生物学学科思想的内涵、育人价值及其对教学的观照

王姗欢 崔鸿 张秀红

基金项目：武汉市教育科学规划第六批教师个人课题“高中生物学单元整体教学中的境脉设计及实践研究”（编号：2022G414）。

摘  要  从指向对生命的理解和对生物学的理解出发，生物学学科思想的内涵包括生命观念和生物学本质两个方面。生物学学科思想是生物学知识的内核，蕴含着丰富的学科育人价值，主要表现在以下三个方面：一是回归主体的生命性，认识人的自然本质；二是关注主体的系统性，揭示人的社会本质；三是审视生物学的演进，发展人的精神本质。生物学学科思想观照下教学的回应体现为：开展单元教学，促进学生对大概念的理解；引入科学史，助力学生形成科学世界观；创新实践活动，发展学生学科核心素养。

关键词  生物学学科思想；教学；观照

中图分类号  G633.91

文献标识码  A

文章编号  2095-5995（2023）06-0072-03

生命科学经历长期的发展和研究过程，逐渐形成了自身的知识体系和方法体系，并在此基础上形成了哲学层次上的学科思想。

一、生物学学科思想的内涵

一方面，生物学学科思想应指向对生命的理解。生物学家恩斯特·邁尔认为，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世纪新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]由此可以看出，生物学学科思想的核心指向是理解生命，回答生命“是什么”、“怎么样”和“为什么”等基本问题，这一点与生物学学科核心素养中的“生命观念”一致。生物学学科思想最核心的是进化思想和生态学思想。其中，人类是大自然演化的产物，同其他生物一样是自然界中的一员，而不是凌驾于其他物种之上的主宰。除了进化思想和生态学思想之外，生物学中还有系统观、稳态与平衡观等思想体系。

另一方面，生物学学科思想还应指向对生物学的理解。第一，生物学本质上是一门自然科学，具有自然科学的属性。生物学知识体系（包括概念、原理等）是相对稳定的、可证伪的和重新建构的。生物学也是一种探究的过程，并在探究过程中形成了科学研究特有的思维方式。第二，生物学还具有不同于其他自然科学的特点。由于生物学的研究对象是复杂而多样的生命系统，不能用简单的线性思维去研究。这就要求学习者能对生命现象作多因素、多角度的分析。此外，由于人类是生物学的研究对象之一，因而生物技术的发展和运用往往会给社会带来一系列伦理和道德问题，如何避免这类问题的出现是研究者们要特别注意的。

总之，生物学学科思想指向对生命的理解和对生物学的理解，其内涵包括生命观念和生物学本质两个方面，这两个方面并不是完全割裂的，而是相互补充和联系，共同建构了生物学学科的灵魂。

二、生物学学科思想的育人价值

（一）回归主体的生命性，认识人的自然本质

人同其他生物一样，是受遗传程序控制的，必定会经历生长、发育、衰老直至死亡的生理过程。例如，进化思想的重要育人价值体现在对人的生物属性的认识上。几乎每个儿童从建立自我意识开始，都会问到“我是从哪里来的？”直到学习有关“生物的生殖、发育与遗传”的生物学内容时，他们才认识到自己能来到世界上非常不容易。一个精子从几亿个精子中脱颖而出，跨越重重障碍，最后与卵细胞相遇并融合，二者形成受精卵。随后受精卵开始分裂、分化，植入母亲的子宫内，生活280天左右。在这个过程中，胎儿通过胎盘、脐带从母体获取营养，继续发育直至成熟。最终，新的生命便在母亲的痛苦和欣喜中诞生，这是自然选择的结果。

（二）关注主体的系统性，揭示人的社会本质

众所周知，马克思主义十分强调人的本质的社会性。关于人的社会本质，教师可以引导学生从系统观视角出发来理解。生命系统具有群体性。人们因为血缘关系和社会分工不同而结成不同的社会关系，参与社会生活，共同解决人的生存和发展问题。

所以，在中学生物学教学中，教师需加强学生的社会认知与社会理解，即认识到科学、技术、社会（STS）的相互影响，至少应认识到科学与技术的发展在给人类的生产生活带来便利的同时，也要防止因个人功利主义而造成的科学技术灾难或违背伦理问题。更为重要的是，对于人的社会本质的揭示应转化为社会参与或社会行动。为此，应把整个人类社会看作一个“大系统”，每个人是处于社会系统中的一个要素，虽然每个人能作出的社会贡献是有限的，但由于“整体大于部分之和”，故所有人加起来的社会贡献总和将是无限的。

（三）审视生物学的演进，发展人的精神本质

亚里士多德指出，具有“理性灵魂”是人不同于动物的特点，即人的本质除了具备其自然属性和社会属性外，还包含精神本质。人的精神本质主要表现为人的理性，如求真精神。通过审视生物学的演进历程，可以发展人的精神本质。

自然科学的知识体系是人类在一定历史阶段对自然界的认识，具有相对正确性。具有自然科学属性的生物学亦如此。随着人类实践活动的深入，前人认识的成果有可能会遭到质疑甚至被推翻，从而推动科学不断向前发展。

例如，罗伯特森根据电镜观察结果把细胞膜描述为静态的统一结构，遭到科学家的质疑，最后根据人鼠细胞融合实验等实验证据得出“细胞膜具有流动性”，无疑体现了人类求真的精神本质。

三、生物学学科思想对教学的观照

（一）开展单元教学，促进学生对大概念的理解

《普通高中生物学课程标准》（2017年版2020年修订）（以下简称《新课标》）提出高中生物学课程的基本理念包括“内容聚焦大概念”[3]。对于“大概念”的理解，需注意以下几点：首先，大概念是一个上层综合概念，居于学科的核心；其次，大概念的“大”未必表明内容广泛，大概念可以是一个学科的大观念，也可以是一个学科单元的大观念；最后，大概念是抽象的，其习得是缓慢的，是逐渐深化的过程。[4]教师可以从聚焦大概念的视角出发，进行单元教学设计，将大概念蕴含的学科思想凸显出来。

现以“概念2  细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”中抽取的主题“细胞通过分裂实现增殖”为例，说明单元教学设计的流程。首先，从生命观念、科学思维、科学探究、社会责任等维度确定4个学习目标；其次，为达成每一个学习目标，设计针对性的核心问题；接着，为解决这些核心问题，设计相应的学习活动；最后，进行学习评价。如图1所示，“学习目标1”的表述为“从生命发生、发展、延续和消亡视角，描述细胞通过不同方式进行增殖，阐明有丝分裂的意义”，那么针对“学习目标1”的“核心问题1”就可以设计为“细胞有哪些不同的增殖方式呢？其中有丝分裂的意义何在？”为解决“核心问题1”，教师可将“学习活动1”设计为“以人体、蛙为例，讨论细胞增殖的方式；分析人体细胞染色体数目的恒定机制及意义”，最后引导学生通过“记录回答问题的表现”进行自评与互评等。其他学习目标的达成也依照上述思路进行设计，详见图1。总之，教师可以遵循如下思路“剖析大概念→设计单元学习主题→制订学习目标→提出核心问题→设计学习活动→评价学习活动”进行单元教学设计；反过来，学生通过参与活动，亲历动脑、动手的体验与探究过程，完成对核心问题的解决，促进学科思想的显现，最后深化对大概念的理解。

（二）引入科学史，助力学生形成科学世界观

《新课标》中提到“科学会受到社会和文化的影响”。历史上的科学曾隶属于哲学范畴，每一时期的科学都受到当时哲学的影响，同时又以自己的成就影响哲学，影响着人类对世界的根本看法[5]。可见，科学史的挖掘对学生形成科学的世界观具有重要作用。

例如，在讲授“光合作用的探究历程”时，教师需补充亚里士多德的贡献。早在公元前3世纪，他就提出植物生长所需的营养全部来自土壤中的“土壤汁”。他的观点源自他的观察和类比推理，只不过他的观察不彻底，甚至看到了“假象”。此时，教师启发学生认识到经类比推理得出的观点不一定正确，并继续追问：如何证明亚里士多德的观点是错误的呢？学生立即就能回答出用实验的方法，那么就自然引出比利时科学家海尔蒙特的“柳树栽培实验”。他通过历时5年的浇水实验证明植物生长依赖于水，这个结论影响了人们对植物生长的认识长达一个世纪，但他没注意到空气的作用。

直到100多年后，英国科学家普利斯特利通过实验证实，植物可以更新因蜡烛燃烧、小白鼠呼吸而变得污浊的空气。1779年，荷兰科学家英格豪斯重复500多次普利斯特利的实验，结果才发现普利斯特利的实验只有在光下才能成功，只有绿叶才能更新污浊的空气。“植物为何能起到更新空气的作用？”对这一问题的解决又经过了科学家们漫长的探索。可以说，生物学史实际上是不同历史时期的科学家之间进行“对话”的思想发展史。学习生物科学史能帮助学生“重走”科学家探索生物世界的道路，逐渐形成科学的世界观。

（三）创新实践活动，发展学生学科核心素养

《新课标》明确提出“教学过程重实践”，这就要求教师高度关注学生学习过程中的实践经历。这里所提出的“实践”包含实验活动、模型制作等课堂实践和社会实践。在社会实践方面，教师可以精心设计学习主题，开展研学旅行等活动。比如，武汉某中学生物学教师提出“践行生态文明”的学习主题，引导学生搜集关于武汉市青山区工业发展的历史资料。接着，学生通过开展访谈、研学旅行等活动，走进青山区戴家湖公园，了解戴家湖公园由粉煤灰堆场化身为城市“绿肺”的方式、过程、意义，能深刻体会到“海绵城市”工程的科学魅力。通过开展这样的研学活动，学生会发现青山区的生态环境日益改善，正从工业文明向生态文明转变。而这一转变可以用生态学思想进行解释，而学生也能自觉地运用生态学思想指导自身的生态文明行动。无疑，这样的社会实践活动将有效促进学生生物学学科核心素养的提升。

综上所述，对学生的成长而言，学科知识是“思想之种”，教学活动则是“土壤”和“发育过程”。那么，挖掘生物学知识所凝结的思想要素，通过转化促进知识的精神发育，将生动地诠释人的本质属性。因此，教师要领会这种观照并对其作出积极而正确的回应，在遵循生物学学科思想的统摄性和包容性原则的基础上精心备课，聚焦大概念，精选科学史，重视实践活动，创造性地将教学的时间、空间进行有效的组织，使“思想之种”在学生心中生根发芽，切实发展学生的核心素养。

（王姗欢，华中师范大学生命科学学院 武汉经济技术开发区第一中学，武汉 430056；崔鸿 张秀红，华中师范大学生命科学学院，武汉 430079）

参考文献：

[1]迈尔.生物学思想发展的历史[M].涂长晟，等，译.成都：四川教育出版社，2010：45-55.

[2]美國国家科学院研究理事会.二十一世纪新生物学[M].王菊芳，译.北京：科学出版社，2015：14-15.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社，2018：2.

[4]盛慧晓.大观念与基于大观念的课程建构[J].当代教育科学，2015（18）：27-31.

[5]蔡铁权，陈丽华.当代科学本质观的文化趋向与科学教育改革[J].全球教育展望，2010（7）：83-88.

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