高中生物学教学到底要教什么

许东升

(江苏省南京师范大学附属中学 210003)

高中生物教学的基本问题有两个：教什么和怎么教。前者关乎教学内容；后者关乎教学手段和方式。教学内容决定着教学方式，教学形式服务教学内容。高中生物学教学最为关注的应该是教什么，大多数教师通常认为教学就是将教材中显性的知识传授给学生，而真正的教学不只是知识的传授，更应注重学科背后隐性的知识的教学，例如生物学科思想、实验研究的方法和过程、科学探究的精神，学科的美育、生命观念、社会责任等，因为这些是高中生物学教学的精髓。

1 教学科思想

生物学知识的教学只是信息的传递，而生物学科思想的教学才能使学生形成观点和技能。高中生物学教学的根本目的应是让学生掌握具有普遍意义和广泛迁移价值的规律性的知识，即生物学科的思想。

生物学科的思想是指人们通过对生物学知识深入的研究和认识而抽象出来的对生命本质的认识。它是高中生物学知识的灵魂，是教材显性知识的升华与结晶，它支配着教学实践活动。在平时生物学教学中，将学科思想浸入学生的思想中，达到润物细无声的效果。生物学科思想较多，例如生物体的结构和功能相适应的思想；对生命世界应朝微观和宏观两个方向进行认识的思想；生命世界中无论是细胞、个体还是生态系统都是一个动态平衡的体系的思想；生物是在不断进化的思想；研究生命活动现象和规律的方法通常是从特殊到一般，再从一般到特殊的思想；开展实验研究应是先观察后实验、再实验验证的思想；生命体代谢中的矛盾的对立与统一的辩证唯物主义思想；人类开发自然资源应遵循可持续发展的思想等。

高中生物学教材蕴涵着丰富的生物学科思想，这些思想潜藏在教材的字里行间，需要教师进行深入分析、提炼才能显露出来。此类传授会提升教学效果，同时也会影响学生的学习方式和思维方式。

2 教实验方法

生物学科是一门以实验为基础的自然学科，大量的学科知识是通过实验获得的。科学的实验探究是对生命世界认识的最有效的方法。实验教学也是《普通高中生物课程标准》要求完成的重要内容。高中生物学教学规定考查的实验内容虽多达20个，但实验的方法和思想却有着相似性。

生物学科中的实验有验证类、调查类、探究性实验等，其中探究类实验是研究和发现生物学规律的重要方法。在探究类实验教学中重要的是教会学生设计探究实验的具体方法和步骤。实验步骤通常列为四步：①对实验对象进行均等分组并标号；②用实验变量对各组实验对象进行处理，处理后置于适宜且相同的环境中培养、反应或生长等；③对实验对象进行观察、测量、统计等获得实验数据；④对实验数据进行分析处理、交流等并得出相关结论。探究性实验的设计应遵循五个原则：对照的原则、等量的原则、单一变量的原则、平行重复的原则、科学性原则等。同时要学生明确每个原则的目的和意义，这是科学探究实验教学的核心和灵魂。

选择科学的实验方法是实验成功的基础。生物学发展史上，科学家所采用的大量的科学实验方法是值得学习的。最初人们所用的观察法、解剖法，是对生物的形态、结构进行的认识。随着物理学、化学等科学技术手段的不断改进，人们对生命的研究进入微观的分子水平，从而开启了对生命的微观的生理学的研究的大门。例如，利用放射性同位素标记法研究发现DNA分子是遗传物质、DNA分子的半保留式复制、光合作用过程中氧的来源和碳的转移途径等；利用核磁共振、X衍射线晶体射法研究观察蛋白质和DNA的三维空间结构，为DNA分子的双螺结构的揭密及蛋白质工程的发展提供直接的证据；随着化学科研技术水平的提高，用分光度来估计蛋白质分子大小，用电泳技术分离蛋白质、DNA等生物大分子等；PCR仪的发明使DNA分子在体外进行扩增成为了可能，很大程度上推动了基因工程的发展等。孟德尔和摩尔根等都用假说演绎法发现了遗传学中的三大遗传定律，萨顿用类比法发现了基因和染色体之间的关系；生物学家还通过数学建模的方式研究种群数量变化的规律，用物理建模的方式研究发现细胞膜的流动镶嵌模型、DNA分子双螺旋结构等。学习科学家在实验前选择科学的实验方法是实验中非常重要的一环。

3 教探究精神

生物学家在探索发现生命活动的规律时所经历的曲折的、复杂的思维过程，对数据分析、归纳整理、实验结论的总结，甚至推翻实验结论重新开展研究，重复实验不断完善科学的结论等都是值得学生学习的经典素材。每个科学结论的背后都饱含着许多甚至几代科学家所经历的艰辛的科研历程。这些在教材中往往没有用较多的篇幅进行介绍，但这恰恰又是生物学课堂应特别关注的，而且教师需要通过精心设计，将教材中这些简洁的语句激活，使学生在学习生物学知识的同时，深刻领会科学家勇于探索、思维不断攀升的过程。

在科学实验过程中科学的实验思想比实验方法更为重要，实验思想引领着实验研究的方向与进展。例如在发现DNA分子是遗传物质的过程中，格里菲思通过实验提出了“S型细菌中可能存在着某种转化因子”，但由于当时实验思想的局限性和方法落后而没有得到深入研究。不过，格里菲思虽然没有得到科学的结论，但他提出的问题是非常有价值的。16年后，美国微生物学家艾弗里在前人研究的基础上，继续努力，采用将S型菌的各种成分彼此分开单独研究它们的遗传作用的思想方法，找到了DNA是S型细菌中的转化因子。这种思想方法决定了艾弗里对科学的研究迈上了新高度。但艾弗里却限于当时的实验技术水平，不能将DNA与蛋白质100%完全分离开，而使实验结论的说服力不足。14年后，蔡斯和赫尔希通过不懈努力，找到了更合适的材料——噬菌体，采用了放射性同位素标记法科学而严谨地证明了DNA是遗传物质。在探索DNA分子是遗传物质的历史长河中，三个团队的研究依次是经历了对结论的猜想—实验探究得出初步结论—继续完善实验—科学结论等阶段。生命科学的研究历史中，这样的例子还很多。如生长素的发现、胰岛素的发现、DNA分子的双螺旋结构模型的构建、DNA分子半保留式复制、遗传密码子的破译、细胞膜的流动镶嵌模型的构建、光合作用的生理过程的研究与发现等。科学家在攀登生命科学高峰的实践中，处处都富含着科学探究的精神，其中的心路历程是值得学生认真学习和借鉴的。

4 教学科美育

美育是素质教育的重要组成部分，也是高中生物学教学不可缺少的元素之一。生物界丰富多彩，生生不息，是美的源泉，是对学生进行美育教育的有效素材。生物学教师要积极挖掘生物学中的美，把审美教育渗透到具体的教学中去，让学生在学习生命科学知识的同时，美感得到升华，爱生命，爱世界。生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，无论是生命体本身，还是生命活动过程处处都有美。生物学中美的种类很多，有宏观之美、微观之美、进化之美、和谐之美、平衡之美等。

大自然是最好的科学家和艺术家，植物在漫长的的进化过程中，始终遵循着力学和生物学最优法则，其中蕴含着比人类现今所能理解和认识的更深层次的美学内容。例如，植物界中花朵的结构美、对称美、周期美、匀称美、均衡美等；动物界中的保护色、警戒色、拟态，鸟类的流线体形和鱼类的梭形等都是自然界造化美的具体表现；微观世界中，新陈代谢过程中酶的催化始终遵循着正确、经济、高效、专一性的原则，其生物体内新陈代谢的规律为现代管理学提供了最好的模式；最典型的微观之美当属DNA分子双螺旋结构模型,“像两条相互缠绕的美丽飘带”,轻盈欢快，飘逸动感，蕴含着“波浪式前进和螺旋式上升“的积极思想，其结构极大地丰富了建筑学家的想象力。DNA分子更重要的作用是遗传的物质基础，生物之间的差异根本原因是DNA分子的差异，每个个体都力求把自己的DNA准确无误地传给后代。因此，在进化的长河中，DNA的复制具有一套避免出错的机制，它包括RNA引物、错误修复、保证自身的稳定之美等。

生物进化史中的“生物重演律”揭示了生物在个体发育中重现其祖先的主要进化阶段，或者说个体发育史是系统发育史的简单而迅速的重演，这一规律充分体现了作为部分的个体与作为整体的系统之间的和谐一致之美，通过对个体发育的观察与研究揭示了生物进化的历程，表明生物的进化是一个不断完美的过程。

5 教学科结构

教学需要教学生既要把书读厚，又要把书读薄。带领学生把书读厚就是需要教师以教材为蓝本去教，常以教材中核心概念为关键词，通过互联网查阅相关资料，拓宽学生知识面；通过讨论，启发学生深入研究与思考，让学生对知识向纵深方向发展，把基本概念、原理及知识点想明白。同时教会学生自己查阅资料，掌握学习的方法，这是教育本质所在，这样书自然就越读越厚。读薄，就是要求抓住教材中的主线和知识结构的脉络，抓住各章节内容之间内在的逻辑关系，形成对教材的局部掌握与整体认识，使学习的知识条理化、系统化，明确各章节之间严谨的逻辑关系，使学生对所学的知识既见树木又见森林。高中生物学教材的三个必修模块介绍的知识有着清晰的知识体系，它从分子→细胞→个体→种群→群落→生态系统，由微观到宏观在不同的层次对生物界进行了阐述。这是隐藏于教材中的一根暗线，是学生必须清楚的。当学生掌握了这条暗线，自然会架构高中生物学知识的框架，从而对所学知识一目了然。由于生物的结构决定了功能，所以无论介绍细胞、器官、系统还是生态系统都是从结构入手，然后介绍功能；介绍生理功能时依次是生理过程、影响因素及应用。

可见，只有找到知识之间的联系及共性，对学科知识体系通晓义理、融会贯通，才能在教学时达到触类旁通、左右逢源的效果。