王洪寧

（吉林省農(nóng)安縣實(shí)驗(yàn)中學(xué) 吉林農(nóng)安 130200）

淺析基于系統(tǒng)論思想的高中生物學(xué)教學(xué)

王洪寧

（吉林省農(nóng)安縣實(shí)驗(yàn)中學(xué) 吉林農(nóng)安 130200）

高中生物學(xué)必修模塊是現(xiàn)代生物學(xué)的核心內(nèi)容，揭示了生命系統(tǒng)的本質(zhì)和特征，對(duì)于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)具有不可或缺的作用。這也是探討在高中生物學(xué)教學(xué)中引入系統(tǒng)論思想的初衷。

高中生物 教學(xué)

生物學(xué)科思想反映了生物學(xué)的思維特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律，是生物學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)、產(chǎn)生和發(fā)展的動(dòng)力，是學(xué)科能力發(fā)展的催化劑，是學(xué)生認(rèn)知和理解生物學(xué)最具影響力的內(nèi)容。生物學(xué)蘊(yùn)含著許多科學(xué)思想，系統(tǒng)論思想是其中的重要內(nèi)容，在大多數(shù)情況下生物學(xué)的具體內(nèi)容可以在系統(tǒng)思想的框架下得到解釋。高中生物學(xué)教材也是用系統(tǒng)論思想來詮釋生命的。

一、教師可以從系統(tǒng)論視角理解高中生物學(xué)的三個(gè)必修模塊

《分子與細(xì)胞》模塊突出細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)這條主線，選取了系統(tǒng)的層次、細(xì)胞的組成、結(jié)構(gòu)、功能及細(xì)胞的生命歷程等知識(shí)。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解生命系統(tǒng)的非線性（整體不等于它的部分之和）與時(shí)序性（生命系統(tǒng)的組成要素在時(shí)空上有嚴(yán)格的確定的秩序或相對(duì)穩(wěn)定的位置以及生命活動(dòng)的時(shí)序性）本質(zhì)。

《遺傳與進(jìn)化》模塊以基因的本質(zhì)、功能及其發(fā)現(xiàn)歷程為主線，選取了減數(shù)分裂與受精作用、DNA分子結(jié)構(gòu)和功能、遺傳和變異的基本原理、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論及物種形成等知識(shí)。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生將會(huì)理解生命系統(tǒng)是開放的信息系統(tǒng)，它具有自我更新、適應(yīng)、演化的特性。

《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊的知識(shí)結(jié)構(gòu)是更是凸顯了系統(tǒng)論思想。本模塊以生物個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)層次生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)的干擾和維持為主線，選取了人體穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)和生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)組成要素活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的干擾和維持等知識(shí)。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生將理解：生命活動(dòng)過程的本質(zhì)是物質(zhì)的變化、能量的轉(zhuǎn)化和信息的傳遞過程;生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)實(shí)際上是一種動(dòng)態(tài)平衡，其穩(wěn)態(tài)不僅有其自身的調(diào)節(jié)，還與所處的環(huán)境有著緊密的聯(lián)系，生命系統(tǒng)正是在穩(wěn)態(tài)不斷受到破壞而又同時(shí)得到恢復(fù)的過程中得以維持和發(fā)展的。該模塊的學(xué)習(xí)將進(jìn)一步幫助學(xué)生從系統(tǒng)的角度認(rèn)識(shí)生命。

二、將系統(tǒng)論思想融入生物學(xué)知識(shí)建構(gòu)過程需要關(guān)注的問題

從系統(tǒng)論觀點(diǎn)出發(fā)，將系統(tǒng)論思想融入生物學(xué)知識(shí)建構(gòu)過程，教師可以引導(dǎo)學(xué)生主要從三個(gè)方面入手。① 樹立系統(tǒng)的整體觀。在研究系統(tǒng)的一個(gè)要素時(shí)，還要觀察其他不同的、相互作用的要素，分析它們在多重要素的影響作用下作為一個(gè)整體的行為，以及表現(xiàn)出來的新的整體的性質(zhì)和功能的。② 明確系統(tǒng)整體的性質(zhì)和功能取決于系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系的認(rèn)識(shí)。要搞清楚構(gòu)成系統(tǒng)的要素的性質(zhì)、數(shù)量、空間排列及時(shí)序組合，弄清楚系統(tǒng)要素間發(fā)生的物質(zhì)、能量、信息的傳遞和交流狀態(tài)。認(rèn)識(shí)系統(tǒng)就要弄清系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系，改造系統(tǒng)就是調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系。③ 理解生命系統(tǒng)的開放性與動(dòng)態(tài)性。每個(gè)系統(tǒng)都是一個(gè)更大系統(tǒng)的組成要素，因此系統(tǒng)的性質(zhì)和功能受到環(huán)境的影響。生命系統(tǒng)是開放的，與外界交換物質(zhì)、能量和信息，才能維持其生命，系統(tǒng)總是處在運(yùn)動(dòng)和變化的狀態(tài)之中。

由于人們對(duì)生命系統(tǒng)的研究是多層次、多方向的，在對(duì)生命系統(tǒng)研究時(shí)，教師需要從不同角度進(jìn)行分類，所以，不同層次的要素具有相對(duì)性?；谙到y(tǒng)論的思維方法，不只是考察單個(gè)事物，也不只是進(jìn)行概念、判斷、推理，還用模型來模擬、檢驗(yàn)推理。它是通過對(duì)部分和整體作細(xì)致的觀察研究、從整體上把握事物。在生物學(xué)教學(xué)的過程中，教師要注重生命系統(tǒng)的整體性，研究系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的開放性與動(dòng)態(tài)性。生命是一個(gè)復(fù)雜、開放、自組織的系統(tǒng)。由于生命系統(tǒng)的復(fù)雜性以及非線性、混沌的特點(diǎn)，使生物現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律大部分不遵從因果決定性原則。因此，用系統(tǒng)論的基本思想方法來指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，更有利于學(xué)生理解生命現(xiàn)象和生物學(xué)事實(shí)，掌握生物學(xué)的概念和基本結(jié)構(gòu)，養(yǎng)成系統(tǒng)思維的習(xí)慣，形成學(xué)科能力。

三、將系統(tǒng)論思想融入生物學(xué)知識(shí)體系建構(gòu)過程

布魯納說過：“學(xué)生對(duì)所學(xué)材料的接受必然是有限的，怎樣能使這種接受在他們以后一生的思考中有價(jià)值？回答是：不論他們選取什么學(xué)科，務(wù)必使學(xué)生理解該學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)。”在教學(xué)組織過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)論思想方法，對(duì)本節(jié)課的所學(xué)知識(shí)和概念進(jìn)行逐一分析，構(gòu)建學(xué)科內(nèi)容結(jié)構(gòu)的基本思路（圖2），明確本節(jié)內(nèi)容在不同學(xué)習(xí)階段的呈現(xiàn)形式和學(xué)習(xí)重點(diǎn);明確所學(xué)知識(shí)與先前學(xué)習(xí)內(nèi)容以及將來學(xué)習(xí)內(nèi)容的邏輯關(guān)系;厘清不同內(nèi)容與學(xué)科方法的實(shí)然聯(lián)系，把握學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容，構(gòu)建學(xué)科的內(nèi)容體系。在系統(tǒng)論的思想的指引下運(yùn)用生物學(xué)方法分析生命現(xiàn)象和解決問題，使得復(fù)雜的生命現(xiàn)象和問題變得簡單，使生物學(xué)科內(nèi)容更生動(dòng)、形象、深刻，也有利于學(xué)生領(lǐng)會(huì)了相應(yīng)的生物學(xué)方法，避免學(xué)生出現(xiàn)學(xué)科知識(shí)碎片化和淺表化，技能與方法運(yùn)用的機(jī)械、模仿的現(xiàn)象。同時(shí)，也使得抽象的學(xué)科思想得以彰顯，學(xué)生對(duì)系統(tǒng)論的思想方法也有一個(gè)清晰認(rèn)識(shí)。

在血糖平衡模型構(gòu)建成功的基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠很容易構(gòu)建起分級(jí)調(diào)節(jié)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。下丘腦作為內(nèi)分泌系統(tǒng)的樞紐，不僅作為血糖調(diào)節(jié)中樞，通過傳出神經(jīng)直接作用于胰島細(xì)胞與腎上腺，調(diào)節(jié)激素分泌，還通過分級(jí)調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)甲狀腺的活動(dòng)。在甲狀腺激素分泌的分級(jí)調(diào)節(jié)中，利用一般系統(tǒng)科學(xué)的空間結(jié)構(gòu)方法分析下丘腦-垂體-甲狀腺構(gòu)成的整體系統(tǒng)：下丘腦分泌的促甲狀腺激素釋放激素（TRH）作用于垂體，促使垂體釋放促甲狀腺激素（TSH），促甲狀腺激素（TSH）隨血液運(yùn)輸?shù)竭_(dá)甲狀腺，使甲狀腺激素的合成和分泌增加，體現(xiàn)了系統(tǒng)論思想的等級(jí)結(jié)構(gòu)性。血液中的甲狀腺激素的含量同時(shí)也能作為負(fù)反饋信號(hào)，反過來抑制下丘腦和垂體的分泌。生命系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜開放的自組織系統(tǒng)，與環(huán)境相互作用的同時(shí)，會(huì)進(jìn)行一定的調(diào)整以適應(yīng)外界環(huán)境變化，如在寒冷環(huán)境中生命體會(huì)增加甲狀腺激素的合成與分泌。在當(dāng)前所學(xué)的甲狀腺激素分泌的分級(jí)調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠更容易理解水鹽平衡調(diào)節(jié)以及體溫調(diào)節(jié)（將來需學(xué)）等內(nèi)容。

在高中階段，考慮到學(xué)生的知識(shí)水平與接受能力，將系統(tǒng)論思想引入生物學(xué)的學(xué)習(xí)過程的目的，不是要求學(xué)生完整的理解系統(tǒng)的概念，而是期望他們在解決問題的過程，關(guān)注整個(gè)系統(tǒng)，以便理解和處理整個(gè)系統(tǒng)的問題或現(xiàn)象。

教師從系統(tǒng)論思想入手，組織教學(xué)活動(dòng)，能夠潛移默化地幫助學(xué)生優(yōu)化認(rèn)知策略、改善思維品質(zhì)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更有意義，更好地實(shí)現(xiàn)生物學(xué)科的科學(xué)教育價(jià)值，為提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。