許擎煒　彭勇

摘要 分析了美國教材《生物·生命的動力》中“生物學與歷史”時間軸的內容，總結其特點，在此基礎上探討對生物教學的啟示。

關鍵詞 美國生物學教材 生物學與歷史 時間軸 教材特色

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

科學史有助于學生理解科學知識和方法，因此世界各國都十分關注基礎教育階段理科教學中科學史的教學。教材是科學教育的主要資源，影響教師“教什么”和“如何教”，并能為學生的“學”提供有益的幫助。所以，研究教材中的科學史內容將有助于生物學科的教與學。

美國高中生物學主流教材《生物·生命的動力》（Biology·The Dynamics of Life）由麥格勞·希爾（McGraw·Hill）教育出版公司于2004年出版，該教材與其他理科教材形成“科學發(fā)現(xiàn)者”系列叢書，其顯著特色表現(xiàn)在“引導學生做一名科學發(fā)現(xiàn)者和探索者”?！渡铩ど膭恿Α贩譃樯现邢氯齼?，內容包括：什么是生物學、生態(tài)學、微生物、植物、分子與細胞、遺傳學、生命的演化、無脊椎動物、脊椎動物、人體生理等10個單元。該教材在每一單元首頁就以“生物學與歷史”時間軸的形式呈現(xiàn)生物學歷史上與該單元內容相關的重要科學史事件及該時間區(qū)段內的重要歷史事件。3冊教材總計10個時間軸。

1“生物學與歷史”時間軸的基本內容

“生物學與歷史”時間軸（以下簡稱“時間軸”）中的歷史事件以時間為序排列，以軸線為界，軸線以上標注了世界及美國的重大歷史事件，軸線以下則為與本單元內容相關的具體生物學歷史事件。以第四單元為例，第四單元時間軸包含9項歷史事件，其中有6項生命科學發(fā)展的歷史事件，3項其他歷史事件（表1）。各單元時間軸的時間跨度有一定的區(qū)別，具體時間區(qū)段與各單元內容密切相關。在第一單元“什么是生物學”中時間軸起點為公元前600，公元前以520時希臘哲學家提出宇宙由四大要素構成作為開端，以科學家宣布“人類基因組計劃”草圖完成的2000年為最后一件歷史事件，時間跨度約為2600年；第二單元“生態(tài)學”則從公元前16000年“第四紀冰河期迎來了新紀元”開始，以2000年1億5千只麻雀在美國落戶”為最后一件歷史事件，時間跨度約為18000年。第四單元“植物”單元中時間軸起點為公元前9000～8001“小麥和大麥是最早的糧食作物”，最后一件歷史事件為1981年轉基因植物（煙草作物）首次批準進入田間試驗，時間跨度約為11000年。

2“生物學與歷史”時間軸特點

美國高中生物學主流教材《生物·生命的動力》中“生物學與歷史”欄目在每個單元首頁設置時間軸，以生命科學史和世界史、美國歷史相穿插，特色鮮明。

2.1搭建直觀的時間與歷史事件的二維構架，助力學生對歷史的深刻認識

歷史事件何時發(fā)生？有什么樣的歷史背景？這是學生理解科學發(fā)展的一大阻礙。時間軸以歷史發(fā)展的時間順序作為歷史事件排列的依據，將科學史與社會發(fā)展歷史緊密的結合起來，以美國通過權利法案（1791年）、聯(lián)合國召開第一次會議（1946年）等重要歷史事件為參照物提供社會發(fā)展的環(huán)境及背景，幫助學生能搭建一定的歷史發(fā)展框架，使學生更容易理解科學發(fā)展的歷史背景。

2.2精選歷史事件形成的時間軸，凸顯生命科學某一方面發(fā)展歷史的相對完整性

時間軸依據時間順序，把一方面或多方面的時間串聯(lián)起來，形成相對完整的歷史發(fā)展記錄體系。例如第4單元“植物”單元包含什么是植物、植物的多樣性、植物的結構與功能、植物的繁殖等4章內容，“時間軸”精選與該教學內容相關的6項生命科學史事件、3項其他歷史事件按時間順序列于時間軸上（表1）。6項生命科學史事件中以“公元前9000～8001小麥和大麥是最早的糧食作物”這一事件作為起始事件，說明人類發(fā)展與植物的利用與研究息息相關，強調了植物的重要性。然后選擇“植物之父”西奧弗拉斯塔編著了《植物的歷史》一書、單子葉植物和雙子葉植物的分類、植物世代交替現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、1萬多年前遺留下來的冰凍羽扇豆種子萌發(fā)、首次批準轉基因植物進入田間試驗等植物學發(fā)展的重大事件作為時間軸上的重要節(jié)點，凸顯植物學發(fā)展歷史的相對完整性。

2.3搭建科學與社會、文化、藝術的橋梁、強調科學是文化的內在組成部分

在科學教學中，存在將科學理論孤立于社會、文化之外的想象，往往給學生帶來“科學是科學家獨立運作的產物”。實際上，科學的發(fā)展雖然有其獨立的邏輯性，但也無可避免社會、文化、藝術對其的影響。教材中時間軸這一欄目精選了“1791年美國通過權利法案”“1761年6歲莫扎特譜寫了他第一首樂曲”等歷史事件，搭建了科學與社會、文化、藝術的橋梁。

2.4歷史事件選擇注重學生心理邏輯，引導學生主動學習

教材是學生學習的主要材料之一。好的教材注重學生的心理邏輯，對學習者有較強的吸引力，能促使學生主動閱讀，積極思考?！渡铩ど膭恿Α窌r間軸中選取“美國總統(tǒng)林肯發(fā)表《解放奴隸宣言》（1863年）”、“包裝的切片面包首次在美國出現(xiàn)（1930年）”，“甲殼蟲樂隊第一次再美國熒屏上露面（1964年）”等學生比較熟悉或與學生的生活緊密相關的事件，作為時間軸的重要參照歷史事件，拉近了歷史與學生的距離，建立具體的時間節(jié)點的構架，引導學生主動學習，更好地了解歷史事件發(fā)生時的社會文化背景。

2.5歷史事件的選擇注重開創(chuàng)性工作，倡導創(chuàng)新，鼓勵學生發(fā)現(xiàn)和探索

時間軸中選擇的生命科學史中的事件大多為某一學科中科學與技術發(fā)展的創(chuàng)新性的事件，如第十章人體生理部分展示了威廉·哈維首次準確地描述學業(yè)循環(huán)（1628年），血壓測量儀首次發(fā)明（1847年）、科學家首次記錄了大腦的電信號數歷史事件（1875年）等6項歷史上的創(chuàng)新性的工作。其他歷史事件的選擇也凸顯創(chuàng)新性與探索性。如人體生理部分選擇了“1804年劉易斯和克拉克開始了他們在美國西北部的探險活動”作為一項歷史事件。此次探險活動是美國國內首次橫越大陸西抵太平洋沿岸的往返考察活動，不僅獲取了美國西部地理和動植物的知識，在商業(yè)和外交方面也成績斐然。這些歷史事件的選擇都切合整套教材“引導學生做一名科學發(fā)現(xiàn)者和探索者”的思想。

3啟示

如何提升教學效果，提升學生的生物學素養(yǎng)，把生物學教學變成一個在教師引導下學生主動建構知識、發(fā)展能力、形成正確的情感、態(tài)度與價值觀的能量場？《生物·生命的動力》教材中時間軸的編寫做了一個很好的嘗試，值得借鑒。時間軸的編寫充分考慮學生的興趣、需要和經驗背景等來組織歷史事件，符合學生的心理邏輯，有效吸引學生主動閱讀和思考，有利于提高教學的針對性和有效性。

生物科學不是孤立發(fā)展的，它必然與社會的發(fā)展有著千絲萬縷的聯(lián)系。教如何在生物學教學過程中，關注科學與人文的綜合？《生物·生命的動力》中的時間軸將科學與社會、文化、藝術結合起來，形成簡單的歷史發(fā)展的時間、事件二維構架。學生通過閱讀，在教師引導下思考、體會。這種既給予了科學與人文相結合的綜合性的歷史線索，同時又提供一定的拓展空間的資源。若教師能好好利用，將對學生理性思維、科學探究以及參與社會事務責任感等生物科學素養(yǎng)的提升將大有裨益。