洪小玲

摘 要 通過介紹生物科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵和4個(gè)維度，探討在初中生物課堂中促進(jìn)學(xué)生逐步提高膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)、功能化的生物學(xué)素養(yǎng)、結(jié)構(gòu)化的生物學(xué)素養(yǎng)和多維的生物學(xué)素養(yǎng)的策略。

關(guān)鍵詞 科學(xué)素養(yǎng) 初中生物 課堂教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

20世紀(jì)60年代以前，科學(xué)素養(yǎng)的教育不受重視。隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，公民成為科學(xué)知識(shí)和科技產(chǎn)品的創(chuàng)造者、生產(chǎn)者、消費(fèi)者。在社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)踐過程中，運(yùn)用知識(shí)解決科學(xué)現(xiàn)象和問題成為常態(tài)，進(jìn)而在基礎(chǔ)教育中發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)成為改革研究的熱點(diǎn)。下面以初中生物課堂教學(xué)為例，探討生物科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵、維度和提高學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)的策略。

1 生物科學(xué)素養(yǎng)簡(jiǎn)介

1.1 生物科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確提出，學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)包括參加社會(huì)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀。

美國(guó)生物學(xué)課程研究所（BSCS）出版了“發(fā)展生物學(xué)素養(yǎng)”的課程指南，具體描述了一個(gè)有生物學(xué)素養(yǎng)的人的特點(diǎn)：① 了解生物學(xué)基本原理、重要的生物學(xué)概念；② 領(lǐng)悟科學(xué)探究的過程，發(fā)展科學(xué)知識(shí)和技能，知道科學(xué)史上生物學(xué)概念的發(fā)展；③ 能夠用生物學(xué)知識(shí)作出個(gè)人、社會(huì)決策；④ 應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的實(shí)際問題。

綜上，提高生物學(xué)素養(yǎng)是基于未來公民生存和發(fā)展的“頂層設(shè)計(jì)”。這就要求學(xué)生不能只學(xué)習(xí)概念，也要知道生物學(xué)概念在歷史上的發(fā)展歷程，促進(jìn)情感、態(tài)度與價(jià)值觀、思維品質(zhì)的共同發(fā)展。教師在課堂不能過于強(qiáng)調(diào)概念識(shí)記，更要注重知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的拓展應(yīng)用。

1.2 生物科學(xué)素養(yǎng)的4個(gè)維度

BSCS認(rèn)為，生物學(xué)素養(yǎng)的高低是一個(gè)連續(xù)變化的過程，每個(gè)學(xué)生都處于這種連續(xù)變化的不同位置上，不同的位置反映了他們對(duì)生物學(xué)理解的程度。BSCS將生物科學(xué)素養(yǎng)分為4個(gè)維度（圖1）：膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)、功能化的生物學(xué)素養(yǎng)、結(jié)構(gòu)化的生物學(xué)素養(yǎng)和多維的生物學(xué)素養(yǎng)。4個(gè)維度的生物學(xué)素養(yǎng)存在差異，又相互聯(lián)系，相互影響，共同構(gòu)成生物學(xué)素養(yǎng)。針對(duì)不同維度的生物學(xué)素養(yǎng)，教師應(yīng)采用不同的、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略。這是發(fā)展學(xué)生不同層次的生物學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。

2 提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的策略

2.1 誘導(dǎo)前概念，暴露膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)前不是一張白紙，他們具有生活經(jīng)驗(yàn)，擁有自己對(duì)生物學(xué)事實(shí)的認(rèn)識(shí)，這是學(xué)習(xí)科學(xué)概念前的基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱“前概念”。學(xué)生剛學(xué)習(xí)新知識(shí)前大多處于這一個(gè)水平，稱之為膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)。教師要研究學(xué)生起始的素養(yǎng)水平、教學(xué)目標(biāo)要求的素養(yǎng)水平，并通過教學(xué)使學(xué)生的水平得到逐步提升。

誘導(dǎo)前概念的方式多種多樣，教師可以通過課堂討論、課前調(diào)查或課前測(cè)驗(yàn)等方式進(jìn)行。例如，在“光合作用”一節(jié)教學(xué)中，由于學(xué)生從生活中見到植物種在土壤中，從土壤吸收營(yíng)養(yǎng)，故認(rèn)為植物體內(nèi)的有機(jī)物是從土壤中吸收的，教師可以通過課堂設(shè)疑暴露學(xué)生的前概念。又如，在“呼吸作用”一節(jié)教學(xué)中，學(xué)生的前概念包括：① 植物呼吸時(shí)消耗二氧化碳，制造氧氣；② 呼吸作用把氧氣轉(zhuǎn)化成二氧化碳；③ 植物在晚上進(jìn)行呼吸作用；④ 植物通過光合作用獲取能量等。教師可以通過課前測(cè)驗(yàn)或課前調(diào)查暴露學(xué)生膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)，為教學(xué)目標(biāo)達(dá)成奠定基礎(chǔ)。

2.2 開展探究式教學(xué)，形成功能化的生物學(xué)素養(yǎng)

朱正威教授提出，提高生物學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)途徑多種多樣，但探究性學(xué)習(xí)是最好的教學(xué)策略之一。教師的語(yǔ)言講授過于膚淺蒼白，難以轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤的觀念。學(xué)習(xí)者親身經(jīng)歷猜想討論、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證獲得經(jīng)驗(yàn)，這樣的知識(shí)更容易接受。學(xué)生學(xué)會(huì)和記住了知識(shí)點(diǎn)，轉(zhuǎn)化前概念形成科學(xué)認(rèn)識(shí)，此時(shí)學(xué)生的水平處于功能化的生物學(xué)素養(yǎng)。

例如，針對(duì)學(xué)生的前概念“植物體內(nèi)的有機(jī)物來自土壤”，教師演示實(shí)驗(yàn)“碘液滴入米漿和土壤浸出液”。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷，土壤不能為植物生長(zhǎng)提供有機(jī)物。接著，學(xué)生觀察比較光照和黑暗條件下的兩盆天竺葵，思考植物在光下生長(zhǎng)較好的原因。學(xué)生恍然大悟：植物體內(nèi)的有機(jī)物是通過綠葉在光下制造的，這個(gè)過程就是光合作用。通過探究性學(xué)習(xí)，學(xué)生意識(shí)到原先的錯(cuò)誤觀念，并形成“植物在光下制造有機(jī)物”的初步認(rèn)識(shí)。

又如，在“種子結(jié)構(gòu)”一節(jié)教學(xué)中，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為種子只由種皮和2個(gè)豆瓣構(gòu)成。因此，教師可指導(dǎo)學(xué)生解剖菜豆、蕓豆、花生、黃豆種子，對(duì)比找出它們的共同結(jié)構(gòu)。學(xué)生進(jìn)一步觀察“發(fā)豆芽”的過程，分析種子各結(jié)構(gòu)的功能。此處以生為本進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、大膽猜想，形成對(duì)種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的基本認(rèn)識(shí)。

當(dāng)然，探究教學(xué)模式有多種，可按上述方法整合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，也可創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行純粹的思維探究，還可指定課題進(jìn)行探究或完全自主的開放式探究。此時(shí)，學(xué)生雖不再處于膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)水平，但對(duì)于生物學(xué)概念，學(xué)生一般靠記憶而非真正理解，對(duì)概念內(nèi)涵本質(zhì)不能完整地概括總結(jié)，不能形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題時(shí)還處于模棱兩可的階段。教師應(yīng)進(jìn)一步引導(dǎo)概括，形成系統(tǒng)的認(rèn)知框架。

2.3 強(qiáng)化概念認(rèn)知，促成結(jié)構(gòu)化的生物學(xué)素養(yǎng)

教學(xué)活動(dòng)不應(yīng)僅僅停留在讓學(xué)生記住一些生物學(xué)事實(shí)，而是要幫助學(xué)生對(duì)事實(shí)進(jìn)行抽象和概括、理解和記憶，強(qiáng)化對(duì)概念的認(rèn)知，建構(gòu)生物學(xué)概念，進(jìn)而為學(xué)生能夠在新情境解決問題奠定基礎(chǔ)。經(jīng)歷概念意義建構(gòu)、概念強(qiáng)化、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等高水平的思維過程，可以促進(jìn)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)化的生物學(xué)素養(yǎng)。

教師可以采用類比、比喻的方式強(qiáng)化概念。例如，教學(xué)中常以“草→兔→狼”為例講授知識(shí)點(diǎn)“生態(tài)系統(tǒng)具有一定自動(dòng)調(diào)節(jié)能力”，若只通過例子講述概念還是抽象的，講課時(shí)學(xué)生理解了，但長(zhǎng)期看還是容易遺忘。教學(xué)中筆者把生態(tài)系統(tǒng)比作橡皮筋，用力拉橡皮筋后恢復(fù)，說明生態(tài)系統(tǒng)有自動(dòng)調(diào)節(jié)能力；用力拉斷橡皮筋后不可恢復(fù)，說明自動(dòng)調(diào)節(jié)能力有一定限度。學(xué)生通過拉伸橡皮筋的例子，加深了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)這一特性的理解。這樣的教學(xué)化抽象為形象，使深?yuàn)W的理論變得淺顯易懂，學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知更加深刻。

概念模型的建構(gòu)和概念圖的繪制也是常用的方法。① 在學(xué)習(xí)動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞之后，教師可以讓學(xué)生對(duì)比動(dòng)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)，畫出動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)注，甚至還可讓學(xué)生動(dòng)手制作細(xì)胞模型。細(xì)胞模型屬于物理模型，不僅形象反映細(xì)胞的特征，也是一種簡(jiǎn)化、概括性的概念反映方式。② 概念圖是表征眾多概念的一種方式，對(duì)于概念較多的章節(jié)，學(xué)生繪制概念圖，可以整合學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)化形成學(xué)生結(jié)構(gòu)化的知識(shí)框架，形成概念網(wǎng)絡(luò)，使得概念可視化。無論采用何種方式強(qiáng)化概念，都是為了使生物學(xué)素養(yǎng)從功能化水平逐漸結(jié)構(gòu)化，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的理解和實(shí)際應(yīng)用。

2.4 全面拓展應(yīng)用，發(fā)展多維的生物學(xué)素養(yǎng)

多維的生物學(xué)素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)教學(xué)不能停留在生物學(xué)概念本身，還要讓學(xué)生知道生物學(xué)概念在科學(xué)歷史上的發(fā)展歷程、在社會(huì)生活生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐，甚至是科學(xué)研究的前沿發(fā)展情況，讓學(xué)生不滿足于現(xiàn)有的知識(shí)和技能，達(dá)到全面的、多維度的素養(yǎng)水平。

例如，介紹“克隆羊”的誕生后，教師可以在克隆技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用方面進(jìn)行拓展。培育多莉的技術(shù)也稱為核移植技術(shù)，現(xiàn)今在哺乳動(dòng)物的克隆上廣泛應(yīng)用。這不僅為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品提供支持，同時(shí)也為拯救如金絲猴等瀕臨滅絕的動(dòng)物提供技術(shù)。因此，首次應(yīng)用克隆技術(shù)培育出非洲爪蟾成體的科學(xué)家約翰·格登獲得了2012年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)這份殊榮。這樣的教學(xué)不僅拓展學(xué)生的知識(shí)面，也激發(fā)了學(xué)生繼續(xù)了解科學(xué)前沿發(fā)展的傾向。

教學(xué)中，教師還可以介紹相關(guān)知識(shí)的科學(xué)發(fā)展歷程，如在“練習(xí)使用顯微鏡”一節(jié)教學(xué)中，介紹光學(xué)顯微鏡到電子顯微鏡的發(fā)展歷程，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到技術(shù)發(fā)展對(duì)生命科學(xué)研究的推動(dòng)作用；也可以聯(lián)系與生活密切相關(guān)的知識(shí)技能，如學(xué)習(xí)“植物的呼吸作用”時(shí)，教師可以在蔬菜瓜果的儲(chǔ)藏技術(shù)方面進(jìn)行拓展；還可以拓展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的生物知識(shí)，如帶領(lǐng)學(xué)生參觀釀酒廠、農(nóng)業(yè)種植基地，了解釀酒工藝、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等；還可以創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生模擬決策，如學(xué)習(xí)“合理營(yíng)養(yǎng)”中，讓學(xué)生設(shè)計(jì)營(yíng)養(yǎng)合理的食譜并實(shí)施。

3 結(jié)語(yǔ)

提高生物科學(xué)素養(yǎng)的理念提出已久。但如何提高生物學(xué)素養(yǎng)還有更多值得探究的內(nèi)容，值得教師進(jìn)一步研討，并為課程理念的落實(shí)和課堂教學(xué)的不斷優(yōu)化提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖川.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀.武漢：湖北教育出版社，2012.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[3] 劉恩山.中學(xué)生物學(xué)教學(xué)論.北京：高等教育出版社，2003.