陳 維

(江蘇省連云港高級中學(xué) 連云港 222000)

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中生物學(xué)新課標的基本宗旨與培養(yǎng)目標，它集中體現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科的育人價值和實踐取向，是學(xué)生在生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中，逐漸形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。然而，生物學(xué)知識并不是一座“符號”的孤島，它產(chǎn)生于特定的歷史背景和社會情境，與個體和種系的實踐經(jīng)驗相關(guān)聯(lián)，依存于生物學(xué)學(xué)科的邏輯體系之中。這就為開展關(guān)聯(lián)性教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，也為發(fā)展和培育生物學(xué)核心素養(yǎng)創(chuàng)造了條件。關(guān)聯(lián)性教學(xué)注重與學(xué)生的社會生活經(jīng)驗的聯(lián)系，強調(diào)新舊知識間的銜接，倡導(dǎo)在生命科學(xué)史的背景中體悟科學(xué)方法和精神，在跨學(xué)科的協(xié)同探究中培養(yǎng)科學(xué)思維和探究能力。

1 在知識的縱橫聯(lián)系中形成生命觀念

生命觀念是人們在深度理解生物學(xué)概念及知識體系基礎(chǔ)上形成的對生命本質(zhì)的認識和理解。觀念是思維的產(chǎn)物，而思維總是指向具體的問題，可以說問題引導(dǎo)著觀念的形成，兩者緊密相連。站在生物學(xué)的角度去認識生命世界，理解生命的本質(zhì)，是高中生物學(xué)課程價值的基本體現(xiàn)。這需要學(xué)生在建構(gòu)概念的基礎(chǔ)上，整合形成概念網(wǎng)絡(luò)，進而總結(jié)煉制出生命觀念。這個過程要以回答“生命是什么”“生命為何如此”“生命活動如何進行”等基本問題為線索，逐步建立系統(tǒng)化的概念，進而抽象出關(guān)于生命本質(zhì)的觀點和思想，它主要包括三大觀念群： 系統(tǒng)觀、進化觀和生態(tài)觀。形成生命觀念，首先要確定生命觀念的“生長點”，梳理其所包含和對應(yīng)的重要發(fā)現(xiàn)、核心概念和關(guān)鍵事實，并以此建立具有知識邏輯性和內(nèi)容層級性的概念體系。例如，針對“遺傳與變異”這一觀念(群)，需要梳理和整合“細胞分裂、受精作用、DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯”等概念或事實，以此形成支撐。教師要指導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)研讀教材、充分思考理解的基礎(chǔ)上，厘清每一個知識點的來龍去脈和展開順序，具體解釋每一個概念，并且與不同層級的概念進行分析比較，明確其在整個知識體系中的位置和關(guān)系，進而確立某一觀念的概念群；其二，要將概念進行整合，在不同的概念之間找關(guān)聯(lián)，做提煉。這需要加強知識間的縱橫聯(lián)系，可以是某一模塊(單元)新舊概念之間的聯(lián)系，也可以是在初高中內(nèi)容銜接基礎(chǔ)上的概念拓展和建構(gòu)。通過構(gòu)建概念圖、思維導(dǎo)圖等形式，可以把分散的、零碎的概念整合、串聯(lián)起來，形成知識網(wǎng)絡(luò)。其上下位的關(guān)系，以及關(guān)鍵事實的發(fā)展脈絡(luò)一目了然，生命觀念也將逐漸變得清晰(圖1)，例如，“選擇與適應(yīng)”解釋了適應(yīng)性源于自然選擇，

圖1 現(xiàn)代生物進化理論主要內(nèi)容

同時又因為多樣性的本質(zhì)是適應(yīng)的多樣性，因此這一生命觀念又可以解釋多樣性的來源。要建立這一生命觀念，需要在“種群、基因頻率、生物進化、生物多樣性”等多個概念和事實之間建立聯(lián)系，在聯(lián)系、整合和分析中，逐步形成“選擇與適應(yīng)觀”。

2 在生命科學(xué)史的闡釋與傳遞中體悟科學(xué)思維

生命科學(xué)史記錄著生物科學(xué)的研究和發(fā)展歷程，它是科學(xué)家思維、智慧和汗水的結(jié)晶，含有豐富的課程資源?；谏茖W(xué)史開展關(guān)聯(lián)性教學(xué)，可以提升學(xué)生對生命世界的認識水平，培養(yǎng)科學(xué)思維，形成核心價值觀。薩頓認為,一旦讓學(xué)生理解科學(xué)的起源和發(fā)展，科學(xué)就會顯示出它的人文性，而且極富人文內(nèi)涵。因此，在生物學(xué)教學(xué)中適度挖掘并引入一些與教材知識相關(guān)的經(jīng)典實驗、典型案例和科學(xué)家的逸事等，可以讓學(xué)生感受科學(xué)精神，體悟科學(xué)思維的價值[1]。對生命科學(xué)史的教學(xué)，首先要做好“人文闡釋”。從闡釋的內(nèi)容上看，其核心就是要關(guān)注科學(xué)史中的“人性”因素，發(fā)掘其中“人性”的內(nèi)涵，而不是僅僅關(guān)注生物科學(xué)技術(shù)本身。例如，解釋生物科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和理論的發(fā)展需要哪些事實和證據(jù)，需要運用哪些條件和方法；要把那些生物學(xué)家作為“有血有肉”的人進行介紹，并且盡可能真實地講出他們在研究過程中的求知態(tài)度、思維方法和科學(xué)精神。

在人文闡釋的基礎(chǔ)上，對生命科學(xué)史知識的傳遞有三種方式，即言說、顯示和體現(xiàn)。“言說”是用清晰的語言和邏輯傳遞明確的知識，這也是日常教學(xué)中常用的方式。但是對生命科學(xué)史的介紹，不能僅僅是“說明的生物學(xué)史”，而是要在簡要敘述史實的基礎(chǔ)上，側(cè)重深刻的分析和解釋?！绑w現(xiàn)”是指通過實踐來表征或證明，例如，可以讓學(xué)生重復(fù)科學(xué)史上一些經(jīng)典的實驗，讓學(xué)生在推演結(jié)論的過程中，親身體驗科學(xué)思維方法。而“顯示”并不是要將講授的知識內(nèi)容直接講述出來，而是要通過合適的載體呈現(xiàn)出來，然后依靠對載體的解釋來引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和探究，領(lǐng)會其包含的真正內(nèi)容。這種載體可以是教學(xué)環(huán)境中的生物學(xué)史圖片，可以是視頻、動畫等模擬呈現(xiàn)，也可以是學(xué)生在分組討論中的“頭腦風(fēng)暴”和交流展示中的角色扮演。例如，在“DNA的結(jié)構(gòu)”這一內(nèi)容的教學(xué)中，教師就可以安排學(xué)生依照經(jīng)過改編的“劇本”，帶著道具、模型登臺模擬展現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的探究過程。通過環(huán)境營造，再現(xiàn)科學(xué)史研究的場景，使學(xué)生置于“真實”的研究情境，去親身感悟科學(xué)家的思路、方法和形成結(jié)論的過程。如“雙螺旋結(jié)構(gòu)”思路是怎么想出來的？為什么不是單鏈和三鏈結(jié)構(gòu)？“磷酸與脫氧核糖”為什么在外側(cè)而非內(nèi)部？堿基同配和堿基互補配對模型有什么區(qū)別，哪個更合理……在此過程中多位不同領(lǐng)域科學(xué)家的共同參與、協(xié)同配合，從不同學(xué)科、不同角度為雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出做出了重大的貢獻，學(xué)生從中能夠體會到科學(xué)家的合作與奉獻精神，體悟科學(xué)思維在模型建構(gòu)中的重要作用。

3 在跨學(xué)科的綜合應(yīng)用中培養(yǎng)探究能力

科學(xué)探究能力是保證學(xué)生順利完成探究活動的具體方式和心理特征。它包括提出問題、作出假設(shè)、制定方案、實施方案，收集證據(jù)、形成結(jié)論等多方面的能力要素。培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，要從探究能力結(jié)構(gòu)的“過程維度”出發(fā)，確定高中學(xué)生通過生物學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)應(yīng)該具備的過程技能，并以此開展教學(xué)和評價。在此基礎(chǔ)上，嘗試打破學(xué)科間的壁壘，加強學(xué)科間的聯(lián)系與綜合，開展跨學(xué)科的協(xié)同探究活動?？鐚W(xué)科不是指各門學(xué)科的匯集，而是強調(diào)對知識的綜合應(yīng)用以及對學(xué)科之間關(guān)系的關(guān)注。是針對特定的問題，利用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等知識加以解決，從多學(xué)科知識交叉應(yīng)用的角度提高學(xué)生的綜合探究能力。在日常教學(xué)中，可以將生物學(xué)學(xué)科與物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、人文等學(xué)科進行跨學(xué)科綜合，開展協(xié)同探究，對于同一項學(xué)習(xí)任務(wù)也可以在不同學(xué)科背景下進行。任務(wù)完成后，可以讓學(xué)生通過陳述報告、簡單的刊印或展覽等形式介紹自己的成果，開展反思和交流活動。這樣不僅可以發(fā)展學(xué)生多側(cè)面的探究能力，而且能夠培養(yǎng)科學(xué)理性，形成科學(xué)思維。

在培養(yǎng)探究能力的過程中，首先要引導(dǎo)學(xué)生樹立客觀求實的精神。只有在尊重事實和規(guī)律的基礎(chǔ)上，才能真正實現(xiàn)綜合探究活動的價值，這是探究能力形成的基石。例如，在開展“哪種腌制泡菜食用最為健康”的探究活動中，學(xué)生在實驗操作時遇到了不少問題。如： 購買的蔬菜種類繁多，導(dǎo)致泡菜缸之間的種類存在差異；實驗試劑的配制每次都有差異；實驗儀器在使用時由于操作不熟誤差很大；實驗操作時由于每次測定時間過長，對每種材料只測定了1次而導(dǎo)致測定結(jié)果誤差較大等。經(jīng)過小組同學(xué)的反復(fù)討論和實踐，學(xué)生對探究過程進行了優(yōu)化和改進。選擇等量的常用蔬菜(白蘿卜、白菜、芹菜、胡蘿卜等)；一次性統(tǒng)一配制試劑，供各組同時使用；泡菜制作所需要的外部環(huán)境和腌制條件保持一致；對亞硝酸鹽含量的測定最少3次，取平均值等。改進后的探究過程不僅提高了結(jié)論的正確性和準確性，更能培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)作風(fēng)。其次，就是要引導(dǎo)學(xué)生認同開放、競爭與批判精神，形成科學(xué)探究的動力。跨學(xué)科知識的綜合運用，本身就是一種開放和競爭。以“設(shè)計池塘水凈化器”這一研究項目為例，通過圖形設(shè)計方法、自來水廠凈水流程和原理等“先行組織者”，引導(dǎo)學(xué)生思考利用物理和化學(xué)方法去除雜質(zhì)的方法，開展小型凈化水箱的設(shè)計和制作，培養(yǎng)基本的工程意識[2]。通過對實驗設(shè)計方案的討論、爭論，直至達成共識的過程，培養(yǎng)了競爭與批判意識；通過漂白粉、紫外線和高壓蒸汽等滅菌方法的使用，突出了生物、化學(xué)等實驗技術(shù)的綜合運用；通過溶解物質(zhì)含量的測定，使用顯微鏡觀察水體中的微小生物以及計算水體中的細菌數(shù)量等實踐活動，讓學(xué)生逐步建構(gòu)水體的科學(xué)概念等等。第三，就是要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成開拓創(chuàng)新的精神，指向科學(xué)探究的核心。創(chuàng)新是科學(xué)探究的靈魂，重視新方法、新技術(shù)的探索和綜合運用，強調(diào)突破現(xiàn)有理論約束，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，揭示新規(guī)律。例如，在“魚菜共生”這一研究項目中，選取生物園的一角作為養(yǎng)魚和種菜的實驗基地，師生共同建設(shè)“魚菜共生系統(tǒng)”。由學(xué)生自主設(shè)計方案，維護魚菜共生系統(tǒng)的正常運行，利用多種類型的傳感器監(jiān)測水質(zhì)、體驗魚糧制作、編寫程序控制機器、分解魚排泄物生成肥料供蔬菜生長、利用水泵凈化水資源等過程，把可持續(xù)、零排放的低碳生產(chǎn)模式引入校園，帶進課堂，培養(yǎng)學(xué)生運用新技術(shù)創(chuàng)新解決復(fù)雜問題的能力。

4 在回歸生活世界中樹立社會責(zé)任意識

教學(xué)內(nèi)容是一種經(jīng)驗性和實踐性的存在體系，它不是一成不變的，而是一種動態(tài)的、網(wǎng)狀的內(nèi)容體系。固化甚至是僵化的教學(xué)，只能學(xué)習(xí)到“世界是什么”的知識，并不能讓學(xué)生真正投身其中。事實上，教師需要給學(xué)生適度的自由來建立感知世界與課程之間的聯(lián)系，也需要將他們的實踐行為與社會生活綜合起來。正如派納認為的那樣，課程是個體“履歷經(jīng)驗”的重組，是學(xué)生生活世界獨有的東西，學(xué)校在教學(xué)內(nèi)容的選擇上絕對不能局限于系統(tǒng)化的書本知識，而要關(guān)照個體作為生命存在的“生活經(jīng)驗”。真正有效的學(xué)習(xí)任務(wù)應(yīng)該能幫助學(xué)生建立起課程與學(xué)校外部世界的聯(lián)系，有意義的學(xué)習(xí)也只有在學(xué)生主動地面對世界，并與之互動的時候才會產(chǎn)生。生活世界應(yīng)該成為課程資源的“源泉”，成為師生釋放生命潛能的始基。所以，在生物學(xué)教學(xué)中我們需要關(guān)注學(xué)生的經(jīng)歷和經(jīng)驗，必須回歸他們的生活世界，充分挖掘知識的內(nèi)在意蘊，關(guān)聯(lián)個體的生長背景[3]。引導(dǎo)學(xué)生從文本中審視靈魂，從文本中體會生活，從文本中豐富情感，使學(xué)生深刻認識和思考關(guān)于人生、社會和自然的話題，進而形成一種態(tài)度和責(zé)任，實現(xiàn)知識由“假定性意義”向“個體性意義”的轉(zhuǎn)變。

首先，要結(jié)合教學(xué)的內(nèi)容主題，選擇學(xué)生的生活經(jīng)歷、當下的社會熱點和科學(xué)發(fā)現(xiàn)等事例，創(chuàng)設(shè)問題情境，激活認識結(jié)構(gòu)，激發(fā)教與學(xué)的動力。其次，要注重所學(xué)知識在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，用所學(xué)的知識去解釋現(xiàn)象，去指導(dǎo)實踐。也可以從生活世界中去尋找資源和素材，用這些具體、生動、形象的案例來闡釋教材知識，以此擺脫那種線性的、邏輯的、固化的知識學(xué)習(xí)。例如，在學(xué)習(xí)“人體內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”的過程中，可以讓學(xué)生運用相關(guān)知識分析自己的“體檢數(shù)據(jù)”，討論健康生活的方式。在學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性時，可以結(jié)合周邊一些典型的環(huán)境污染案例來進行分析和討論等等。第三，要將STS教育理念滲透到教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，使學(xué)生理解科學(xué)、技術(shù)的本質(zhì)和特征，體驗科學(xué)、技術(shù)和社會之間的關(guān)聯(lián)，進而運用生物學(xué)知識參與社會問題的討論或建議。例如，可以讓學(xué)生結(jié)合基因工程技術(shù)等知識，開展轉(zhuǎn)基因食品安全性的討論，以形成更清晰的認識和態(tài)度。第四，要引導(dǎo)和加強學(xué)生對諸如生態(tài)危機、人口增長、可持續(xù)發(fā)展等重要社會問題的關(guān)注，使他們通過這些問題的探討，不僅習(xí)得相應(yīng)的知識，而且可以增強生態(tài)意識和責(zé)任意識，逐步樹立人類命運共同體的理念。最后，就是要帶領(lǐng)學(xué)生走近社會，親近自然?？梢越Y(jié)合當?shù)氐纳鐣Y源和自然資源，開發(fā)出多樣化的學(xué)習(xí)課程和探究場所。陳鶴琴先生說過：“大自然，大社會，都是活教材；做中學(xué)，做中教，人人得進步?！币劳羞@些資源，我們將拆掉師生心中的圍墻，把奇幻的森林當作教室，把秀麗的山川當作課本，把觀潮聽海當作練習(xí)，不斷突破束縛這些固化的條框陳規(guī)，巧妙配置這些獨特的鄉(xiāng)土資源，用它們引發(fā)學(xué)習(xí)的興趣、探究的欲望、創(chuàng)造的快樂，培養(yǎng)家園情懷和責(zé)任意識。

開展關(guān)聯(lián)性教學(xué)不僅是教師創(chuàng)設(shè)和建立了這種“關(guān)聯(lián)”，更需要讓學(xué)生體驗和認識到這種關(guān)聯(lián)的存在，要讓解決問題的新方法、新策略與原有的認識和經(jīng)驗相關(guān)聯(lián)，讓新學(xué)習(xí)的概念原理和眼前的現(xiàn)象之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。

只有建立了這些“關(guān)聯(lián)”，才能讓個體的想法同客體或經(jīng)驗或其他學(xué)習(xí)者的先有概念進行直接對質(zhì)，才能煉制出真正的生物學(xué)核心素養(yǎng)。