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生命科學(xué)的發(fā)展不僅影響到社會(huì)發(fā)展和個(gè)人生活的方方面面，對(duì)中學(xué)生物課程的改革，從課程理念到課程內(nèi)容，乃至課程實(shí)施的過(guò)程和方法，也將產(chǎn)生深刻的影響。研究和反映生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)中學(xué)生物課程的影響，對(duì)面向21世紀(jì)的課程改革具有重要意義。

     一、當(dāng)代生物科學(xué)的發(fā)展及其在自然科學(xué)中的作用

 

當(dāng)代生物科學(xué)在朝著微觀和宏觀兩個(gè)方面向縱深發(fā)展。在微觀方面，主要是在分子水平上研究生命過(guò)程和現(xiàn)象；在宏觀方面，主要是生態(tài)學(xué)的研究，特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關(guān)注。正如鄒承魯院士《生物學(xué)走向21世紀(jì)》一文所言，“當(dāng)前凡是研究生命現(xiàn)象的學(xué)科，不可避免地要深入到分子水平去進(jìn)行本質(zhì)規(guī)律的探討，這使分子生物學(xué)很快就滲入生物學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，改變了整個(gè)生物學(xué)的面貌；同時(shí)也對(duì)醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)及其應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的影響。生物學(xué)的全新面貌最突出地表現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的分支學(xué)科，如分子遺傳學(xué)，分子細(xì)胞學(xué)，分子分類學(xué)，分子神經(jīng)解剖學(xué)，分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)，分子流行病學(xué)等等，影響到生命科學(xué)的所有領(lǐng)域，即使生態(tài)學(xué)、古生物學(xué)和分類學(xué)也不例外�！�…作為生命體基本單位的細(xì)胞，和作為生命活動(dòng)最高形式的神經(jīng)活動(dòng)是現(xiàn)代生物學(xué)研究的最活躍的領(lǐng)域，但是今天，這兩門(mén)學(xué)科由于采用了分子生物學(xué)的新的研究思想和新的研究手段而獲得新的生命力，研究步伐大大加快，與分子生物學(xué)一起發(fā)展成為當(dāng)代生物學(xué)研究的三大熱點(diǎn)。”（《面向21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展前沿》，廣東科技出版社，1996，p.20）。

 

目前，自然科學(xué)正處在一個(gè)轉(zhuǎn)變的時(shí)代。同19世紀(jì)末一樣，自然科學(xué)的最基本的學(xué)科——物理學(xué)，當(dāng)前也面臨著一場(chǎng)深刻的革命。從對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)（從生命體到宇宙）的探索中產(chǎn)生的物理學(xué)新思潮（非線性、非平衡態(tài)動(dòng)力系統(tǒng)物理學(xué)、協(xié)同論、耗散結(jié)構(gòu)、自組織、混沌等新理論和新概念）正改變著從牛頓以來(lái)的傳統(tǒng)的科學(xué)思維方式。復(fù)雜系統(tǒng)是非線性的。在復(fù)雜系統(tǒng)中，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的決定論的因果關(guān)系和疊加原則失效了。非線性理論的發(fā)展，正促使自然科學(xué)在方法論上發(fā)生從分析式思維到整體式思維的轉(zhuǎn)變�！罢�體大于部分之和”，生命是生物整體活動(dòng)的表現(xiàn)，而不是組成它的部分的性質(zhì)的疊加。一些理論物理學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始用新的物理學(xué)觀點(diǎn)和數(shù)學(xué)方法來(lái)解釋生命及其進(jìn)化過(guò)程。腦和發(fā)育也成為他們競(jìng)相研究的對(duì)象。對(duì)生命和復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行探索的非線性科學(xué)正在自然科學(xué)各領(lǐng)域中興起，逐漸匯成一股潮流。與此同時(shí)，對(duì)生命的研究反過(guò)來(lái)又向物理學(xué)提出許多新問(wèn)題、新概念和新的研究領(lǐng)域。例如，貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論、維納的控制論等都是在研究生物學(xué)問(wèn)題或受到生物學(xué)的啟發(fā)而提出的。又如，隨著人類基因組研究取得突破性進(jìn)展，面對(duì)浩如煙海的遺傳信息資料，如何通過(guò)分析和綜合去破譯遺傳語(yǔ)言，從而闡明控制發(fā)育的遺傳程序在染色體上的構(gòu)建和操作規(guī)則，以及在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生的變化，最終找到某種簡(jiǎn)明的數(shù)學(xué)形式來(lái)表述記載在DNA上的遺傳信息是如何控制生物體的發(fā)育的，以及復(fù)雜性不斷增加的動(dòng)態(tài)過(guò)程，這無(wú)疑是對(duì)數(shù)學(xué)、非線性物理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的巨大挑戰(zhàn)。從對(duì)生命和復(fù)雜系統(tǒng)的研究而出現(xiàn)的這一大趨勢(shì)，將影響整個(gè)自然科學(xué)以及生物學(xué)本身的發(fā)展。正是在這種意義上，自然科學(xué)歷史舞臺(tái)上的角色將發(fā)生重大變化，生物學(xué)將成為引導(dǎo)自然科學(xué)向物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最高層次突破的帶頭學(xué)科。

 

在歷史上，自然科學(xué)門(mén)類中的學(xué)科重心曾發(fā)生過(guò)由力學(xué)向物理學(xué)和化學(xué)的轉(zhuǎn)移。而今種種跡象正預(yù)示著學(xué)科結(jié)構(gòu)重心從物理學(xué)向生命科學(xué)的新的轉(zhuǎn)移。新世紀(jì)學(xué)科重心的轉(zhuǎn)移必定同解決人與環(huán)境的和諧、科學(xué)與人文的平衡、科學(xué)本身的系統(tǒng)整合有關(guān)�！吧�命科學(xué)研究領(lǐng)域有最適合滋生這種新科學(xué)啟蒙思想的沃土。18世紀(jì)的啟蒙思想在方法論上的特征有二：一是分析重建法；二是經(jīng)驗(yàn)的原則。這兩個(gè)特征支起的方法論框架，作為理性的象征極有利地推動(dòng)了自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的發(fā)展，鑄成以物理學(xué)為學(xué)科結(jié)構(gòu)重心的19世紀(jì)這個(gè)科學(xué)世紀(jì)。但現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展已表明分析重建法的局限性，它不再完全適合于科學(xué)的繼續(xù)發(fā)展。新的啟蒙運(yùn)動(dòng)的方法論特征很可能是以整體生成和經(jīng)驗(yàn)原則支起的方法論構(gòu)架。而這樣的新科學(xué)啟蒙思想核心正適合在生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)成長(zhǎng)和發(fā)展�！保ǘ�光璧，科學(xué)系統(tǒng)整體發(fā)展趨勢(shì)，《21世紀(jì)初科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)》，科學(xué)出版社，1996，p.15）。

 

二、生物科學(xué)的發(fā)展對(duì)課程理論的影響

 

科學(xué)源于哲學(xué)。科學(xué)不僅具有認(rèn)識(shí)論價(jià)值，而且不斷影響著人們的世界觀和方法論。課程理論是人們?cè)谝欢ǖ挠^念和思想方法指導(dǎo)下建立起來(lái)的，自然不可能擺脫科學(xué)的影響。

 

以牛頓力學(xué)為代表的近代科學(xué)的思想方法體系廣泛而深刻地影響了課程理論的構(gòu)建。在牛頓和笛卡兒的世界觀中，宇宙是機(jī)械性的封閉的宇宙，地球被視為巨大的機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)齒輪，眾多行星被視為巨大機(jī)器中的齒輪組，其運(yùn)動(dòng)可以鐘表的精確來(lái)測(cè)量�！斑@些機(jī)械性隱喻不僅為現(xiàn)代科學(xué)——從外部力量推動(dòng)的角度來(lái)考查——而且為我們稱之為‘可測(cè)量的’機(jī)械的與科學(xué)的課程奠定基礎(chǔ)。在這種機(jī)械性導(dǎo)向的課程中，目標(biāo)是外在的，而且先于教學(xué)過(guò)程而確定；目標(biāo)一旦設(shè)定，便要‘貫穿’整個(gè)課程。教師成為駕駛員（通常駕駛的是別人的車）；學(xué)生最多是旅客，更糟的是成為被驅(qū)動(dòng)的物體。這種機(jī)械性隱喻阻礙學(xué)生與教師之間進(jìn)行有關(guān)課程目標(biāo)與規(guī)劃的有意義的交流�！保ā逗蟋F(xiàn)代課程觀》，小威廉姆 E.多爾著，王紅宇譯，教育科學(xué)出版社，2000，p.38）,這就使得課程學(xué)者難以理解杜威關(guān)于目標(biāo)和目的來(lái)自于而非先于教學(xué)活動(dòng)的觀念，使教學(xué)成為教導(dǎo)的、指導(dǎo)的，而非援助的、幫助的、激勵(lì)的或挑戰(zhàn)性的、自然的自組織過(guò)程。

 

在封閉的機(jī)械性宇宙中，同一起點(diǎn)將帶來(lái)同一結(jié)局，同樣的結(jié)果總是來(lái)自同樣的原因，可預(yù)測(cè)性不僅可以得到保證，而且是完全的和絕對(duì)的。這種機(jī)械論的因果關(guān)系存在于拉普拉斯的決定主義、行為主義的刺激—反應(yīng)原則、教育工作者對(duì)智商預(yù)見(jiàn)性價(jià)值的信念，以及教師對(duì)重復(fù)自認(rèn)為重要的教學(xué)方法的信念之中，致使課程完全按照線性聯(lián)系逐步累加的方式來(lái)安排，對(duì)于時(shí)間這個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容的相關(guān)變量只是從累加的角度予以對(duì)待，而不是將時(shí)間視為發(fā)展內(nèi)在于任何情境之中的創(chuàng)造性潛能的必要的積極的成分，也未能考慮教學(xué)過(guò)程中的相互作用、動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜的次序形式。

 

牛頓對(duì)課程產(chǎn)生影響的另一個(gè)形而上學(xué)概念是個(gè)別部分構(gòu)成最終實(shí)在或自然的“建筑組塊”，導(dǎo)致將課程視為一系列相鄰單元的線性組合，而不是視為豐富的、開(kāi)放的經(jīng)驗(yàn)的多層次組合。

 

隨著生物科學(xué)和其他自然科學(xué)的發(fā)展，近代科學(xué)的世界觀和方法論發(fā)生動(dòng)搖。生物是多層次的充滿非線性相互作用的自組織系統(tǒng)，同時(shí)也是開(kāi)放的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。作為學(xué)習(xí)主體的人，當(dāng)然也具有生命系統(tǒng)的這種特性。與機(jī)器不同，生命體具有內(nèi)在的發(fā)生編碼。存在于DNA中的編碼為未來(lái)的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)提供指導(dǎo)。這意味著未來(lái)的經(jīng)驗(yàn)和行為產(chǎn)生于現(xiàn)在的經(jīng)驗(yàn)和行為。因此課程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)基于經(jīng)驗(yàn)的流動(dòng)，而不是將學(xué)科、年級(jí)、教學(xué)計(jì)劃以粒子的形式出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)發(fā)展一種更具有互動(dòng)性和轉(zhuǎn)變性的課程框架，構(gòu)建一種鼓勵(lì)學(xué)生以更多的洞察和更深的層次反思其學(xué)習(xí)行為的課程。

 

生物學(xué)家認(rèn)識(shí)到生命系統(tǒng)的自組織已經(jīng)多年，但自組織理論用于設(shè)計(jì)課程還要經(jīng)過(guò)艱苦的努力�！坝米越M織作為基本假設(shè)設(shè)計(jì)的課程與用學(xué)生只是接受者作為假設(shè)設(shè)計(jì)的課程有質(zhì)的不同。對(duì)前者來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)和干擾是組織和再組織存在的理由（皮亞杰的趨向再平衡化的‘驅(qū)動(dòng)力’）；對(duì)后者來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)和干擾是應(yīng)該盡快消除、克服甚至消滅的破壞性的和無(wú)效的特點(diǎn)。”(《后現(xiàn)代課程觀》，小威廉姆 E.多爾著，王紅宇譯，教育科學(xué)出版社，2000，p.227),在自組織的課程框架中，學(xué)生的挑戰(zhàn)不僅不會(huì)威脅到教師的作用，相反，教師需要學(xué)生的挑戰(zhàn)，以便在互動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮作用。在這種框架中，目的、規(guī)劃、目標(biāo)不僅單純地先于行動(dòng)，而且在行動(dòng)之中不斷調(diào)整。課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)計(jì)劃應(yīng)該采用一種一般的、寬松的、多少帶有一定的不確定性的方式。隨著教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行，目標(biāo)的特定性通過(guò)師生合作而越加明確。

 

總之，生物科學(xué)對(duì)課程（包括生物課程）理論的影響主要表現(xiàn)在思想方法上，并且正處于日益彰顯的過(guò)程中。

 

三、新世紀(jì)中學(xué)生物課程如何反映生物科學(xué)的發(fā)展

 

（一）思考這一問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)是全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

 

科學(xué)發(fā)展對(duì)課程的影響，根源在于科學(xué)發(fā)展影響到人類社會(huì)的各個(gè)角落，影響到個(gè)人生活的方方面面。社會(huì)的高度科技化，科技的高度社會(huì)化，在21世紀(jì)的中國(guó)將逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這就需要提高全體公民的科學(xué)素質(zhì)。能否提高全體公民的科學(xué)素質(zhì)，于國(guó)家則關(guān)系到能否贏得國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，于個(gè)人則關(guān)系到能否適應(yīng)21世紀(jì)的社會(huì)生存和發(fā)展。因此，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，將成為基礎(chǔ)教育科學(xué)課程改革的主要任務(wù)。隨著生物科學(xué)在自然科學(xué)中地位的提升，生物課程對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)將越來(lái)越重要。

 

關(guān)于什么是科學(xué)素質(zhì)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了不少大同小異的定義�！睹绹�(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》認(rèn)為，“所謂有科學(xué)素養(yǎng)是指了解和深諳進(jìn)行個(gè)人決策、參與公民事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需的科學(xué)概念和科學(xué)過(guò)程。有科學(xué)素養(yǎng)還包括一些特定門(mén)類的能力�！眹�(guó)內(nèi)不少學(xué)者提出更為簡(jiǎn)明的定義，即科學(xué)素質(zhì)包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)的過(guò)程和方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)價(jià)值觀、科學(xué)的思維習(xí)慣和行為習(xí)慣。根據(jù)前面的論述可以看出，生物科學(xué)不僅在自然科學(xué)中的地位和作用不斷提升，而且在認(rèn)識(shí)論、方法論和世界觀等方面都具有獨(dú)特的價(jià)值，因此，生物科學(xué)課程對(duì)于全面提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)是非常重要、不可或缺的。

 

（二）課程內(nèi)容中基礎(chǔ)知識(shí)的更新

 

隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)大廈的基礎(chǔ)也在發(fā)生變化�，F(xiàn)代生物科學(xué)最突出的特點(diǎn)是，隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，生物學(xué)眾多分支學(xué)科的研究都都深入到分子水平，使得人們對(duì)生物學(xué)原理和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，越來(lái)越接近生命的本質(zhì)；使生物科學(xué)在不斷涌現(xiàn)新興分支學(xué)科的同時(shí)，又逐漸在分子水平上走向綜合和統(tǒng)一。細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，關(guān)于細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的研究，也愈益成為各分支學(xué)科研究的基礎(chǔ)。因此可以說(shuō)，生物科學(xué)的基礎(chǔ)正在發(fā)生轉(zhuǎn)移：從生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類更多地轉(zhuǎn)向分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)。中學(xué)生物課程的基礎(chǔ)知識(shí)也發(fā)生類似的轉(zhuǎn)移，應(yīng)當(dāng)說(shuō)是合乎邏輯的期待。正如有的專家指出的，應(yīng)當(dāng)從分子生物學(xué)的角度重新審視中學(xué)生物課程的內(nèi)容。

 

值得注意的是，基礎(chǔ)知識(shí)的更新要適度�！翱茖W(xué)雖不斷地進(jìn)化，但作為科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)總是相對(duì)穩(wěn)定的，學(xué)科內(nèi)容也就具有相對(duì)的穩(wěn)定性和歷史繼承性�！�…‘暴風(fēng)驟雨’式的、革命化的課程改革是不利于課程發(fā)展的。任何隔斷課程自身發(fā)展歷史的改革都是要付出歷史的代價(jià)的�！保ā秶�(guó)外中小學(xué)課程演進(jìn)》，汪霞主編，山東教育出版社，2000，pp279～280）。

 

1．國(guó)外中學(xué)生物教材基礎(chǔ)知識(shí)的變化

 

據(jù)《SCIENCE EDUCATION》1999年第1期載文，1990年西班牙的生物學(xué)課程，已經(jīng)從人體解剖和生理、植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)的融合演變?yōu)楦�加著重于分子水平、生態(tài)學(xué)和人類生物學(xué)的課程。分類學(xué)和動(dòng)植物描述性的內(nèi)容幾乎在新課程中消失了，取而代之的是從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)的關(guān)于生命統(tǒng)一性的論述，以及對(duì)生物多樣性主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

 

美國(guó)中學(xué)生物教材中分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的內(nèi)容在不斷增加�！禕iology，the web of life》（Eric Strauss and Marylin Lisowski，Scott Foresman-Adison Wesley，1998）一書(shū)中講述的分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)內(nèi)容篇幅近200頁(yè)，其中關(guān)于基因與腫瘤、基因的突變導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控、致癌的環(huán)境因素等內(nèi)容占了不少篇幅，這些內(nèi)容是我國(guó)中學(xué)生物課程內(nèi)容中所沒(méi)有的。

 

《Biology——Living Systems》（Oram，Hummer，Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994）與該書(shū)的1984年版相比，在細(xì)胞和分子生物學(xué)方面增加的內(nèi)容有：真核細(xì)胞的進(jìn)化，細(xì)胞周期的調(diào)控，基因定位，遺傳咨詢，跳躍基因，人類遺傳學(xué)，分類的分子生物學(xué)依據(jù)等。這些內(nèi)容大多是我國(guó)中學(xué)生物課程內(nèi)容中所沒(méi)有的。

 

2．更新基礎(chǔ)知識(shí)的具體建議

 

（1）適當(dāng)刪減動(dòng)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)等描述性內(nèi)容�？紤]到義務(wù)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，初中階段關(guān)于人體的結(jié)構(gòu)和生理等內(nèi)容不宜做過(guò)多刪減，而動(dòng)物的結(jié)構(gòu)和生理的內(nèi)容有不少與人體部分重復(fù)，可以做較大幅度的精簡(jiǎn)。

 

（2）根據(jù)初中學(xué)生和高中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，在初中生物課程和高中生物課程中不同程度地增加細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)內(nèi)容。在初中，細(xì)胞部分增加線粒體和葉綠體等細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，遺傳部分增加DNA結(jié)構(gòu)和功能的內(nèi)容�？紤]到學(xué)科之間的銜接，關(guān)于原子和分子等化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)也應(yīng)當(dāng)納入初中生物課程。在高中，增加細(xì)胞作為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)具有整體性、動(dòng)態(tài)性和自組織等特點(diǎn)的內(nèi)容，分子生物學(xué)的內(nèi)容不僅在遺傳部分講授，而且在分類、進(jìn)化、生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)等方面滲透講述分子生物學(xué)的觀點(diǎn)、證據(jù)和方法。

 

（3）適當(dāng)增加生態(tài)學(xué)內(nèi)容。“重視協(xié)調(diào)人類和自然的關(guān)系已成為理科教育的重要特征”（《國(guó)際科技教育進(jìn)展》，常初芳主編，科學(xué)出版社，1999，p.84）。初中課程可多從生物圈的角度講述生命現(xiàn)象，適當(dāng)補(bǔ)充生物多樣性，生物與生物之間、生物與環(huán)境之間相互依存和相互制約，生物與環(huán)境和諧統(tǒng)一、人與環(huán)境和諧發(fā)展等內(nèi)容。高中階段可增加生物圈的演化、人類活動(dòng)對(duì)生物圈的影響等內(nèi)容。這些內(nèi)容對(duì)于學(xué)生正確認(rèn)識(shí)人與自然的關(guān)系、建立可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)具有重要意義。

 

（三）加強(qiáng)科學(xué)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

 

科學(xué)的核心是科學(xué)探究。對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)，科學(xué)探究是指用以獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)，包括觀察，提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)研究方案，獲得實(shí)驗(yàn)證據(jù)，分析和解讀數(shù)據(jù)，提出答案、解釋和預(yù)測(cè)，把結(jié)果和結(jié)論告訴他人，等等。只有通過(guò)探究活動(dòng)，學(xué)生才能真正認(rèn)識(shí)到科學(xué)的歷史和本質(zhì)，譬如科學(xué)是人類探索自然界奧秘的一項(xiàng)不斷變化的事業(yè)；科學(xué)需要實(shí)證、邏輯和懷疑；科學(xué)知識(shí)是人們對(duì)自然萬(wàn)物的合理的描述和解釋，但都不是終級(jí)真理。只有通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)，學(xué)生才能真正領(lǐng)悟科學(xué)家研究科學(xué)時(shí)運(yùn)用的方法，并且在科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、意志品質(zhì)等方面得到潛移默化的培養(yǎng)。只有通過(guò)科學(xué)探究活動(dòng)，才能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，為創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。

 

1．加強(qiáng)科學(xué)探究活動(dòng)的原則性建議

 

從國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)來(lái)看，中學(xué)生能夠做的科學(xué)探究活動(dòng)，絕大多數(shù)是科學(xué)上已有定論的題目。因此，設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)的目的不是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)，而是體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)方法，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，發(fā)展科學(xué)探究能力。科學(xué)探究活動(dòng)應(yīng)當(dāng)圍繞這樣的目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)，活動(dòng)的價(jià)值要圍繞這樣的目標(biāo)來(lái)衡量。這也可以說(shuō)是新課程中科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的第一條原則。

 

根據(jù)中學(xué)生的心理發(fā)展特點(diǎn)，科學(xué)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)有一定能力梯度，這是科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的第二條原則。如初中可在初級(jí)水平上安排觀察、調(diào)查、收集資料、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，觀察多為直接觀察，實(shí)驗(yàn)多為定性實(shí)驗(yàn)；高中可在較高水平上安排這些活動(dòng)，觀察可多借助于一定的工具，實(shí)驗(yàn)可安排一些定量實(shí)驗(yàn)。

 

因陋就簡(jiǎn)、低耗材、低成本，是科學(xué)探活動(dòng)設(shè)計(jì)的第三條原則。

 

鼓勵(lì)師生結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，自主開(kāi)發(fā)科學(xué)活動(dòng)，是科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)的第四條原則。

 

2．國(guó)外教材中培養(yǎng)科學(xué)探究能力的內(nèi)容

 

國(guó)外中學(xué)生物教材中一般具有較多的科學(xué)探究活動(dòng)，本文僅以一本美國(guó)教科書(shū)為例來(lái)分析，可供制訂我國(guó)中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)參考。

 

《Biology，the web of life》（Eric Strauss and Marylin Lisowski，Scott Foresman-Adison Wesley，1998）中安排了豐富的科學(xué)探究活動(dòng)內(nèi)容，包括“調(diào)查研究（Investigate it）”38項(xiàng)，如測(cè)量酵母產(chǎn)生的CO2、建立協(xié)同進(jìn)化的模型等；“做一做（Do it ）”38項(xiàng)，如一般食物的pH是多少、種群減少的速率有多快等；“發(fā)現(xiàn)它（Discovery it ）”38項(xiàng)，如鑒別預(yù)防皮膚癌的方法、測(cè)驗(yàn)?zāi)�的記憶等；“想一想（Think about it ）”38項(xiàng)，如怎樣確定化石的年代、分析樹(shù)木年輪等。

 

本書(shū)將科學(xué)探究技能（問(wèn)題解決技能，Problem-Solving Skills）分為以下幾個(gè)方面：(1)觀察和解讀（Observation and Interpreting）；(2)分析(Analyzing)；(3)描述假設(shè)(stating a hypothesis)；(4)整理和分類(Organizyng and Classifying)；(5)建立概念地圖(Making a Concept Map)；（6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（Designing an Experiment）；（7）進(jìn)行類推（Making Analogies）;(8)進(jìn)行概括（Making Generalizations）。

 

通過(guò)以上材料可以看出，這本教材中的科學(xué)探活動(dòng)設(shè)計(jì)是有整體考慮的，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力很有益處。

 

（四）應(yīng)當(dāng)反映科學(xué)與技術(shù)的互動(dòng)

 

生物科學(xué)近些年來(lái)之所以突飛猛進(jìn)，在很大程度上得益于技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，生物科學(xué)的發(fā)展又在不斷推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步�；�因工程等生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，人類基因組計(jì)劃完成之后可以預(yù)期的基因診斷和基因治療技術(shù)的日趨成熟，以及基因組學(xué)、腦科學(xué)與理化技術(shù)結(jié)合將催生的人工智能的開(kāi)發(fā)，都說(shuō)明這一點(diǎn)。因此，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)生物科學(xué)的同時(shí)，對(duì)有關(guān)的技術(shù)有所了解和關(guān)注，這對(duì)于使學(xué)生在熱愛(ài)科學(xué)的同時(shí)，增強(qiáng)對(duì)技術(shù)的親合感，形成較全面的科技意識(shí)，都是十分重要的。

 

1．國(guó)外部分教材中反映相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容

 

（1）《Biology ，the web of life》，（Eric Strauss and Marylin Lisowski，Scott Fpresman—Adison Wesly，USA，1998）

 

顯微攝影技術(shù)(p.8)，電鏡技術(shù)，能源技術(shù)（未來(lái)的燃料，p.94）, 人造葉綠體（p.98）, X射線成像術(shù)（p.196），磁共振技術(shù)（p.196）, 基因工程(p.209)，DNA指紋（p.210）, 凝膠電泳（p210）, DNA序列分析技術(shù)(p.211)，基因治療技術(shù)(p.214)，DNA探針(p.218)，生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題(219)，地質(zhì)年代測(cè)定的同位素標(biāo)記技術(shù)(p.258)，生物凈化技術(shù)（p.346），組織培養(yǎng)技術(shù)（p.455）植物無(wú)性繁殖技術(shù)（p.456～457），試管皮膚（p.712）,人工腎(p.738)，器官移植（p.784）,羊膜腔穿刺術(shù)(p.812)，絨毛膜絨毛取樣技術(shù)（診斷胎兒疾病，p.812）,正電子發(fā)射斷層掃描成像技術(shù)（PET scan,研究大腦，p.39, p.830）,廢物處理技術(shù)（p.922）, 等等。

 

（2）《Biology——Living Systems》（Oram，Hummer，Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994）

 

正電子發(fā)射斷層掃描成像技術(shù)（PET）（p.26），腦活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)掃描儀（MANSCAN）（p.26），透射電子顯微鏡（TEM）（p.45），掃描電子顯微鏡（SEM）(p.45)，冷凍貯藏技術(shù)（p.111），培養(yǎng)人造皮膚（p.138），用生物發(fā)光技術(shù)檢測(cè)對(duì)光起作用的物質(zhì)（p.162），轉(zhuǎn)基因生物（p.243），DNA指紋技術(shù)（pp271～272），超聲波掃描術(shù)（p.291，p.294），絨毛膜活組織檢查（p.293），胎兒鏡（p.295），基因療法（pp295～296），放射性碳測(cè)定年代技術(shù)（p.331），鉀—?dú)鍦y(cè)定年代技術(shù)（p.331），發(fā)光測(cè)定年代技術(shù)（p.331），電子自旋共振技術(shù)（p.331），線粒體DNA分析（pp372～373），試管嬰兒（p.506），克隆動(dòng)物（p.507），種子庫(kù)（p.538），胎兒期離體外科手術(shù)（p.539），纖維鏡（p.606），內(nèi)窺鏡（p.606），單克隆抗體（p.655），噪聲自動(dòng)控制（ANC）（p.724），人造四肢（p.751），害蟲(chóng)綜合治理（p.850）

 

2.對(duì)我國(guó)課程教材中反映技術(shù)性內(nèi)容的建議

 

可以參考國(guó)外教材的有關(guān)內(nèi)容，并進(jìn)行適當(dāng)增補(bǔ)，如無(wú)土栽培技術(shù)，食品保鮮技術(shù)，生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，消毒滅菌技術(shù)等。對(duì)這些內(nèi)容應(yīng)當(dāng)側(cè)重介紹其生物學(xué)原理和應(yīng)用價(jià)值，而不是技術(shù)細(xì)節(jié)和儀器設(shè)備的工作原理。

 

（五）應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)生物科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系

 

隨著生物科學(xué)的發(fā)展，生物科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響越來(lái)越大。這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1. 影響人們的思想觀念，如進(jìn)化思想和生態(tài)學(xué)思想正在被越來(lái)越多的人所接受，影響到人們的世界觀乃至人生觀和價(jià)值觀。2. 促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的提高，如生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)正在形成一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力因生物科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用而顯著提高。3. 隨著生物科學(xué)的發(fā)展，將會(huì)有越來(lái)越多的人從事與生物學(xué)有關(guān)的職業(yè)。4. 促進(jìn)人們提高健康水平和生活質(zhì)量，延長(zhǎng)壽命。5. 影響人們的思維方式，如生態(tài)學(xué)的發(fā)展促進(jìn)人們的整體性思維；隨著腦科學(xué)的發(fā)展，生物科學(xué)技術(shù)將有助于改進(jìn)人類的思維。6.對(duì)人類社會(huì)的倫理道德體系產(chǎn)生沖擊，如試管嬰兒、器官移植、人基因的人工改造等，都會(huì)對(duì)人類社會(huì)現(xiàn)有的倫理道德體系產(chǎn)生挑戰(zhàn)。7.生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)社會(huì)和自然界也可能產(chǎn)生負(fù)面影響，如抗生素的濫用已經(jīng)給許多人造成不可逆的傷害；轉(zhuǎn)基因生物的大量生產(chǎn)會(huì)改造物種的天然基因庫(kù)，可能會(huì)造成食物安全、生物安全和環(huán)境安全問(wèn)題。

 

理解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系，是科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分。因此，中學(xué)生課程中應(yīng)當(dāng)充實(shí)這方面的內(nèi)容。

 

美國(guó)中學(xué)生物課程非常重視有關(guān)生物科學(xué)和技術(shù)的內(nèi)容�！睹绹�(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于科學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)分為八大部分：科學(xué)中統(tǒng)一的概念和方法，以探究為特點(diǎn)的科學(xué)，物質(zhì)科學(xué)，生命科學(xué)，地球與空間科學(xué)，科學(xué)與技術(shù)，從個(gè)人和社會(huì)角度看的科學(xué)，科學(xué)史和科學(xué)的性質(zhì)。其中反映科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的內(nèi)容占兩個(gè)部分。美國(guó)現(xiàn)行中學(xué)生物教材中，都設(shè)有與科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)有關(guān)的欄目，如“Science Technology and Society”,“Science and Society”,“technology and Society”,”Biology and Society”等。下面僅以《Biology——Living Systems》（Oram，Hummer，Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994）為例作簡(jiǎn)要的分析。

 

這本教材中設(shè)有專門(mén)的“生物學(xué)、技術(shù)和社會(huì)（Biology?technology? Society）” 欄目，內(nèi)容豐富，大致可分為以下幾個(gè)方面：1.介紹生物科學(xué)技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用，如“可循環(huán)利用的電池”、“冷凍貯藏技術(shù)”、“培養(yǎng)人造皮膚”、“用生物發(fā)光技術(shù)檢測(cè)有關(guān)物質(zhì)”、“DNA指紋——對(duì)付犯罪的新武器”、“性別選擇”、“在子宮中治療遺傳病”、“用細(xì)菌治理污染”、“保護(hù)環(huán)境——珊瑚礁的死亡”、“美國(guó)的老年人占多大比例”等；2.介紹與健康的聯(lián)系，如“纖維食物”、“膽固醇的量應(yīng)該是多少”、“癌癥的化療”等；3.介紹與職業(yè)的聯(lián)系，如“輻射技術(shù)員”、“細(xì)胞學(xué)家”、“生化學(xué)家”、“職業(yè)治療師”、“實(shí)驗(yàn)室技術(shù)員”、“考古學(xué)家”、“微生物學(xué)家”、“森林技術(shù)員”、“海洋學(xué)家”、“營(yíng)養(yǎng)學(xué)家”、“醫(yī)生”、“農(nóng)藝師”等；4.設(shè)置“論壇”，提出問(wèn)題讓學(xué)生討論，如“近親繁殖，有利還是有害”、“誰(shuí)來(lái)決定安樂(lè)死”、“比較：要魚(yú)還是要大壩”、“森林應(yīng)該怎樣砍伐”、“器官移植，誰(shuí)決定”等。這些做法都是值得我們編制新一輪課程和教材借鑒的。

 

（六）加強(qiáng)人文精神的培養(yǎng)

 

科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，而人類精神領(lǐng)域的發(fā)展卻相對(duì)滯后，導(dǎo)致了科學(xué)文化與人文文化的失衡，出現(xiàn)了道德、美學(xué)、政治、環(huán)境等方面的許多問(wèn)題。“科學(xué)與人文自人類的黎明時(shí)期就是結(jié)合在一起的，人們感覺(jué)到它們之間的分離只是近400年來(lái)的事。實(shí)際上，總的來(lái)說(shuō)，在人類歷史的漫長(zhǎng)道路上，兩者是深沉而持久的伴侶，這是植根于宇宙的和諧和人腦的結(jié)構(gòu)本性之中而且為人類幸福所必需的�！�…科學(xué)與人文的關(guān)系的實(shí)質(zhì)是真與善的關(guān)系。真與善的關(guān)系具體化為科學(xué)理性與道德理想的關(guān)系問(wèn)題。盡管科學(xué)與道德是獨(dú)立的，但在一定條件下兩者總是相互影響的。當(dāng)涉及歷史的和心理的動(dòng)力時(shí)，科學(xué)需要以道德標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)；而在涉及規(guī)范的實(shí)現(xiàn)時(shí)，道德就不得不依賴科學(xué)了。雖然，事實(shí)和關(guān)系的科學(xué)陳述不能產(chǎn)生倫理的準(zhǔn)則，科學(xué)理論的內(nèi)容本身造不出個(gè)人行為的道德基礎(chǔ)，但是邏輯思維和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)卻能使倫理準(zhǔn)則合乎理性。”（《21世紀(jì)初科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)》，科學(xué)出版社，1996，pp13,14）。現(xiàn)代社會(huì)呼喚人文精神，人類在追求高度發(fā)展的物質(zhì)文明的同時(shí)，必須充分重視情感、審美、道德等方面的發(fā)展。

 

中學(xué)生物課程在人文精神的培養(yǎng)方面具有獨(dú)特的價(jià)值。與其他自然科學(xué)相比，生物科學(xué)因?yàn)檠芯康氖腔钌�生的生物（包括人），以及生物與環(huán)境的關(guān)系，所以更具人文性。人類基因組研究及其應(yīng)用前景、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)、試管嬰兒、器官移植等，已經(jīng)對(duì)人類社會(huì)的現(xiàn)有倫理道德體系產(chǎn)生了沖擊，因而產(chǎn)生了對(duì)本課程加強(qiáng)人文精神教育的更為迫切的需求和更為豐富的素材。此外，生物學(xué)課程在美育、可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)教育等方面也具有不可替代的作用。

 

中學(xué)生物課程可以通過(guò)對(duì)豐富多采、生機(jī)勃勃的生物界的文字描述和圖片展示，喚起學(xué)生熱愛(ài)自然、珍惜生命的情感；引導(dǎo)學(xué)生欣賞生物界普遍存在的外在自然美（如生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色澤、運(yùn)動(dòng)），內(nèi)在和諧美（如細(xì)胞內(nèi)各種代謝活動(dòng)的協(xié)調(diào)），生物科學(xué)理論或模型的科學(xué)美，科學(xué)家在追求真理過(guò)程中表現(xiàn)出的人格美，提高學(xué)生的審美情趣和審美能力；引導(dǎo)學(xué)生正確看待生物倫理學(xué)問(wèn)題，把生物學(xué)教學(xué)置于社會(huì)和文化的廣闊背景中；幫助學(xué)生建立可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)，樹(shù)立責(zé)任意識(shí)，學(xué)會(huì)關(guān)心社區(qū)、國(guó)家乃至全球的發(fā)展，把個(gè)人發(fā)展與社會(huì)發(fā)展密切聯(lián)系起來(lái)。只有把科學(xué)知識(shí)的教育與人文精神的培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才能使學(xué)生得到全面發(fā)展。

 

國(guó)外有些生物新教材中設(shè)有“生物科學(xué)與藝術(shù)”、“生物科學(xué)與文學(xué)”、“生物科學(xué)與歷史”等欄目，選材精到，趣味盎然，融科學(xué)與人文于一體，值得借鑒。

 

（七）整合學(xué)科知識(shí)體系

 

近200年來(lái)，生物科學(xué)從描述性科學(xué)階段，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)科學(xué)階段，已經(jīng)進(jìn)入分子生物學(xué)階段，而人類基因組的研究又將開(kāi)辟生物科學(xué)發(fā)展的新時(shí)代。學(xué)科知識(shí)體系在急劇膨脹，對(duì)中學(xué)生物課程的知識(shí)體系提出了新的要求。當(dāng)然，中學(xué)生物課程不可能容納科學(xué)前沿的全部成果，但是，也不應(yīng)當(dāng)不為所動(dòng)。加之推進(jìn)素質(zhì)教育的要求，課程中知識(shí)性教學(xué)內(nèi)容的總量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮減。這就決定課程中學(xué)科體系的整合成為歷史的必然。

 

學(xué)科知識(shí)體系的整合似可考慮按以下原則進(jìn)行：1. 從當(dāng)代生物科學(xué)發(fā)展的高度重新審視現(xiàn)行課程內(nèi)容。2. 綜合考慮學(xué)科知識(shí)、社會(huì)需要和學(xué)生發(fā)展之間的關(guān)系。從建立完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)是必要的，但是現(xiàn)實(shí)社會(huì)中應(yīng)用范圍很窄、對(duì)學(xué)生的發(fā)展價(jià)值不大的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)刪減。3. 應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。4. 應(yīng)當(dāng)注意與小學(xué)科學(xué)課程的銜接。5. 應(yīng)當(dāng)注意與“體育與健康”等課程的橫向聯(lián)系。

 

具體來(lái)說(shuō),初中應(yīng)適當(dāng)刪減生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類的知識(shí)，現(xiàn)行初中生物教學(xué)大綱中動(dòng)物部分逐門(mén)逐綱講述動(dòng)物類群的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)大大壓縮，可并入生物的多樣性中簡(jiǎn)單介紹，即打破傳統(tǒng)的進(jìn)化體系。應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與人們的日常生活緊密聯(lián)系的內(nèi)容和生態(tài)學(xué)內(nèi)容。高中應(yīng)當(dāng)將必修課與選修課的教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)籌考慮。必修課可側(cè)重講述普通生物學(xué)的基本常識(shí)，適當(dāng)降低學(xué)術(shù)性，加強(qiáng)實(shí)用性；選修課可側(cè)重講述分子生物學(xué)和生物技術(shù) 高中生物。

 

（八）適當(dāng)反映生物科學(xué)新進(jìn)展

 

生物科學(xué)新進(jìn)展如雨后春筍，層出不窮。中學(xué)生物課程不可能也不應(yīng)當(dāng)全部反映。但是，讓學(xué)生對(duì)一些重大進(jìn)展，特別是一些關(guān)系到人類生存和發(fā)展的重大進(jìn)展有所了解，畢業(yè)后能夠大致看懂大眾傳媒上的有關(guān)報(bào)道，還是十分必要的。這樣做既能使學(xué)生消除對(duì)科學(xué)前沿的隔膜，又能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)的價(jià)值，激發(fā)他們學(xué)習(xí)和研究生物科學(xué)的志趣。課程標(biāo)準(zhǔn)上可以不對(duì)講述哪些新成就做過(guò)死的限定，而是提出這方面的要求，由教材編寫(xiě)者和教師隨時(shí)補(bǔ)充，更鼓勵(lì)學(xué)生自己收集和交流這方面的信息。 

 

綜上所述，生物科學(xué)在20世紀(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)中學(xué)生物課程從課程理論到具體內(nèi)容都產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。如何在我國(guó)中學(xué)生物課程改革中適當(dāng)反映這些影響，使課程更加符合提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的需要，有許多問(wèn)題需要研究。本文只是在專家咨詢和文獻(xiàn)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了粗淺的分析，提出了初步意見(jiàn)，僅供課程標(biāo)準(zhǔn)研制組參考。當(dāng)然，學(xué)科特點(diǎn)及其發(fā)展只是課程設(shè)計(jì)要考慮的一個(gè)因素，而學(xué)生的發(fā)展和社會(huì)的需要更是值得課程設(shè)計(jì)者特別關(guān)注的，本文因課題任務(wù)所限，在此就不再贅述了。

 

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*本文為國(guó)家基礎(chǔ)教育課程改革項(xiàng)目《中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定》的子課題研究成果

 

(連載于《生物學(xué)雜志》2002年第4期和第5期) 

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.xiqigame.cn/gaozhong/77397.html

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