劉美嬌 史 遠 李師鵬 張海軍

（1.淮北師范大學 生命科學學院，安徽 淮北 235000；2.齊魯師范學院 生命科學學院，山東 濟南 250200；3.德州市第九中學，山東 德州 253000）

一、引言

20世紀中葉以來，生物學發(fā)展迅速，在很多領域取得了重大進步，生物學科的地位也逐漸凸顯。隨著基礎教育課程改革的不斷深入，新課程標準對教材的編制、教師的教學以及學生的發(fā)展都提出了更高的要求。2001年6月，我國頒布的《基礎教育課程改革綱要（試行）》中指出：“改變課程內容過于注重書本知識的現狀，加強課程內容與學生生活以及現代社會與科技發(fā)展的聯系[1]7?！?《義務教育生物學課程標準（2011年版）》明確指出：“義務教育階段生物課程力求更注重學生的發(fā)展和社會發(fā)展的需求，更多地反映生物科學和生物技術的最新進展[2]1-3?！薄镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版）》在課程內容的設計中，建議開設“社會熱點中的生物學問題”“生物信息學與人類組學”等前沿領域的模塊學習，旨在更好地為學生的全面發(fā)展和將來的職業(yè)選擇奠定基礎[3]34-50。生物學前沿知識是指近年來在生物科學領域取得的最新研究成果或正在進行的課題研究和未來的研究發(fā)展趨勢[4]7。學習生物學前沿知識，可以讓學生更好地了解生物學發(fā)展現狀或趨勢，對生物學科產生全面系統的認識。因此，在初中生物課堂教學中融入生物學前沿知識，可以更好地滿足課程標準的期望和要求，更好地促進學生發(fā)展。

教育心理學中的學習動機理論指出，促進學習者對學習活動產生一定的內驅力，如興趣、愛好、成就等，學習者便會不斷努力達成目標[5]146。有效的教學才能促進學生學習和發(fā)展，教師在教學中也在不斷探索便于學生接受和理解的教學內容和教學方式。教學活動中，教師應不斷創(chuàng)設或引入學生感興趣的學習活動和學習內容，激發(fā)學生產生內在的學習動機，提高學生的學習興趣。此外，建構主義理論認為，知識不是固定不變的，學生的學習是學習者利用頭腦中的已有經驗，不斷豐富和建構新知識的過程，強調知識的動態(tài)生成性[6]72-76。前沿知識的學習過程便是學生在已有認知的基礎上，不斷生成新知識的過程。因此，前沿知識的教學應充分遵循學生的認知特點和思維習慣。

二、生物學前沿知識融入初中生物課堂教學的意義

（一）增強學生學習生物學課程的興趣，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)

生物學前沿知識包含最新的科研成果和科研技術。教師在課堂教學中融入生物學前沿知識，既讓學生收獲豐富的生物學知識，也讓其感受到科學世界的神奇與奧秘，拓展自身視野，增強生物學學習興趣。教師在課堂教學中也會引導學生向科學家們學習，感受其身上具備的鍥而不舍、知難而上的科學精神，體會其敏銳靈活、敢于質疑的科學思維，領會其嚴謹認真的科學態(tài)度等，并鼓勵學生課下模仿科學實驗進行探究活動，在前沿知識的探究學習中提高科學素養(yǎng)。

（二）培養(yǎng)學生的社會參與感、責任感和自信心

生物學是一門內涵豐富的自然科學，包括植物學、動物學、遺傳學、生態(tài)學等諸多領域。教師在課堂教學中融入生物學前沿知識，可以讓學生更好地了解當前生物科學的發(fā)展，引導學生了解世界上威脅人類社會和經濟發(fā)展的諸如人口、糧食、健康、生態(tài)等領域的問題，讓其深刻感受生物科學知識與人類生活的密切聯系，提高其社會參與度和責任感。同時，向學生介紹我國科學工作者取得的最新科研成果，不僅讓學生學習科學家們身上具備的科學精神，也能增強其民族自豪感和自信心。

（三）有助于打破學科壁壘，加強學科知識的融合

學生在學習生物學前沿知識時，深刻體會到許多科研成果的取得離不開團隊中諸多科學家的共同努力?？茖W探究過程的順利展開，需要充足的理論知識、科學思維、科學方法的支撐?？蒲袌F隊人員并不局限于某一專業(yè)領域，運用的理論知識和探究方法也并不局限于某一學科。因此，生物教學中融入前沿知識，可以更好地打破學科壁壘，加強不同學科間知識的融合，促進學生的全面發(fā)展。

（四）豐富課堂教學內容，促進教師專業(yè)素養(yǎng)的提升

課堂教學中融入生物學前沿知識，會使課堂教學內容得到拓展，不再僅僅局限于教材，豐富了課堂教學內容。同時，教師在向學生介紹前沿知識之前，必須充分了解與教學內容相關的前沿知識，這就對教師的知識儲備和科學素養(yǎng)提出了更高的要求，需要教師自覺豐富教學內容，運用有效的教學手段將這些知識傳授給學生。因此，在課堂教學中融入前沿知識，在一定程度上對教師的素養(yǎng)提出了更高的要求，教師在擴充自身知識儲備的同時，也在不斷地提升自身的素養(yǎng)。

三、初中生物學課堂的教學現狀

雖然生物學前沿知識在教學中發(fā)揮著重要作用，但在實踐中發(fā)現，生物學前沿知識在初中生物教學中并未引起足夠重視，在生物教學中的教育價值并未得到充分發(fā)揮。

（一）生物學科的前沿知識課堂融入有限，學生對課堂學習興趣不強

結合心理學中關于認知發(fā)展階段的特點，初中階段的學生處于心智與身體快速成長時期，呈現出思維活躍、動手能力強的特點，對未知的事物具有強烈的好奇心和求知欲。而與之矛盾的是，受到知識儲備、教學手段、多媒體技術、學時等條件的限制，很多前沿的生物學探究背景、實驗和生物技術無法在初中課堂中呈現，加之生物學前沿知識大多涉及相對專業(yè)的生物學名詞、術語、技術等要素，并且不同年級、不同階段學生的認知水平存在差異，這些知識對于中學生來說有時也存在難以理解的困難，導致出現一些問題：一是教師講授生物學課程時，存在照本宣科的現象，教師在學時有限的課堂教學中涉及到的前沿知識比較簡單，在拓展深度和廣度方面有限[7]148；二是初中生物教材中呈現的部分生物學結論或知識，有時并不能及時反映最新的生物科學發(fā)展情況，使得處于求知旺盛期的學生反而對生物學科的學習興趣不強，其學習積極性和求知潛力未能得到充分激發(fā)和釋放，導致學生對學科前沿知識了解有限，長此以往，不利于滿足培養(yǎng)初中學生的科學素養(yǎng)及其發(fā)展的需要。

（二）學科壁壘現象普遍存在，學科融合難以實現

隨著生命科學研究的不斷進步，生物學研究的范圍也在不斷擴大，從宏觀的動植物分類到微觀的細胞、分子等各種領域。生物學科的學習不僅需要學生具備基本的生物學知識，還需要一定的數學、化學、物理、人文社科等學科知識，來幫助其更好地理解生物學現象或結論，引導學生了解一種科研成果的取得往往是多門學科交叉、多類知識融合、多種智慧碰撞的結果。然而，由于課程設置、教材內容等條件的限制，學科間壁壘現象普遍存在，僅從生物學的單一角度進行觀察，導致學生或視野受限，或“知其然而不知其所以然”，往往局限于細節(jié)而忽略全局，對知識的理解和掌握缺乏系統性、宏觀性，在一定程度上影響著課堂教學效果和對教材的掌握，也不利于培養(yǎng)和保護學生探究課本知識來龍去脈的興趣和內驅力。因此，淡化其學科壁壘，加強跨學科融合，對豐富課堂教學內容、改善教學效果有著較大的想象空間和重要的實踐價值。

（三）教師素養(yǎng)有待提升，教學質量有待加強

教師在課前備教材、備教法、了解學生情況，對教材內容進行充分把握，對學生認知情況充分了解，這都是上好一堂課的關鍵。而在具體教學過程中，由于教學視野不夠開闊、教學方式不夠靈活、教學手段相對單一、多媒體技術掌握不熟練、教師整體素養(yǎng)不高等情況的制約，初中生物教師往往對前沿的生物學知識以及涉及生物學方面的社會熱點問題缺乏關注，課堂教學中缺乏相關知識儲備，導致學生對生物學知識的發(fā)展和應用、前沿的生物學技術、生物學科研方面取得的最新或重大研究成果等了解不夠。這必然對課堂教學質量有所影響，一定程度上制約著生物學科課堂教學效果，對整個生物學學科的教學質量和人才培養(yǎng)水平來說是不利的，教師職業(yè)素養(yǎng)的提升勢在必行[8]91。

四、學科前沿知識融入課堂教學的實現路徑

根據初中生物教學現狀，結合具體的教學實踐，對生物學科前沿知識融入課堂教學提出如下可行性的實現路徑：

（一）從學生角度，設置互動環(huán)節(jié)，點燃學生生物學的學習興趣

教師在進行生物前沿知識教學時，可多設置學生感興趣的互動環(huán)節(jié)，調動學生課堂參與的積極性，點燃其學習興趣，促進課程的學習。例如，教師在講授《人體的激素調節(jié)》這節(jié)課前，鼓勵學生課下搜索了解有關“激素”的知識，從中挑選感興趣的前沿知識點，如胰島素、糖尿病等，通過設置“我是科學家”“我是醫(yī)生”等角色扮演活動，讓學生分別扮演不同的角色，分別介紹什么是糖尿病、糖尿病對身體健康會產生哪些危害、糖尿病的最新治療方法等內容，滿足學生的好奇心和求知欲，增強其深入學習的興趣。

又比如在講授《傳染病及其預防》這節(jié)課時，可引用共同經歷的新型冠狀病毒肺炎為素材，布置一些小型話題給學生，分組展開“微討論”。在課堂中，不同小組就“新冠病毒的變異性”“疫情防控措施”“新冠疫苗的研發(fā)”等話題展開討論，各小組派代表依次發(fā)言，其他小組成員提出疑問，發(fā)言小組予以解答。通過對話和互動，激發(fā)學生運用所學知識展開思考和探討的興趣。有關新冠病毒知識的融入不僅可以引導學生關注身邊的社會生活，還可以借助熱點問題帶領學生“沉浸式”體驗社會參與感，也讓學生們認識到今天的和平生活是由國家、社會工作者、醫(yī)療工作者和身邊的親人建筑起來的安全家園，愛國主義情感得到升華，對生活和社會的理解變得生動而深刻。

因此，生物課堂教學中，將教材內容與學科前沿知識、社會熱門話題相結合，不僅可以豐富課堂活動、增加課堂趣味性，還使學生通過了解課本以外的“周邊”知識，學習用科學、客觀的角度看待各種生命現象，激發(fā)深入了解課程內容的興趣，深刻感受到生物學知識、生物技術與人類生活的密切關系，學會科學看待生物世界，增強其對生物世界的認知和體驗，培養(yǎng)其家國情懷[9]11。

（二）從課堂角度，開展探究式學習，破解學習壁壘

探究式學習是發(fā)揮學生主觀能動性、激發(fā)潛能的有效學習方式。例如，在講授《消化與吸收》這節(jié)課題時，學生只了解到消化液中“酶”參與食物的消化過程，實際上，酶參與食物消化的催化作用，還涉及化學學科范疇，同時，酶的活化與催化作用，還需要一定的數學基礎和物理知識，但受限于課程內容和教學任務，這些在生物教材中均未涉及。由此，教師可嘗試開展主題為“酶是如何發(fā)揮作用”的探究式學習，引導學生課下自主查詢資料，了解催化劑、活化能等化學名詞和作用原理，將生物、化學、數學、物理等學科知識相融合，破解學習壁壘，同時在過程中提升學生的自主探究能力。

不僅自然科學之間存在“跨界”，學習和掌握知識有時還需要社會科學來“幫忙”。與前沿知識一樣，生物科學史中也蘊含著科學家的科學故事和科學探究歷程，反映著科學家們的“大”智慧，在生物課程中進行前沿知識的教學，要充分利用好科學“史”這一資源。在教學中，教師可嘗試改變重結論、輕過程的傳統教學方式，將生物科學史和前沿知識相結合，鼓勵學生主動探究，了解課堂知識背后科學家們的故事，了解科研進程的艱辛，學習其科學思維和科研態(tài)度，培養(yǎng)科學素養(yǎng)和科研精神。例如，教師在講授《遺傳與變異》這章內容時，通過研究遺傳學的發(fā)展，將教材中“孟德爾遺傳定律”這一科學史資料與遺傳學前沿知識聯系，讓學生既了解科學家孟德爾的科學故事，又了解到遺傳學的研究成果已廣泛應用于農學、醫(yī)學、微生物學等多個領域，使人文社會科學知識與自然科學知識自然聯結。同時，通過展現孟德爾遺傳定律歷經35年后才被科學界證實的歷史事實，引導學生學習和體會孟德爾等科學家身上具備的科研精神和意志品質，這對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有積極意義。

（三）從教師角度，擴充知識儲備，創(chuàng)新教學手段，提升職業(yè)素養(yǎng)

生物學前沿知識更新較快，涉及很多專業(yè)名詞和術語，對于中學生來說比較晦澀、難以理解，需要教師加以篩選和整合，前沿知識的教學對教師的素養(yǎng)提出了更高要求。

第一，要樹立終身學習的理念，不斷豐富和提高自身的知識儲備。為了更好地呈現課堂教學內容，使生物課堂更加充實而富有意義，教師可將與本節(jié)內容相關的學科前沿知識融入課堂教學中。近年來，隨著科學研究和技術的不斷進步，科研人員也在諸多領域不斷取得新的突破和成就，生物學前沿知識不斷豐富。而前沿知識包含著最新的學術研究成果、取得突破的生命科學技術等內容，這些內容大多來自于期刊、數據庫、網絡媒體、生物學權威雜志等，教科書中卻很少涉及。這就要求教師在上課之前，充分利用紙質材料和網絡資源，搜索了解與課程內容相關的前沿知識，充實自身的知識儲備，以便更好地將生物學前沿知識融入課堂教學中。例如，教師在講授《細胞的分裂與分化》這節(jié)課題時，可以補充常見癌癥的最新研究進展，課堂中向學生適當拓展，幫助其科學客觀地看待這類嚴重危及人類健康的疾病，引導學生戰(zhàn)勝恐懼心理，學會感悟生命。

第二，創(chuàng)新課堂教學手段，生動呈現前沿知識。教科書很難及時地反映出最新的科學成就和生物技術，而網絡關于前沿知識的報道也是魚龍混雜，學生很難進行自主地篩選和利用[10]10-11。因此，教師進行前沿知識教學時，應創(chuàng)新教學手段，靈活采用多種教學方式，如通過視頻、動畫、微課、開發(fā)網絡資源等方式，對前沿素材進行加工處理，便于學生更好地理解和感受生物科學的神奇與奧秘。如果學生對某一前沿知識比較感興趣，教師還可以鼓勵其充分利用互聯網資源，簡要了解該領域的主要研究和最新進展[11]143。除此之外，教師也可以充分利用身邊的資源，如當地的大學、科技館、博物館等，帶領學生參觀學習，直觀感知前沿生物儀器與技術；如果條件具備，還可以邀請從事相關研究的學生家長或專家學者進校做相應的專題講座，更好地進行前沿教學。例如，教師在講授《生物學的研究工具》這節(jié)課題時，教材中重點介紹了光學顯微鏡這一中學生物課堂中常用的研究工具，教師可以通過多媒體課件播放視頻或呈現圖片的方式，或讓有條件的同學到當地大學的實驗室進行實地參觀，了解更多先進的科學研究工具。

雖然教師在搜索擴充前沿知識時，一定程度上增加了自身的工作量，但從教師長遠發(fā)展來看，及時關注生物學發(fā)展狀況、了解生物學前沿知識、提升自身知識儲備，能夠促進教師快速成長為知識型、技能型、研究型的教育者，從而更有利于提升其職業(yè)素養(yǎng)。

五、生物學前沿知識融入課堂教學效果的評價

（一）學生問卷調查

在教學實踐中，對任教4個班共計198名學生進行前沿教學效果評價的問卷調查，發(fā)放并回收問卷198份，回收率100%，問卷結果如表1。

調查結果顯示：大部分同學認同前沿知識教學，肯定了其在教學中的重要價值，認為教師在課堂教學中融入生物學前沿知識，可以擴充知識儲備、拓寬視野，增強生物學的學習興趣，提高其社會參與感和責任感；同時生物學前沿知識一定程度上豐富了課堂內容，增加了課堂的趣味性，培養(yǎng)了學生的自主學習能力和探究能力。

（二）教師課堂觀察

為較為全面地了解前沿知識融入課堂教學的效果，教師認真觀察學生的課堂行為表現，課堂觀察記錄表如表2。

表2 前沿教學課堂觀察情況記錄表

教師課堂觀察的結果與學生問卷反饋的情況基本一致，可見，教師采用靈活多樣的方式將生物學前沿知識融入課堂教學中，不僅會提高生物課堂教學質量，一定程度上還會促進學生的生物學習和科學素養(yǎng)的形成。

六、小結與展望

雖然《課程改革綱要》和《課程標準》中均體現出前沿知識在課程教學中的重要價值，但并未提出明確具體的要求，這就為一線教師進行前沿教學提供了較大的想象和發(fā)揮空間[12]51。本文提出的前沿教學的實現路徑，在教學實踐中取得了良好的效果，雖然實踐研究是針對初中生物課程展開的，但對其他學科和高中生物開展前沿教學仍可提供一定的參考。

前沿知識是一項重要的課程資源，課堂教學中融入前沿知識對于教師成長、學生發(fā)展、課堂教學等都具有十分重要的意義。一線教師在教學中可不斷創(chuàng)新教學形式，挖掘和整合多樣的前沿知識素材，探索行之有效的教學方式，將前沿知識恰當融入課堂教學中，力求在提高學生科學素養(yǎng)的同時，不斷充實和完善自我，實現教學相長的良好效果。