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高中生物学教材中“章起始课”的特色与展望

2022-08-12唐泽君居顺华

中学生物学 2022年6期
关键词:生物学领域科学

唐泽君 杜 晶 居顺华 张 维

(伊犁师范大学地理与科学学院 新疆伊犁 835000)

1 引言

《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《课程标准》)明确要求教材单元与章节的划分既要考虑内容的相对独立性,也要考虑彼此的衔接,课程内容的组织与呈现方式应当体现学科内在逻辑与学生认知逻辑的统一。作为教材的重要逻辑组成部分,章起始课是大概念统领下整章内容的“大纲”,内容包括章引言、章头图和本章第一节的内容。下文试图通过挖掘教材中“章起始课”的设计特点,就其潜在的教学价值提出展望,以期为一线教育者的章起始课教学提供参考。

2 “章起始课”在教材中的设计特点

章起始课为每一章开头进行的第一课,主要目的为启发学生构建章节整体结构,渗透生物学思想与研究方法。2019年出版的人教版高中生物学教材,每一章都设有章头图和章引言,教师若将二者融入第一课时的教学,能够对本章内容的知识要点、思想方法进行铺垫。

作为全章的统摄,章起始课不仅紧紧围绕显性知识点,还渗透着新章为什么要学、怎么学习等隐性内容。章首页(包含章引言、章头图)是绘制全课教学蓝图的“引子”,对落实生物学学科核心素养有重大作用。

2.1 为什么学——落实社会责任感

“为什么学”是学习动因,关乎学习内容的价值和意义,包括科学价值、思维价值、应用价值和文化价值,与“社会责任”的内涵不谋而合。《必修1·分子与细胞》第一章的章引言中对2017年世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生的事件进行了描述,将细胞研究的科学价值表现得淋漓尽致,落实了科学技术造福人类社会的社会责任感(STS)。此外,必修1第三章的人工合成胰岛素、第四章的治疗高血压药物和《必修2遗传与进化》第一章的“长相、身高、体重、肤色、天赋”、第四章的苏云金杆菌抗虫棉、第五章的白虎与黄虎等,都能够帮助教师全面掌握本章的内容价值,并据此引导学生从已有的生活经验与知识出发,促进学生高效学习。

2.2 学什么——落实生命观念

“学什么”的关键在于以核心素养为指导,将新课标倡导的“大概念”落实到教材编写当中。“生命观念”是指对观察到的生命现象及其相互关系或特性进行解释后的抽象,其形成基于大量的生物学概念与生物学事实和现象。在必修1第一章的章起始课提到:“为什么单细胞生物能独立生活,而多细胞动植物必须依赖各种分化细胞的密切合作才能完成复杂的生命活动?为什么细胞的形态各异,但却有着大致相同的基本结构?为什么细胞的活动离不开细胞?”这些叙述简洁明了地阐述本章学习的内容为“各种细胞具有相似的基本结构,但形态与功能有所差异”的重要概念,落实了结构与功能相适应的生命观念。

在“学什么”的表征上,教材也按照一定的逻辑顺序进行设计。例如,必修1第一章的内容为由单细胞到多细胞,体现了从简单到复杂的逻辑顺序;第四章中从比较发烫石头与未发烫植物的现象,到探索光合作用化学反应的微观本质,体现了从现象到本质的逻辑顺序。

2.3 怎么学——落实科学思维与科学探究能力

“怎么学”即是教师通过章起始课的教学,让学生知道用什么方法学,并对本章的学习做出科学合理的整体化设计和安排。教材采用“图(章头图)文(章引言)并茂”的方式对“怎么学”进行落实。例如,必修1第一章中采用颜宁使用显微镜观察细胞的工作图,直观表达出探索细胞奥秘的过程离不开显微镜的使用。必修2第一章“遗传因子的发现”章起始课中的描述“让我们从一百多年前孟德尔的豌豆杂交实验开始,循着科学家的足迹探索遗传的奥秘”“八年耕耘源于对科学的痴迷,一畦畦豌豆蕴含着遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路,数学统计揭示出遗传的规律”,寥寥数句便将孟德尔的科学探究史作为整章学习视角,将实验探究作为学习方法;此外,为了配合章目录,教材进一步在该节章起始课“问题探讨”栏目介绍了“融合遗传”原理,为孟德尔的豌豆杂交实验中的“假说-演绎法”学习提供推动力。由此可知,章引言与章头图对整章知识体系、逻辑和结构顺序起引导作用,可视为章起始课的设计基点。

3 “章起始课”在教材中的分类

在生物学教材中,由于章起始课所处的知识领域不同,所在的位置也不同,其在高中学段中所承载的功能也有所差别。结合《课程标准》对教材编写的内容要求,即以“核心概念”为依据划分领域,一个领域可由几章组成,领域内部具有很强的关联性。处于领域前端的章节成为领域起始章,该章首课即为领域章起始课;领域起始章之后的章为领域沿途章,该章首课即为领域沿途章起始课。据此,章起始课可划分为领域起始课、领域沿途起始课两大类目(图1)。

图1 章起始课类目的划分

例如,“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”领域由必修1的第一、第二、第三章共同组成;第一章“走进细胞”中的章起始课是“细胞是生命活动的基本单位”一课,该起始课称为该领域的领域章起始课;第二章“组成细胞的分子”与第三章“细胞的基本结构”的章起始课分别为“细胞中的元素和化合物”与“细胞膜的结构与功能”,二者皆为该领域的领域沿途起始课。

3.1 领域起始课

不同于普通章,作为领域的起始章具有初始性,本章起始课具有先行组织者的重要作用。

例如“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”领域的章起始课设计,不过多涉及细胞基本结构的内容,而是偏重从系统的视角看生命世界:细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统、生物圈,是不同的生命系统。教材在阐述生物界的统一性过程中有意将动植物细胞的共同结构基础、多种多样的细胞形态植入其中,构成“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”的概念。教师要将宏观生命现象与细胞微观形态图片嵌入以揭示生命系统的不同层次,应用发展的眼光展现“细胞学说建立”的科学史,引导学生认同科学发展具有注重观察与实证、需要总结归纳,科学的发现依赖技术的进步,科学理论的建立往往需要经历不断修正完善的过程等特点。

3.2 领域沿途起始课

领域沿途起始课可理解为中程起始课,指的是处于领域沿途地带的过渡章起始课,是构架新、旧知识之间的桥梁,展示生物学知识与学生思维的连贯性。因此,此类起始课教学有先前经验、已有研究方法与思考路径的支持,较易实行。从整章角度来看,领域沿途起始章一般与领域起始章呈现纵向关联。

在必修2第一章至第五章所聚焦的“遗传信息控制生物性状,并代代相传”概念中,“基因的本质”章起始课的基本思路离不开“遗传因子的发现”的思维设计:该领域起始课已经理清了分离定律发展脉络和实验探究思想,领域沿途起始课则是使用实验探究框架,以这种纵向关联凸显生物学“勾连上下”式生长与发展的整体性。从“遗传信息控制生物性状,并代代相传”领域视角来看,“基因的本质”一章的起始课可以看作该领域的沿途起始课,具有实验探究思想的同构性,可类比次第展开(图2)。

图2 实验探究思想整体框架

4 “章起始课”的挑战与展望

4.1 挑战

章起始课对教师的生物学教学提出了挑战。生物学教师,首先不仅仅需要对每一章课程进行深入整体分析,还要对生物学课程的核心素养了如指掌。教师需要整体分析本章甚至本领域课程的基本内容、科学方法、科学思想,分析本章的教学本质;整体分析本章教育价值,基于大概念促进生物学学科核心素养的发展。其次,教师需要研究学生,研究学生学习时的生理与心理特点等学习习惯、已有的生物学知识与经验、对科学方法的掌握程度等,在综合考虑的基础上凝练学生的学习目标。

4.2 展望

章起始课越来越受关注,其理念与“整体化教学”“大单元教学”不谋而合。基于教材整合而展开的教学,教师要注意考虑组块化知识或领域化知识,考虑章与章之间、领域与领域之间的关联性,以实现自然过渡。就目前来说,章起始课在“教—学—评一致性”的链条上,在教学评价或课后设计等方面的研究稍有欠缺,需进一步优化。在章起始课整体目标与生物学学科核心素养的统领下,教师需要理清逻辑、配置评价、配套作业,从而实现章起始课功能的进一步挖掘。

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