）试题，可能会给我们带来一些启示：①你的父母在你8岁、高4英尺时，为你建一树屋。树屋放在离地5英尺的枝条上，树高20英尺。现在你已经17岁、高6英尺了，而树高已达50英尺。问树屋现在离地多高？②假设你找到一块木头化石，拿给考古学家鉴定，他认为是棕榈化石，其依据是什么？③小鱼在捕食时，都会像球一样迅速集合，这样做是为了什么？④一位农民养了三头公牛，一天他的一头母牛进入发情期而闯入公牛牧场。结果，这一冒险举动生了一头小牛，这头小牛的父亲是谁（附DNA指纹图）？这些问题情境鲜活而生动，可以激发学习的兴趣和探究的欲望。接下来的关键则是如何引导学生透视问题的内在本质，这需要教师进行层次性引导，构建思维阶梯，实现有序过渡；让学生充分思考，进行深度交流与互动。

2.在科学探究中创新思维

科学探究是我国理科课程标准的共同理念之一，它不仅是学生“做科学的过程”，也包括学生对科学本质的理解和创新思维的发展。“大胆假设，小心求证”应成为学生学习和思维的习惯，而培养这种习惯必不可少的前提是为学生创设一个平等自由、宽松和谐的学习环境。目前课堂教学中许多探究性活动标准化、格式化现象严重，这样的“科学探究”显然不能激活学生的思维，不过是一种封闭的、固定的程序，教学目标始终锁定的是“模仿”，没有发现和创造，培养出来的最多是一个实验的“熟练工”。因此，科学探究需要突显自主性、探究性，如改验证性实验为探究性实验，改“标准化”实验步骤为自行设计实验方法等。例如，关于“探究蚂蚁的觅食行为”的实验教学，我们的教学体会和建议是[3]：

（1）让学生自主选择课题。关于探究性学习的课题，不能囿于教材内容，不能只局限于食物颜色和气味与觅食行为的相关性，除此以外，食物的形态、大小、位置等都可以列入探究范围。提出问题是科学研究中至关重要的环节，创造始于问题，因此让学生充分想象就是培养创造性思维的开始。让学生自由提出问题、自主选择课题是科学探究的基本原则。但是，我们在教学中常常重视解决问题，而忽视提出问题。

（2）让学生集体讨论方案。通过学生制订的实验方案，我们可以欣赏到学生丰富的个性和创造性，当然其中肯定也存在谬误和欠缺。这些谬误和欠缺是宝贵的教学资源，让学生集体讨论，可以在相互启发中自我纠正、自主建构。因为讨论是一种主动学习的方式，更是一种主动学习的过程。在小组讨论的过程中，教师可以抓住关键、妥善诱导，特别要关注探究课题的价值、单因子变量的设计和实验结果的分析等主要环节。如，食物的选择问题，每个小组提出的食物种类不尽相同：有的用红色糖果与黄色糖果，有的用方形糖果与球形糖果，有的用白糖与红糖，还有的用白芝麻与黑芝麻，有的甚至用白糖与黑芝麻等。其中用白糖与黑芝麻作为食物的实验方案，虽然存在科学性错误，但是极具教学价值，教师可以以此为案例，引导学生从实验可比性、实验结果与分析结论等方面加以分析，明确其中存在的问题，而不一定只是追求形成规范的术语表达。再如，学生们还可能为实验地点而争论不休，有的主张在实验室中进行，有的则极力主张在自然条件下进行。教师可以从实验科学性、可靠性等方面引导学生自我分析，也可以站在蚂蚁的本能立场上启发学生：“蚂蚁被捉回实验室，它们最迫切的欲望是什么？它们最急于要做的事是什么？”

（3）让学生交流分享成果。应重视总结交流研究成果，因为总结交流不仅仅是一种回顾和借鉴，还是一种合作与分享，更是一种评价与激励。

参考文献：

[1]刘恩山.在教学中实现主动探究学习与凸显重要概念传递的对接[J].生物学通报，2012（3）.

[2]赵敏慧.“营养物质的作用”的教学建议[J].中学生物教学，2011（12）.

[3]赵敏慧.“动物的行为”的教学建议[J].中学生物教学，2012（4）.

（吴举宏，江苏省中小学教学研究室，首批教授级中学高级教师，江苏省特级教师，210013）