劉恩山 (北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100875)
2017版《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)作為課程宗旨,將生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)研究和社會(huì)責(zé)任作為生物學(xué)課程目標(biāo)和學(xué)科核心素養(yǎng)的具體組成。這是高中生物學(xué)課程發(fā)展中標(biāo)志性的變化,對(duì)我國(guó)生物學(xué)教育的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。同時(shí),它也對(duì)教師的專業(yè)發(fā)展和課堂教學(xué)的理論與實(shí)踐發(fā)揮引領(lǐng)性和推動(dòng)性的作用。在生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的4個(gè)組成中,科學(xué)思維、科學(xué)探究及社會(huì)責(zé)任都具有自然科學(xué)領(lǐng)域的跨學(xué)科屬性,而生命觀念則是獨(dú)具生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的要素,是本學(xué)科核心素養(yǎng)的標(biāo)志和關(guān)鍵。本文是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)研討5篇系列文章之一,聚焦生命觀念在生物學(xué)課程中的價(jià)值、地位、內(nèi)涵,以及課堂教學(xué)的建議。
提及生命觀念,有學(xué)者做過這樣的比喻,如果請(qǐng)一位資深的生物學(xué)專家僅用幾句話陳述全部生物學(xué)的精華,這位學(xué)者應(yīng)該如何陳述?這其實(shí)不是面對(duì)一個(gè)資深學(xué)者的提問,而是一個(gè)學(xué)術(shù)問題:什么是生物學(xué)中最精華、最有價(jià)值的內(nèi)容?這樣的問題對(duì)基礎(chǔ)教育和高等教育的課程設(shè)計(jì)都至關(guān)重要。如今在學(xué)術(shù)界已有了明確的本課程答案,這僅限于用百余字回答的結(jié)果就應(yīng)該是對(duì)生物學(xué)的重要觀念的陳述,即“生命觀念”。
對(duì)于科學(xué)家而言,生命觀念是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象,是經(jīng)過實(shí)證后的想法或觀點(diǎn);對(duì)于中、小學(xué)生而言,生命觀念是他們學(xué)習(xí)生物學(xué)課程后獲得的標(biāo)志性的學(xué)習(xí)成果,是衡量學(xué)生是否受到了良好生物學(xué)教育的標(biāo)尺。所有的生物學(xué)課堂都會(huì)向?qū)W生傳授生物學(xué)事實(shí)性的知識(shí),但并不是所有的教師都能在傳遞這些細(xì)枝末節(jié)知識(shí)的同時(shí)幫助學(xué)生發(fā)展生命觀念。從當(dāng)今科學(xué)教育理論和已有研究成果的視角分析,發(fā)生在生物學(xué)課堂上的這種不同,會(huì)直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)業(yè)成就。因此,將生命觀念作為生物學(xué)核心素養(yǎng)之首,就是要凸顯這些觀念在生物學(xué)課程中的地位及其育人價(jià)值。
與細(xì)枝末節(jié)的生物學(xué)知識(shí)不同,生命觀念有助于學(xué)生理解較大范圍的生物學(xué)事件和生命現(xiàn)象,在面對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)際問題和挑戰(zhàn)時(shí)具有更好的解釋力和決策能力。這樣的學(xué)習(xí)結(jié)果在發(fā)展問題解決和實(shí)踐能力方面,就遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過僅局限于記憶“書本知識(shí)”和背誦“標(biāo)準(zhǔn)答案”習(xí)得的學(xué)業(yè)成果。生命觀念也是一個(gè)人隨著時(shí)間的沖洗、逐漸忘記了那些彼此孤立的事實(shí)性知識(shí)后,留在頭腦中關(guān)于生物學(xué)現(xiàn)象和問題的想法和觀點(diǎn)。因此,從知識(shí)保持的特點(diǎn)上看,生命觀念是學(xué)生可保持?jǐn)?shù)10年甚至是一生的學(xué)習(xí)成果。從大的時(shí)間跨度上看,這當(dāng)然是很“劃算”“有效”的學(xué)習(xí)成果。
生物學(xué)課程中期待學(xué)生接受并掌握的生命觀念,是科學(xué)家經(jīng)過實(shí)證后的想法或觀點(diǎn),是“專家”型知識(shí)的重要組成。這些觀念匯總了生命世界中的自然法則,體現(xiàn)了人們對(duì)生命世界理性的認(rèn)知和科學(xué)的視角,是科學(xué)的自然觀和世界觀在生物學(xué)課程中的具體展現(xiàn)。生命觀念也是學(xué)生討論生命現(xiàn)象和研究生命現(xiàn)象時(shí)需采納的基本思想方法,有助于區(qū)別和排除封建迷信、偽科學(xué)等干擾,作出理性的決策。課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生命觀念的要求高度體現(xiàn)了本課程的育人價(jià)值。
生命觀念是本學(xué)科中為數(shù)不多但可以貫穿全部課程內(nèi)容的重大觀點(diǎn),反映了科學(xué)家對(duì)生物學(xué)主題或核心概念的理解和認(rèn)識(shí)。因此,生命觀念也對(duì)應(yīng)著生物學(xué)中的核心概念(key concept)或大概念(core idea,big idea)。許多教師和研究生對(duì)生物學(xué)核心概念和大概念的表述及關(guān)系產(chǎn)生困惑,其實(shí),大概念所陳述的理解和想法是對(duì)核心概念理解的具體表述,是生命觀念的組成。
既然生命觀念如此重要,哪些觀念可以“入選”就顯得十分重要。生命觀念的選擇標(biāo)準(zhǔn)不僅對(duì)于課程設(shè)計(jì)人員來說是重要的選材標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于生物學(xué)教師來說也是日常教學(xué)中判斷教學(xué)內(nèi)容重要性和優(yōu)先級(jí)的量尺。在了解了生命觀念的含義和價(jià)值后,教師也需要了解它的入選標(biāo)準(zhǔn)。具體地說,生命觀念(或核心概念)應(yīng)該符合以下標(biāo)準(zhǔn):
·每一個(gè)觀念能夠貫穿于生命科學(xué)全部課程;
·所提出的觀念應(yīng)該能夠被學(xué)生接受和理解,并在理解的基礎(chǔ)上保持較長(zhǎng)時(shí)間;
·相應(yīng)的觀念對(duì)于理解生物學(xué)主題是必不可少的;
·這些觀念能對(duì)課程有很好的覆蓋;
·全部生物學(xué)課程可由這一組生命觀念所代表。
上述標(biāo)準(zhǔn)可幫助教師和教材研發(fā)人員進(jìn)一步理解生命觀念在本課程中的地位和作用,也可用于教學(xué)內(nèi)容分析、把握教學(xué)重點(diǎn)和要求。
在生物學(xué)課程中,使用了一組生命觀念構(gòu)成本課程的內(nèi)容框架和邏輯體系,例如以細(xì)胞學(xué)說為基礎(chǔ)的生命基本結(jié)構(gòu)的觀念、進(jìn)化的觀念、生命體系穩(wěn)態(tài)的觀念。這些都是生物學(xué)課程所特有的、需要在本課程中逐一落實(shí)的教學(xué)要求和內(nèi)容主線。當(dāng)簡(jiǎn)稱一個(gè)生命觀念時(shí),可使用“進(jìn)化的觀念”或“進(jìn)化觀”這樣簡(jiǎn)短的術(shù)語指代。但作為教學(xué)要求和教學(xué)指導(dǎo),課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一個(gè)生命觀念都有具體的表述,并以陳述句的方式具體描述學(xué)生需要理解相關(guān)觀念(或概念)的范圍和水平,例如“進(jìn)化觀”在高中生物學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)了必修模塊的概念4,具體的描述是“生物的多樣性和適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果”。這樣,高中生物學(xué)必修和選擇性必修課程中用個(gè)位數(shù)標(biāo)記的概念都是本課程的核心概念,也可稱為生物學(xué)的大概念或生命觀念。生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)采用這樣的表述也是提示教師,學(xué)生對(duì)生命觀念的建立要以概念性知識(shí)的教學(xué)為基礎(chǔ)。
生命觀念是生物學(xué)核心概念的呈現(xiàn)方式,是貫穿本學(xué)科不同內(nèi)容的主線,也是高中生可以學(xué)習(xí)和能夠理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容。事實(shí)上,高中學(xué)生在學(xué)習(xí)中接受一個(gè)事實(shí)性知識(shí)時(shí)較為容易,但要幫助他們建立一個(gè)或多個(gè)大概念是相對(duì)困難的任務(wù),需要教師的持續(xù)努力,用一個(gè)或多個(gè)單元的教學(xué)安排逐漸完成。在課堂教學(xué)中,教師需精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程,用學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷或生活經(jīng)歷所提供的直觀、細(xì)碎、具體的事實(shí)性知識(shí)為基礎(chǔ),引領(lǐng)、提示學(xué)生概括生成為抽象的重要概念和大概念。為支持教師開展概念性知識(shí)的教學(xué),內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)采用了“大概念““重要概念”和“次位概念”的陳述方式,例如:
概念4生物的多樣性和適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果
4.1 地球上的現(xiàn)存物種豐富多樣,它們來自共同祖先
4.1.1 嘗試通過化石記錄、比較解剖學(xué)和胚胎學(xué)等事實(shí),說明當(dāng)今生物具有共同的祖先
4.1.2 嘗試通過細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)等知識(shí),說明當(dāng)今生物在新陳代謝、DNA的結(jié)構(gòu)與功能等方面具有許多共同特征
其中,個(gè)位數(shù)的內(nèi)容是大概念,也稱核心概念或生命觀念;2位數(shù)的是重要概念,是對(duì)大概念的支持和具體描述;3位數(shù)的是次位概念,是形成重要概念和大概念的基礎(chǔ),常在一節(jié)課的時(shí)間內(nèi)可以完成。所有概念性知識(shí)的學(xué)習(xí)都高度依賴學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和生活經(jīng)驗(yàn),重要概念的理解和生命觀念的建立不能靠記憶和背誦完成。
除了高中生物學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中具體表述的本學(xué)科特有的觀念之外,本課程中也涉及跨學(xué)科觀念的教學(xué),例如結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。這些觀念是自然科學(xué)課程共有的概念,在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和地學(xué)的課堂教學(xué)中都會(huì)給予同樣重視。結(jié)合本學(xué)科的具體教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生建立這些跨學(xué)科概念,有助于他們加深對(duì)生物學(xué)概念的理解,并實(shí)現(xiàn)一些跨學(xué)科內(nèi)容的融會(huì)貫通,是深度學(xué)習(xí)的標(biāo)志。
學(xué)生生命觀念的形成有賴于日積月累的課上和課下的主動(dòng)學(xué)習(xí)。以生命觀念為目標(biāo)的學(xué)習(xí)過程更加注重以科學(xué)探究、工程實(shí)踐、積極求索、合作交流為特征的主動(dòng)學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)在這些參與性的學(xué)習(xí)中,更好地理解生物學(xué)概念性知識(shí),在此基礎(chǔ)上形成生命觀念,并能用這樣的大觀念解釋生命現(xiàn)象,不斷地探討和認(rèn)識(shí)生命世界。對(duì)于教師來說,實(shí)現(xiàn)這樣的教學(xué)任務(wù)是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。為更好地落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,建議教師在新課程的實(shí)施,特別是在備課的環(huán)節(jié)要注意以下要點(diǎn)。
首先,教師要重視研讀課程標(biāo)準(zhǔn),閱讀相關(guān)的教學(xué)及研究資料。此次課程標(biāo)準(zhǔn)的研制中,貫穿了學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨的指導(dǎo)思想,運(yùn)用了學(xué)習(xí)進(jìn)階、概念教學(xué)的理論和研究成果,課程標(biāo)準(zhǔn)在呈現(xiàn)方式上有了階梯式的躍升,在課程目標(biāo)、內(nèi)容要求、教學(xué)建議和學(xué)業(yè)質(zhì)量等方面都有了更為詳盡的要求,對(duì)教師把握教學(xué)要點(diǎn)有直接的幫助。研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、分析教材是教師集體備課首先要完成的工作。
其次,教師要進(jìn)行模塊課程知識(shí)結(jié)構(gòu)的分析,根據(jù)學(xué)期的教學(xué)計(jì)劃做好模塊中不同單元教學(xué)內(nèi)容的分析,以及生物學(xué)大概念、重要概念在單元中的分布和邏輯結(jié)構(gòu)(或認(rèn)知結(jié)構(gòu)),并基于這樣的分析,完成單元教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)和教學(xué)進(jìn)程的安排。在單元教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),需在集體備課中完成的討論,是教學(xué)中指向重要概念的問題,以及課時(shí)計(jì)劃目標(biāo)、單元教學(xué)目標(biāo)和模塊課程目標(biāo)的關(guān)系。
再次,在課時(shí)教學(xué)計(jì)劃階段,教師要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)學(xué)生主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)活動(dòng)和實(shí)踐機(jī)會(huì),這是最難、最需要投入的工作;其關(guān)鍵是學(xué)生的參與和高階思維都要指向相關(guān)概念的形成或理解,指向特定的學(xué)科能力和核心素養(yǎng)要素。
最后,是要設(shè)計(jì)并積極采用形成性的評(píng)價(jià)方式。形成性評(píng)價(jià)旨在學(xué)習(xí)過程中了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,以提供持續(xù)的反饋信息用于幫助教師提高自己的教學(xué),對(duì)于學(xué)生來說是要促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí),便于學(xué)生看到自己的長(zhǎng)處和弱點(diǎn),以及需要更加努力的部分。教師在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)和教學(xué)環(huán)節(jié)的努力同樣要指向?qū)W科核心素養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),在生命觀念的維度上,淡化對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)答案”的記憶和背誦,聚焦概念的理解和應(yīng)用是教學(xué)實(shí)踐層面的要點(diǎn)。
當(dāng)教師在有效地幫助學(xué)生在生物學(xué)課程中理解并接受了生命觀念后,作為學(xué)科的核心素養(yǎng),可對(duì)他們?nèi)蘸蟮膶W(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生積極、持久的影響。根據(jù)有關(guān)學(xué)者的建議,一個(gè)具體的期待是學(xué)生在頭腦中對(duì)生命觀念和“大概念”的保留和應(yīng)用時(shí)間為40年,對(duì)“重要概念”的保留時(shí)間建議是40個(gè)月,對(duì)“次位概念”的保留時(shí)間是40周或更長(zhǎng)。
生命觀念可被學(xué)習(xí)者用于科學(xué)地解釋生命世界,有助于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀進(jìn)而形成科學(xué)的世界觀。課程標(biāo)準(zhǔn)中使用了數(shù)個(gè)最重要的生命觀念(大概念),統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)生物學(xué)課程內(nèi)容,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)不同知識(shí)的理解和融會(huì)貫通,以期達(dá)到“少而精”的學(xué)習(xí)效果。通過教師的努力,生命觀念應(yīng)成為學(xué)生可長(zhǎng)時(shí)間保留并終生受益的學(xué)習(xí)結(jié)果,用于現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)生物學(xué)問題的思考和決策。用最簡(jiǎn)明的方式來說,即學(xué)生對(duì)生物學(xué)觀念和大概念能“吃得透、記得住、用得上”。