认真领会四大课程理念，切实抓好生物课堂教学

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认真领会四大课程理念，切实抓好生物课堂教学



四川　冯永康

一、高中生物教学的简要回顾



在我国中学教育中，系统地开设有关生物学的课程始于1903年。回顾中学生物学教育的百年历程，可以大约分成三个大的时期。



1  20世纪上半叶──仿效欧美教育模式的课程标准



1905年，随着持续了一千三百年的科举制的废除，中国传统的经学教育开始转向现代的科学教育，以“博物”为学科名称的生物学教育，正式纳入当时推行的清末癸卯学制《奏定中学堂章程》中。



1912年12月，南京国民临时政府教育部公布了《中学校令实施规则》。在当时的中学学制4年中，博物开设3年。教科书的编写和教学工作，开始逐渐转入中国生物学者手中。



1923年，国民政府教育部颁布了《新学制课程标准纲要》，其中的《高级中学第二组必修的生物学课程纲要》规定开设普通植物学和普通动物学。1936年～1948年，国民政府教育部先后对《课程标准》进行了多次修订。高中生物学的学习内容具有较高的综合性，特别是引入了遗传与进化的知识，并逐渐开设了实验课。



在这期间，我国老一辈的生物学家相继编写出版了不同版本的中学生物学教科书，其中以陈桢所编著的《复兴高级中学教科书·生物学》影响最大。该书于1933年11月由上海商务印书馆出版发行，内容十分丰富、章节编排合理、文笔流畅、图文并茂，很适合高中学生自学阅读。这本堪称典范的中学生物学教科书，在以后的20余年间，经过不断修订共印刷发行了181版，对我国20世纪上半叶生物学教育和科研人才的培养，起到了十分重要的引路作用。



2  20世纪下半叶──基本照般前苏联教育模式的教学大纲



新中国成立后，中学生物课程伴随者社会政治、经济及生物科学的发展而不断地进行演变，中学生物学教育经历了曲折的发展历程。



1952年，教育部颁布了第1部《中学生物学教学大纲》（草案）。大纲规定了生物学教学目的、课程设置、教学内容、教学方法等。



在全面学习苏联的1952～1956年，所用教材都是参考苏联模式编写的。初中取消了生理卫生，只开设动物学和植物学，高中取消了生物学，代以人体解剖生理学和达尔文主义基础，从而大大削弱了关于细胞、新陈代谢、生殖发育等普通生物学基础知识，特别是删去了细胞遗传学方面的内容。同时，整个生物学界对孟德尔-摩尔根遗传学加以批判。在生物教育界则是对陈桢、谈家桢等遗传学家进行批判。这些做法，直接导致了我国1950年代毕业的中学生和大学生，对当时迅速发展的遗传学一无所知，甚至许多生物系的大学生根本不知道孟德尔遗传定律。



1956年8月青岛遗传学座谈会召开后，随着大学和有关科研机构重新恢复遗传学的教学和研究工作，中学取消了“达尔文主义”课程，改教包括有“孟德尔遗传定律”的高中生物学。



1963年，教育部颁布了第2个《中学生物教学大纲》，对中学生物学课程作了符合我国实际情况的一些调整。人民教育出版社根据新的教学大纲编写了新的统编教材，包括初中的《植物学》、《动物学》、《生理卫生》和高中的《生物学》。



1950～1960年代，我国的中学生物学教学是“以知识为中心”，而学科知识又落后于生物科学的迅猛发展，“以学生为主体”的教学思想没有得到怎样的体现。



“文化大革命”的十年动乱期间，全盘否认了中学生物学教材，只简单学习少量的《农业基础知识》和《医疗卫生知识》，中学生物教学受到严重摧残。10年浩劫中生物学课程被取消的后果是，整整一代人在科学文化方面没有得到应有的教育，在生物学方面基本上是一无所知。



1978年全国教育工作会议召开后，教育部颁布了第3个《中学生物教学大纲》，重申了生物学作为中学一门基础课的重要性，中学生物课开始得到恢复。新编写的高中《生物》课本中，包括生物的细胞结构、生理、遗传进化、生态等各方面的现代生物学知识，其知识结构和比例趋于合理，并注意与国际中学生物教育教学接轨。



但是这时的中学生物学教育，还没有得到足够的重视，其地位也没有完全得到恢复。这不仅表现在，与数理化学科相比，学科门类与课时数都是最少的；而且在1978年恢复高考后，生物学没有被列为高考科目，中学生物教学设备极其简陋，师资严重不足。



面对这一情况，1980年，在全国科学技术协会第二次代表大会上，生物学方面11个学会的代表、38位著名生物学家，联合提出了《关于恢复和加强生物学教学的倡议》，迅速引起了国家有关部门的高度重视。《遗传》杂志刊登了北京大学吴鹤龄教授关于“应重视中学生物学的教学”的专题文章。



1981年，高中生物学以总分30分（1982年增加到50分，1986年增加到70分）的科目，回到了高考行列，并将1966年以前只对农医类专业加试生物学，改成了所有报考理工农医类的考生都必考生物学。



1981年，教育部颁布《全日制中学教学计划试行草案》，对生物课的教学计划做了调整，教学时数有所增加。人民教育出版社编写了与之配套《植物学》、《动物学》、《生理卫生》和高中《生物》的教科书。



1985年，当时的国家教委制定了高中两种要求的教学纲要，出版了甲、乙两种不同版本的高中生物教材。当时教学改革的指导思想是：教学要求明确、具体、难易适度，力求使多数教师经过努力教得了，大多数学生经过努力学得了。



1989年，教育部对《全日制中学生物学教学大纲》再次进行了调整，适当减少了教学内容，降低了难度和要求；重视了基本知识、基本技能和学生能力的培养。



1990年，根据中国科学院部分院士建议，生物学部就“关于加强我国中、小学生物教育问题”开展了长达两年时间的咨询调查，形成并通过了《科技兴国 教育为本──我国中学生物学教育亟待加强》的报告。



1993年以后的几年间，除了上海市之外，全国推行实施“3+2”考试方案，以“减轻学生负担”为由，再度取消了生物学的高考资格。由于高考指挥棒的作用，生物课和生物教师不受重视，严重削弱了学生对生物学科学习的积极性，对学生智力的发展、科学素养的形成以及健康的人格都造成了一定的影响。中学生物教学的低潮，更涉及到了大学生命科学专业的招生，进而使我国生命科学的发展出现再度落后的境况。



面对这一情况，广大生物教师和生物科学工作者不断发出恳切呼吁，要求国务院及有关部门正视生物学在当今社会发展中的作用。



1994年，中国科学院生物学部发表了“加强生命科学人才培养，迎接二十一世纪”的文章，文中分析了高考取消生物学考试的严重后果，提出了4项重要建议。



1996年，71位中国科学院院士再次联名呼吁：务必十分重视生命科学的研究，提出恢复理科高考生物学等4点建议。



1999年，广东省率先在高考中恢复了生物学科考试。2000年，首先在津、晋、苏、浙、吉等省市试行“3＋综合”（含生物学科）的高考改革方案。2001年，“3＋综合”的高考方案在全国各省市全面实施。



2001年，重新制订的全日制普通高级中学生物教学大纲和与之配套的3本教科书（必修第一、第二册和选修全一册）开始使用。



2001年6月，在中国科学技术协会第六次代表大会上，北京大学周曾铨教授作了“全社会重视生命科学教育”的重要发言。“21世纪是生命科学的世纪”的观点，已经成为世界各个科学领域科学家的共识！随着数学、物理、化学，特别是生物学的发展，过去让科学家望而却步的生命奥秘，开始逐渐揭开它神秘的面纱。



处在今天这样一个学习化的社会中，从终身教育的角度出发，教会学生“学会做人、学会认知、学会做事、学会共处、学会生存”，促使每一个人的发展更加主动、更加全面，构建“以学生素质提高和学生发展为核心”的现代化生物课程体系，已经成为历史发展的必然。



3  具有中国特色的充满时代气息的新课程标准



伴随21世纪的第一线曙光，中国的中学生物教学迎来了一场全新的机遇与挑战。



经过充分的酝酿和研究，2001年6月，教育部制定了《基础教育课程改革纲要（试行）》，确定了课程改革的目标，开始研制各门学科的课程标准。生物课程标准和教材研制项目组由赵占良、朱正威、刘恩山、刘植义、汪忠等核心成员组成。研制组的全体成员经过大量的基础研究，广泛征求各方面的意见和建议，对拟订的《课程标准》初稿进行了几十稿的反复修改。2003年3月，教育部颁布了《普通高中生物课程标准》。



新的《课程标准》的完成，标志着我国中学生物学课程彻底告别了前苏联的课程模式，摈弃了传统的生物学课程中以学科为中心、以知识为中心的课程体系，正在形成适应我国现实情况和今后发展的生物学教育理念和课程体系，这一标志性工作的完成是我国众多生物学教育工作者血汗的结晶。



《课程标准》在课程性质、课程理念和设计思路等方面，都有了明显的创新。生物学实验作为最重要的课堂教学形式，贯穿于整个教学过程中，突出了对学生认知能力、实践能力和创造能力的培养。



《课程标准》最核心的内容是：四项课程理念（提高生物科学素养；面向全体学生；倡导探究性学习；注重与现实生活的联系）和三维课程目标（知识目标；情感态度价值观目标；能力目标）。



《课程标准》反映了21世纪我国社会发展的需求、学生发展的需要和生物科学的巨大进步，也反映了国际生物学教育的共同特点和我国50年来在生物课程改革中积累的成功经验及相关研究的成果。



《课程标准》的出台，第一次真正实现了以1个《课程标准》编写多重不同版本教科书的模式。在已经出版并使用的5个版本的中学生物学教科书中，均设置了大量的探究性实验，几乎每章、节的内容都是以学生探讨活动为主，教师讲解为辅。通过探究活动的设置和开展，使学生亲历思考和探究的过程，充分激发和展现学生的创新意识；让学生自己在学习中去发掘知识、去寻找答案；使学生在探讨过程中逐步建构自己的知识体系，领悟科学探究的方法。毫无疑问，这种崭新的学习方法，对于学生的终身发展是大有裨益的。

二、细心研读课标教科书，熟悉编写内容的重要变化

《普通高中生物课程标准》是我们进行高中生物新课程课堂教学的重要指南，依据《课程标准》编写的教科书是我们进行课堂教学所必需的基本平台。



作为高中生物学教师，系统而又重点地研读包含着现代生物学核心内容的3本必修模块教科书，熟悉其中编写内容的变化，应该是当前首先要付诸教学实践的学习活动。



同大纲版教科书相比较，高中生物新课程中的3个必修模块从知识内容总体上看，没有发生多大的变化。主要是增加了：①关于科学过程与方法的内容；②科学探究活动内容；③与社会和个人生活相联系的内容。这些都是与《普通高中生物课程标准》中的4项课程理念密不可分的。编写内容的具体变化比较集中地反映在以下4个方面：



1 知识体系的重新构建



浏览人教版课标教科书的3个必修模块可以发现，对原有大纲版教科书（必修1、2和选修）中的知识体系进行了重新构建，具体表现为：



必修模块1《分子与细胞》是以大纲版必修本的第一、第二、第三章和选修本的第二、第四章为基础，抓住“细胞是基本的生命系统”这条主线，构建成细胞生物学的基本体系。包括“走进细胞、组成细胞的分子、细胞的基本结构、细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用、细胞的生命历程”等基础知识和“细胞结构和组分的显微镜观察、酶的探究实验”为主的基本技能。



案例：细胞结构和功能的实验研究方法

必修模块2《遗传与进化》是以大纲版必修本的第五、第六、第七章和选修本的第三章为基础，按照遗传学发展的历史，以“假说──演绎法”的研究特点为主线，依次编排了“遗传因子的发现”、“基因和染色体的关系”、“基因的本质”、“基因的表达”、“基因突变及其他变异”、“从杂交育种到基因工程”和“现代生物进化理论”等七章教学内容。



必修模块3《稳态与环境》是以大纲版必修本的第四、第八、第九章和选修本的第一章为基础,组成了“调节”和“生态”两个相对独立的知识板块。具体内容包括植物的激素调节、动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态、种群和群落、生态系统、生态环境的保护等部分。


重新构建的知识体系，突出了以生物学核心概念为主干，以探究活动为基本的学习形式，呈现出一个“脉络清楚、主次分明、结构合理、严谨科学”的学科概貌，更加有利于教师的教和学生的学。



2 重视生物学核心概念的教学



普通高中《生物课程标准》指出：“知识性内容的选取应当以基本概念和原理为重点。”在课程目标的知识目标中则要求学生：“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。课程标准中这些要求，无疑传递了一个重要的信息：高中生物新课程更加突出了“核心概念”的教学地位。换句话说，也就是将那种片面追求对生物学事实性知识的简单零碎的记忆，转向对“核心概念”的更加准确、完整的表述和深层次地理解和应用。



这里所说的“核心概念”，是指生物学科中最重要的概念性知识，它包括了重要概念、原理、理论的基本理解和解释，是学科知识结构的主干部分。与概念性知识相对应的是事实性知识。事实性知识是需要学生通过观察和测量获得的，学生学习的主要形式为记忆，检测时主要是复述。而概念性知识，则需要学生通过归纳推理，需要学生进行逻辑加工。



在课堂教学中，生物学的核心概念应该成为教学的重要目标之一。对于每一节课来说，教师需要认真阅读教材，分析教学要点，区别概念和事实，然后列出概念，通过比较各概念之间的关系，确定核心概念。



在必修模块1《分子与细胞》中，始终围绕“细胞是最基本的生命系统”这个核心概念，理解细胞在结构和功能上的既分工、又合作，从而体现出生命活动的有序性、自主性和稳态。



在必修模块2《遗传与进化》中，用简短术语表述的核心概念依次可列出：分离定律、自由组合定律、染色体、基因、减数分裂、伴性遗传、中心法则、突变、重组，自然选择、基因频率、种群、物种、隔离，生物多样性等。



在必修模块3《稳态与环境》的“生态系统的稳定性”一节课中，可列出的概念有：①生态系统能够维持相对稳定是由于生态系统具有自我调节的能力；②负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统自我调节的基础；③负反馈调节存在于生物群落内部，以及群落与无机环境之间；④生态系统的自动调节能力是有限的；⑤生态系统的稳定性表现在两方面：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。在这5个概念中，“生态系统具有自我调节的能力”是核心概念，其它都是次生（从属）或外延的概念。



生物学核心概念的教学，重要的是强调问题的探讨而不是学习现成的答案。教师的主要精力是花费在培养学生的敏锐鉴别的思维，而不是要求死记硬背那些形如一盘散沙的知识要点，鼓励学生一起学习，彼此自由交流思想和信息，运用可行的教学手段（例如构建概念图）发展学生的智力，进而能够在新情境下解决实际问题。


3  新增了形式多样的探究活动



在新的课程理念中所倡导的探究性学习，它是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。



探究性学习不仅是一种重要的学习方式，也是某项具体的学习内容。在3个普通高中课程标准实验教科书3个必修模块中，共设置了11个探究性的实验。3个必修模块列出各类探究活动共有75项。具体包括：以实验探究（实验、技能训练和探究）为特色的学习方式36个，通过对资料的分析进行探究的学习方式29个，这些内容构成了探究活动的主题。



此外，在教科书每一章的每一节内容中，都是从“问题探讨”开始，以“思考与讨论”栏目为主线，突出了对教科书中的插图系统进行重点地“识-思-比-析-忆”， 十分清晰和明朗地呈现了探究性学习的课程理念。



大力倡导探究性学习，不仅可促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力，并可更有效地培养学生的创新精神和实践能力。同时，我们也必须清楚地认识到，探究性学习仅仅是多种有效的学习方式之一，它不能也不应该取代其他可行的传统的有效的学习方式。我们不能为探究而探究。在教科书中，适合用探究式教学的知识内容，要创造条件、克服困难去开展。而用传统的讲述法、讨论法等可以取得更简捷、更有成效的教学内容，我们为何要轻易地去舍此求它。



4  大大加强了生命科学史的教育



《普通高中生物课程标准》在课程目标的知识目标中，十分醒目地增加了“知道生物科学发展史上的重要事件”的教学要求。在教学建议中，也明确指出：科学是一个发展的过程。学习生物科学史能够使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。



高中生物新课程的3个必修模块中的生命科学史素材十分丰富。一方面体现在以某项生命科学的重大发现和研究历程的介绍为主线，构成教科书的正文。另一方面，教科书中还以“科学家访谈”、“资料分析”、“科学前沿”、“科学史话”、“科学家的故事”等栏目，进行了恰当地穿插。生命科学史中蕴涵的丰富教育价值，对于我们更新教育理念，提升教学能力，具有积极的意义。



4．1生命科学史展示了生命科学各学科形成的历史和人们的合作过程



生命科学史可从整体上告诉我们，各门分支学科是在解决什么问题过程中发展起来的，同时也明确昭示着各门分支学科之间的联系和怎样进行有效的合作。学习生命科学史，不仅可极大地帮助生物学研究者去发现尚未解决的问题和需要进一步解决的问题；同时，也能有助于生物学教师引导学生建立学科知识要点之间的联系，构建完整的知识结构。



例如，在“DNA分子双螺旋结构模型的建立过程中，如果没有英国结构化学家W．H．Bragg和W．L．Bragg父子发展起来的Ｘ射线晶体衍射技术；如果没有奥地利晶体学家M．F．Perutz和英国化学家J．C．Kendrew对血红蛋白进行晶体结构研究的重原子法；如果没有剑桥大学年轻的数学家J．Griffth对DNA分子中碱基之间吸引力的计算结果；如果没有美国生物化学家E．Chargalf对DNA分子中4种碱基比例为1:1的实验分析；如果没有美国化学家L．C．Pauling对蛋白质α螺旋结构研究中创立的建立模型的方法；如果没有英国女物理学家R．Franklin拍摄高度清晰的DNAＸ射线衍射照片反映出的主要参数；如果没有美国化学家J．Donohue当面的质疑和建议；如果没有J．D．Watson和F．H．C．Crick他们两人的亲密的合作和锲而不舍的追求，也就不会有称为20世纪生命科学史上划时代的突破！



4．2 生命科学史揭示了自然科学的本质



包括生命科学在内的各门自然科学，从本质上都表现出：“定量化、观察、实验、科学过程、在自我更正中完善和积累”等基本特征。定量化的特点是将生命科学和数学结合在一起。例如，孟德尔通过对杂交实验数据进行统计分析，才发现了遗传定律。观察与实验是生命科学的重要基石，是通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来研究问题。在生命科学研究中，几乎每一个分支学科都采用了巧妙设计实验，注重观察分析，才有了新的进展。



生命科学史显示了产生每个知识点的科学过程。例如，1903年，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学和细胞学研究成果的基础上，提出了遗传的染色体理论。1910年，摩尔根及其合作者，通过果蝇遗传学的一连串精彩实验，证明了萨顿-鲍维里学说的正确性。



从现代进化论的产生（拉马克—→达尔文—→杜布赞斯基），我们也可以看出，生命科学知识又是在科学家对前人的结论不断质疑、不断证实的基础上，在进行自我更正的过程中，积累和发展起来的。



4．3 生命科学史昭示了成功的实验是与合适的选材分不开的



在遗传学的发展史上，不同时代的科学家都选择了作为遗传研究的较为合适的模式生物，最终都取得了成功。从G．Mendel的豌豆到T．H．Morgan的果蝇，从R．A．Emerson和B．McClintock的玉米到S．Brenner的秀丽隐杆线虫……



这些成功的事实，都给我们一个重要的启迪：面对高中生物新课程的教学，在大力 “倡导探究性学习”的教学活动中，也必然涉及到选择探究对象的问题。要解决所要探究的问题，必须首先选择好实验材料。特别是在选修模块1《生物技术实践》的教学过程中，重视实验材料的选择，完成各省市区高中生物学科教学指导意见中建议优先的5-7个课题的实验探究，确保规定必学内容的完成，就显得尤为重要。



4．4  生命科学史呈现着科学家的科学态度、科学精神和科学世界观



在生命科学史中，记载着老一辈科学家的生平事迹，我们可以从中挖掘出科学家的科学态度、科学精神和科学世界观，并渗透到生物学教学中，这对于培养学生的生命科学素养，具有积极的教育意义。



学习生命科学史，能使我们沿着科学家探索生命世界的道路，理解科学的本质和科学研究方法，学习科学家为献身科学所表现出来的锲而不舍、执着追求的精神。

三、如何处理好“传承”和“创新”的关系

在高中生物学新课程的课堂教学中，如何处理好教学中的“传承与创新”的关系，是我们必须清醒认识并继续付诸教学实践的重要问题。



高中生物学教学经历了一个较长时间的坎坷不平的发展历程。正是在这种艰难曲折的磨砺中，通过不断地实践和总结，我们已经积累了不少的、今天仍然行之有效的教学方法、教学技巧和教学案例。因此，继承优秀的教学传统，在此基础上有所创新，是我们应该遵循的实事求是原则。



案例：关于“减数分裂和受精作用”一节的教学。



在本课案设计中，首先需要考虑可继承传统的讲述法中的优点，如：①充分利用挂图、纸模型、恰当的手势和多媒体课件等教具，引导学生依序识图；②在师生相互交流中，利用逐渐完成的黑板板书，呈现一个有主线的概念图解等。然后可按照新课程的要求，穿插“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”的实验和“建立减数分裂中染色体变化的模型”的探究性学习，尤以后者更为重要。



刊发文章：关于“减数分裂和受精作用”一节的复习教学建议

对待这样一笔可贵的高中生物教学财富，我们完全应该通过进一步地总结和汇集，在继承和共享中，通过更大层面、更深层次、多方向、多形式地教学研讨，不断积累、有所扬弃，不断创新、有所发展。

四、高中新课程教学案例的简介与评析

课案1（必修模块2）──DNA分子的结构　教学设计和说课


课案2（必修模块2）──杂交育种与诱变育种　课案设计


结束语：

总之，用“心”施教，不仅体现着一个教师对教育事业的热爱与执着；体现着对莘莘学子的关切与厚望；也体现着一个教师充满活力的精神面貌和积极向上的生活态度！

作者简介：冯永康，中学特级教师。四川教育学院客座教授。中国动物学会、中国植物学会、中国遗传学会会员。《生物学通报》全国优秀教师奖励基金一等奖获得者。四川省普通高中课程改革学科专家。人民教育出版社高中生物新课程培训特邀专家。

先后在《科学》、《科学月刊》（台湾）、《中国科技史杂志》、《遗传》、《生物学通报》、《生物学教学》、《中国遗传网》、《人教网》等10多家学术期刊网站上，发表了遗传学史研究论文和教学研究论文200余篇；曾应邀参加了第18届国际遗传学大会和中国近现代科学技术史北京香山学术研讨会；参与了《中国遗传学史》、《当代中国遗传学家学术谱系》、《普通高中课程标准实验教科书?生物?选修Ⅰ?生物技术实践》等学术专著和课题的编写与研究。