溫亞 付偉麗 何英姿

【摘要】科學(xué)思維的內(nèi)核是邏輯方法，科學(xué)探究的主要內(nèi)容是科學(xué)探究思路和科學(xué)探究技能?？茖W(xué)思維和科學(xué)探究是生命觀念形成的方法和途徑，社會(huì)責(zé)任是在生命觀念的支配下，運(yùn)用科學(xué)思維和科學(xué)探究所進(jìn)行的社會(huì)實(shí)踐。以學(xué)習(xí)分類學(xué)的視角重視生物學(xué)核心素養(yǎng)，可看出中學(xué)生物學(xué)核心素養(yǎng)指向?qū)嵺`技能的形成。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? 中學(xué)生物? 學(xué)習(xí)分類

【中圖分類號(hào)】G633.91 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）21-0027-03

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出生物學(xué)核心素養(yǎng)的理念，并從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任四方面闡述了課程內(nèi)容的學(xué)業(yè)要求。為更好落實(shí)新課標(biāo)要求，本文在探討生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)內(nèi)容之上，以學(xué)習(xí)分類學(xué)的相關(guān)理論為依據(jù)，對(duì)生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行再分類，并在此基礎(chǔ)上對(duì)落實(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)進(jìn)行探討建議。

一、中學(xué)生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)

生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任各自的含義是什么？在這里，我們需要對(duì)各維度的目標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行討論。

（一）生命觀念

課標(biāo)中指出，生命觀念是對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及其相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀念和思想方法[1]。這個(gè)描述中生命觀念包括了生物學(xué)概念、生物學(xué)意識(shí)和生物學(xué)思想，生命觀念與它們的關(guān)系如何？

辨證唯物主義認(rèn)為，觀念即思想，是人們?cè)趯?shí)踐基礎(chǔ)上思維活動(dòng)的結(jié)果，即從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)而形成的對(duì)客觀事物及其本質(zhì)的反映，是概念、判斷、推理的體系[2]。可以看出，生物學(xué)概念是生命觀念的基礎(chǔ)，生命觀念是生物學(xué)概念的上位概念。既然生命觀念不等同于生物學(xué)概念，那生命觀念具體指的是什么？就像有些專家認(rèn)為的那樣，生命觀念具有模糊性，與生物學(xué)概念相比沒有明顯的界定[3]，這是由于生命觀念是一種意識(shí)形態(tài)所決定的，生命觀念產(chǎn)生于客觀世界，是思維的產(chǎn)物，但生命觀念又不僅僅只是客觀生命世界的反映，它反作用于客觀世界，生命觀念的落腳點(diǎn)在于指導(dǎo)實(shí)踐。生命觀念界限的模糊性決定了其具有廣泛的遷移性，是學(xué)生忘記所有生物學(xué)課本知識(shí)后所留下的最有價(jià)值的東西。課標(biāo)中對(duì)生命觀念的外延做了解釋，即結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。

（二）科學(xué)思維

課標(biāo)中對(duì)科學(xué)思維的描述是，尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。該描述中，科學(xué)思維包括了科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維能力和科學(xué)思維習(xí)慣。其中，科學(xué)思維能力主要是指運(yùn)用科學(xué)思維方法的能力，科學(xué)思維方法是科學(xué)態(tài)度的體現(xiàn)形式，是科學(xué)思維習(xí)慣的主要內(nèi)容。

依據(jù)科學(xué)思維加工材料的不同，可將科學(xué)思維分為科學(xué)抽象思維，科學(xué)形象思維和科學(xué)直覺思維。其中科學(xué)抽象思維是以科學(xué)概念為加工材料[4]，遵循一定的邏輯規(guī)則，來認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)及其規(guī)律的過程，是科學(xué)思維的核心。在科學(xué)抽象中常用的邏輯方法有比較、分類、類比、歸納與演繹、分析與綜合等[5]?？茖W(xué)思維的另一種形式——科學(xué)形象思維，則是思維主體借以圖像等形象符號(hào)對(duì)感官獲得的形象信息進(jìn)行想象、聯(lián)想、整合創(chuàng)造出來的具有代表性的新事物[6][7]?？梢?，形象思維的產(chǎn)物，如物理模型、數(shù)學(xué)模型等依然是科學(xué)抽象的產(chǎn)物。結(jié)合以上的描述，不難看出科學(xué)思維的內(nèi)核應(yīng)該是邏輯方法。

（三）科學(xué)探究

課標(biāo)中指出，科學(xué)探究包括科學(xué)探究精神、科學(xué)探究基本思路和科學(xué)探究技能?？茖W(xué)探究思路是科學(xué)探究的一般工作程序，包括了觀察、提出問題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、結(jié)果分析與交流等步驟?？茖W(xué)探究技能是指提出科學(xué)問題的技能和解決科學(xué)問題的技能，其中解決科學(xué)問題的技能主要是指信息收集的方法和信息處理的方法兩種[8]。在中學(xué)生物課程中，信息收集的方法主要有觀察、測(cè)量、調(diào)查和實(shí)驗(yàn)等，信息處理的方法主要是邏輯方法和數(shù)學(xué)方法?？茖W(xué)探究基本思路是路徑，為科學(xué)探究實(shí)踐指出了大致方向，但在具體科學(xué)探究情境中，科學(xué)探究思路不盡相同，而科學(xué)探究技能是載著研究人員沿著探究路徑達(dá)到探究彼岸的工具，在不同情境當(dāng)中操作規(guī)則卻有不變性。

（四）社會(huì)責(zé)任

課標(biāo)中社會(huì)責(zé)任的主要內(nèi)容是指，學(xué)生在學(xué)習(xí)完生物課程之后能夠辨別迷信和偽科學(xué)，形成生態(tài)和環(huán)保的意識(shí)，能夠崇尚健康的生活方式。社會(huì)責(zé)任內(nèi)容包括了運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)處理人與自己、人與社會(huì)、人與自然的關(guān)系問題，是認(rèn)知、情感和行為的統(tǒng)一。生命觀念是社會(huì)責(zé)任認(rèn)知層面的基礎(chǔ)，科學(xué)思維和科學(xué)探究是社會(huì)責(zé)任能力層面的保障。科學(xué)需要通過社會(huì)責(zé)任行為來對(duì)社會(huì)產(chǎn)生積極影響，社會(huì)責(zé)任是科學(xué)回歸生活的體現(xiàn)。

二、學(xué)習(xí)分類學(xué)理論及各理論之間的關(guān)系

學(xué)習(xí)分類學(xué)是研究人類學(xué)習(xí)類別，及不同學(xué)習(xí)類別的心理表征和發(fā)生過程的理論，有助于理解復(fù)雜教學(xué)目標(biāo)情境中的目標(biāo)種類。以下為幾種重要的學(xué)習(xí)分類：

（一）加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類

加涅依據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果，將學(xué)習(xí)分為言語(yǔ)信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度。如記憶DNA是指脫氧核糖核酸就屬于言語(yǔ)信息學(xué)習(xí)。智慧技能是指運(yùn)用概念和規(guī)則辦事的能力，包括辨別、概念、規(guī)則和高級(jí)規(guī)則。如區(qū)分植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞，在諸多的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中識(shí)別出氨基酸分子結(jié)構(gòu)式都屬于智慧技能。規(guī)則是學(xué)習(xí)者在多種情境中一致運(yùn)用若干概念之間關(guān)系的性能。如學(xué)習(xí)了氨基酸脫水縮合的方式后能夠在多種情境中將三個(gè)以上的氨基酸分子連接成多肽鏈。而高級(jí)規(guī)則是若干簡(jiǎn)單規(guī)則組合而成的復(fù)雜規(guī)則，日常的問題解決和探究性學(xué)習(xí)都是運(yùn)用高級(jí)規(guī)則辦事的情境。

（二）奧蘇伯爾的二維學(xué)習(xí)分類

奧蘇伯爾曾依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)行的方式是接受的還是發(fā)現(xiàn)的，學(xué)習(xí)材料與學(xué)習(xí)者的原有知識(shí)關(guān)系，將學(xué)習(xí)進(jìn)行了二維分類，并將有意義學(xué)習(xí)從簡(jiǎn)到繁分為符號(hào)表征學(xué)習(xí)、概念學(xué)習(xí)、命題學(xué)習(xí)、概念和命題的運(yùn)用以及解決問題與創(chuàng)造。

（三）當(dāng)代信息加工理論的學(xué)習(xí)結(jié)果分類

當(dāng)代信息加工心理學(xué)將人類學(xué)習(xí)的結(jié)果分為兩類，即陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。陳述性知識(shí)是用來回答“是什么”的知識(shí)。例如“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”就是一種陳述性知識(shí)。程序性知識(shí)是用來回答“怎么辦”的知識(shí)，日常所說的技能就是一種程序性知識(shí)，其心理表征形式是一系列“如果/那么”形式表示的規(guī)則。依據(jù)控制對(duì)象的不同，技能包括了按照某種程序完成身體協(xié)調(diào)任務(wù)的能力，也包括了按照某種規(guī)則完成智慧任務(wù)的能力。

（四）各理論之間的關(guān)系

雖然各家對(duì)學(xué)習(xí)類別的表述有所不同，但因描述對(duì)象的一致性，因此有著許多相通的地方。當(dāng)代信息加工理論中的陳述性知識(shí)包括了加涅理論中的言語(yǔ)信息，奧蘇伯爾理論中的表征學(xué)習(xí)。程序性知識(shí)則包括了加涅理論中的智慧技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能，奧蘇伯爾理論中的概念學(xué)習(xí)、命題學(xué)習(xí)、概念和命題的運(yùn)用以及解決問題與創(chuàng)造。

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)家將陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)統(tǒng)稱為“廣義的知識(shí)”，并提出了廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段與分類模型[9]。在該模型中，廣義學(xué)習(xí)過程分為三個(gè)階段，即新知識(shí)習(xí)得、知識(shí)鞏固和轉(zhuǎn)化以及知識(shí)遷移和應(yīng)用。在新知識(shí)習(xí)得階段，程序性知識(shí)和陳述性知識(shí)有著相同的操作步驟。其不同點(diǎn)在于，知識(shí)鞏固和轉(zhuǎn)化階段。對(duì)于陳述性知識(shí)而言，該階段需要經(jīng)過復(fù)述和精加工，對(duì)原有的命題網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正重組，才可以使新知識(shí)在記憶中長(zhǎng)時(shí)間的保存下來。而對(duì)于程序性知識(shí)而言，其最終目的是運(yùn)用規(guī)則來辦事，因此，該階段需要經(jīng)過練習(xí)才可以使程序性知識(shí)轉(zhuǎn)變成辦事的能力。

三、學(xué)習(xí)分類學(xué)視角下的生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)啟示

依據(jù)學(xué)習(xí)分類學(xué)的理論，可以對(duì)核心素養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行再分類，以明確各維度目標(biāo)內(nèi)容的實(shí)質(zhì)，為落實(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)提供理論依據(jù)。

如前所述，科學(xué)思維的內(nèi)核是邏輯方法，而邏輯方法是一類指導(dǎo)思維活動(dòng)的規(guī)則。例如，科學(xué)歸納推理法中的穆勒五法就具有固定的判斷規(guī)則。其中，求同法的規(guī)則是：如果幾組關(guān)系中，考察現(xiàn)象相同，因素項(xiàng)有所不同，那么因素項(xiàng)中相同的因素就可能是考察現(xiàn)象的原因[10]。例如，格里菲思肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，向小鼠體內(nèi)注射S型活細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)組和向小鼠體內(nèi)注入R型活細(xì)菌與加熱殺死后的S型細(xì)菌混合液的實(shí)驗(yàn)組，結(jié)果都可以使小鼠死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組中相同的因素是“轉(zhuǎn)化因子”，因此“轉(zhuǎn)化因子”是決定細(xì)菌是否含有毒性的原因。由此可以看出，科學(xué)思維活動(dòng)是思維按照一定規(guī)則完成思維判斷的過程，科學(xué)思維是一項(xiàng)智慧技能，其學(xué)習(xí)過程需要遵循技能學(xué)習(xí)的一般規(guī)則。即技能的形成需要足夠的訓(xùn)練才能使程序性知識(shí)轉(zhuǎn)變成操作能力，對(duì)于智慧技能——科學(xué)思維來說，只有讓學(xué)生親歷了思維過程，學(xué)生才可以習(xí)得科學(xué)思維能力，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。

對(duì)于教學(xué)來說，科學(xué)思維的養(yǎng)成需要遵循循序漸進(jìn)和實(shí)踐性原則。循序漸進(jìn)原則是指科學(xué)思維訓(xùn)練內(nèi)容須由低階到高階過渡，由單一方法訓(xùn)練到綜合方法訓(xùn)練過渡。如在邏輯方法中，“比較”是其他邏輯方法的基礎(chǔ)，因此可以利用引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)物、數(shù)據(jù)或圖表中的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)來提升學(xué)生的比較思維能力，從而為高階思維——?dú)w納與概括、演繹與推理的訓(xùn)練做準(zhǔn)備?？茖W(xué)探究是多種思維方法并用的過程，例如孟德爾對(duì)分離現(xiàn)象原因的假說就是歸納一對(duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果所提出的，并通過演繹法設(shè)計(jì)了一對(duì)相對(duì)性狀的測(cè)交實(shí)驗(yàn)。單一思維方法訓(xùn)練是科學(xué)探究順利開展的基礎(chǔ)，可利用教材中技能訓(xùn)練欄目進(jìn)行單一技能訓(xùn)練，而后利用科學(xué)探究和科學(xué)史完成科學(xué)思維綜合訓(xùn)練。

科學(xué)探究是特殊的問題解決學(xué)習(xí)，其過程需要運(yùn)用多種技能，屬于技能學(xué)習(xí)范疇。探究問題的提出、結(jié)果的分析需要邏輯方法，信息的收集需要觀察、測(cè)量、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等具體的實(shí)操方法。如科學(xué)思維的訓(xùn)練一樣，科學(xué)探究的教學(xué)同樣需要遵循循序漸進(jìn)和實(shí)踐性原則。在以往的科學(xué)探究教學(xué)中，科學(xué)探究一般思路強(qiáng)調(diào)的多，而科學(xué)探究技能訓(xùn)練的少，從而造成學(xué)生會(huì)說科學(xué)探究，但不會(huì)做科學(xué)探究的情況，這與教師對(duì)科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)有關(guān)。明確科學(xué)探究是一項(xiàng)技能，而非陳述性知識(shí)，有助于改觀科學(xué)探究的教學(xué)現(xiàn)狀。

生命觀念是基于生物學(xué)概念之上運(yùn)用科學(xué)思維抽象所得的結(jié)果，在核心素養(yǎng)體系中作用于社會(huì)責(zé)任。生命觀念的形成需要以生物學(xué)概念為單位進(jìn)行科學(xué)思維和科學(xué)探究過程。在學(xué)習(xí)分類學(xué)的視域下，很難將生命觀念歸于哪項(xiàng)具體的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，但就生命觀念形成的結(jié)果和過程進(jìn)行探討，對(duì)生命觀念的教學(xué)依然有意義。生命觀念是生物學(xué)教學(xué)在認(rèn)知領(lǐng)域的終極目標(biāo)，對(duì)教學(xué)具有統(tǒng)籌作用，教學(xué)內(nèi)容的安排需由生命觀念入手，將生命觀念分解為若干概念，依據(jù)概念概括程度的不同將概念逐級(jí)分解，再依據(jù)具體概念組織事實(shí)性材料，安排思維探究或?qū)嶒?yàn)探究活動(dòng)幫助學(xué)生自己生成概念。

社會(huì)責(zé)任重在實(shí)踐，受生命觀念的支配，受科學(xué)思維和科學(xué)探究的制約，其動(dòng)力來自個(gè)體的情感體驗(yàn)，是一種態(tài)度的學(xué)習(xí)。如在落實(shí)參與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐目標(biāo)時(shí)，學(xué)生首先需要有“穩(wěn)態(tài)與平衡”的觀念，能夠認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)中的各種成分相互影響，生態(tài)系統(tǒng)通過自身調(diào)節(jié)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，但生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有限。同時(shí)將生態(tài)系統(tǒng)和個(gè)體水平的生命系統(tǒng)進(jìn)行類比，人體的任一器官出現(xiàn)故障均會(huì)影響人的生命活動(dòng)，作為群體水平的生命系統(tǒng)也一樣，各組分需要行使各自功能以確保生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過類比同化，領(lǐng)悟到保護(hù)環(huán)境的重要性，從而產(chǎn)生行為動(dòng)機(jī)，進(jìn)而使學(xué)生能夠主動(dòng)參與環(huán)境保護(hù)的實(shí)踐中。社會(huì)責(zé)任目標(biāo)的落實(shí)，一方面是要以生命觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究為基礎(chǔ)。另一方面，由于社會(huì)責(zé)任是情感態(tài)度領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，因此需要挖掘課程資源，豐富教學(xué)形式。

四、結(jié)語(yǔ)

以學(xué)習(xí)分類學(xué)視角看中學(xué)生物核心素養(yǎng)，不難發(fā)現(xiàn)，核心素養(yǎng)目標(biāo)指向的是實(shí)踐技能而非知識(shí)的簡(jiǎn)單記憶。這就要求教學(xué)需要遵循技能形成的一般規(guī)律來進(jìn)行，改變以講授為主的教學(xué)方式，重視思維實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)探究在實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)中的作用。

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作者簡(jiǎn)介：

溫亞（1990.12-），女，助教，碩士，研究方向：中學(xué)生物課程與教學(xué)論、教師教育。

付偉麗（1973.8-），女，講師，碩士，研究方向：中學(xué)生物教學(xué)。

何英姿（1969.2-），女，教授，博士，研究方向：中學(xué)生物教學(xué)。