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齐利生的博客

生物学--高中段

 
 
 

日志

 
 

关于中学生物学课程改革的若干建议 朱正威  

2012-04-17 09:52:45|  分类: 生物教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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关于中学生物学课程改革的若干建议

朱正威

  在第3次全国教育工作会议决定的指引下,面向新世纪的基础教育课程改革正在积极稳步地展开,中学生物学课程改革方面的研究也引起各方面的关注。笔者参与了北京市的生物课程标准的制订和北京师范大学五四制生物课程标准的研究,学习了一些东西,有些体会,整理如下,供关心此事的同志们参考。

1 当代生命科学的学科特征和课程改革

  由于面向21世纪提高全体国民素质的需要,基础教育正面临着新一轮的课程和教学改革。中学生物课程,无论是分科设置还是综合(理科)设置,都需要结合生命科学的现代进展来思考它的学科特征问题。即使是还使用原课程、原教材,也应该尽可能地注入新的理解、新的精神。还因为以下的原因,更需要就生命科学的学科特征多作一些探究和思考。

  一是虽然生命科学和其他自然科学有其共性,遵守基本的物质运动规律,有相似的科学研究方法、相似的哲学思考,但生命科学有其因研究对象的不同、发展的历史不同、运用的方法不同等所形成的学科特征,即它的个性。

  二是对于中学生物科学教育目标的研究和确定,课程教材的建设,教学的实施,教学的评价,都不能游离于生命科学的特征以外,而与其他自然科学教育雷同。尤其对第一线教师来说,其教学行为是否符合生命科学特征的要求至关重要。在我国某些地区、某些学校,把中学生物课当作人文学科来对待,任何课时不满工作量的教师都可去填补生物课就是一例,实在是太不了解生命科学的特征了。

  三是生命科学的特征未见有诸多专家们的论述,也许是生命科学发展太快,难以恰当地概括,或无暇顾及。笔者和赵学漱先生合著的《中学生物教学》(光明日报出版社,1987版)曾概括为生命性”“实验性”“广延性”“现代性四方面,现在看来也比较肤浅,仍需继续研究。

  以下的认识可能对即将推开的中学生物课程和教学改革会有一些启发。

  11 生命物质基础的特殊性——生物大分子 
  
  确实没有什么特殊的生命物质生命元素,组成生命体的全部元素都来自自然界,是非生命自然界普遍存在的。然而,生物化学的进展,特别是从1953年沃森和克里克发现并建立了脱氧核糖核酸(DNA)模型起,不仅把本世纪初建立的细胞遗传学推向了分子遗传学,而且产生和推动了分子生物学及相应的生物工程技术的飞速发展。其令人目不暇接的成果,不仅使我们认识到遗传信息是细胞内生物大分子之间的转移,而且从DNARNA到蛋白质的信息流动的中心法则,随后的遗传密码和氨基酸分子对应关系的破译,还表明了从病毒、细菌、植物、动物直至万物之灵的人类,通用一份密码,所有生物在分子进化上是同源的。进一步对生物大分子——以核酸和蛋白质为主的大量研究,越出了遗传学的范畴,揭示了生物的成长、分化、神经传导、肌肉收缩和免疫等生命现象,无不与生物大分子的结构和功能,以及它们之间的相互作用有关。生命的重要特征之一是组成生物体的核酸、蛋白质等大分子的运动和相互作用,这是人类对生命本质认识的一次大飞跃。                  返回页首

  这一认识已越出科学家的书斋和实验室、科学论文和专著,通过大众传媒进入千家万户,人人都可接触到,包括青少年。从人类基因组计划到致癌基因;从转基因动植物到克隆基因;从线粒体基因到人类始祖非洲夏娃;从餐桌上的转基因食品到DNA侦破技术等,渐渐地成为有文化的公民必备的常识,被誉为中国硅谷的北京中关村的街心都竖立着DNA分子模型的雕塑。

  于是,作为基础教育中的生物科学教育,就需要跟上时代的步伐,改革我们的课程和教材,寻找浅显、生动的形式,使学生关心它、了解它。许多国家,即使是小学、初中阶段,分子水平的生物科学内容已经涉及,只是用了故事、图画(包括漫画)、图表及现代媒体技术等生动活泼的手段和形式。如果我们囿于成见,低估了青少年的接受能力,小学接触17世纪至18世纪的生物科学,初中接触19世纪的生物科学,高中才有现代的,那太保守和机械了。

  12生命自然界的多层次性

  生命自然界的复杂性之一是它的多层次性。细胞是一个基本的结构和功能单位,其下有细胞器、分子和原子;其上有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。每一层次都可以成为独立的研究对象和科学,这一层次和那一层次之间的关系又不可忽略。

  从自然演化的角度来看,存在着病毒界、原核生物界和真核生物界,真核生物中又有菌物界、植物界和动物界等。每一界又有许多层次。它们都可成为独立的研究对象,同时,它们相互之间的关系,从进化到生态都要涉及。而随着细胞工程、基因工程的进展,更深入地研究和应用它们之间相互关系的规律,又突显出来。

  对中小学生来说,了解生命科学,既不可忽略这种多层次性,又不可能去穷究多个层次——连生物科学家都不可能。于是基础教育中的生物课程内容的取舍和组合就成了一种艰难的事情。

  应运而生的改革,似乎是从以下几方面展开的。

  一是用综合理科(科学课)的办法,与理、化、地结合起来,重建一个标准框架,多学科相通的物质世界的组成、结构、运动以及应用成为新课程的脊梁。在这种情况下,各门学科只能入选那些最基本的事实和规律,生命科学也一样,高度地精简了,这看来更适合初中和小学阶段,就环球教育来看,它风行160多个国家和地区。

  二是以美国(上世纪60年代)为代表的BSCS教材。它有3种教科书,分别以蓝色、黄色和绿色为教科书封面的颜色。蓝色以生理和生物化学为中心,黄色以发育和遗传为中心,绿色以生态和进化为中心。这样,以各有侧重点来解决多层次性,这套教材对世界高中生物课程影响甚大,我国在北京大学吴相钰教授主持下已翻译出版其绿皮本,19999月起,已在有条件的学校试用。

  其三是席卷当代的课程改革的主导理念,已经把知识、能力、态度和价值观的教育目标,从以知识为主到突出能力、态度和价值观的培养,可能有助于生命自然界的多层次性在中小学生物课程和教学中的妥善解决。

  13 生命是一个复杂的开放系统 

  一般系统论,是一门运用逻辑和数学方法研究一般系统运动规律的理论。它的创立者是一位奥地利生物学家、心理学家贝塔朗菲( l9011972)。上世纪20年代,他在批判生物学中流行的机械论和活力论中创立了机体论,强调系统是中心的概念,从而提供了一种新的系统思维方式。

  他认为生命是一种开放系统,是在同环境进行物质交换的过程中呈现输入和输出,自身物质组分的组建和破坏才能存在和发展系统。他说:生命的形式不是存在着,而是发生着,它是通过有机体同时又是组成有机体的物质和能量的永恒流动的表现形式。同时这个开放系统的重要特征是稳态(流动的平衡,不是封闭系统中的真平衡)、自主和自组织性,处处表现出有机体的自我调整。

  生物大分子不管多么重要,但本身不具备生命属性,只有形成细胞这样的复杂系统(病毒没有细胞结构,必须依赖活细胞而生存)才能表现出生命现象。没有活的分子,只有活系统。生命是系统活动的整体表现,整体不是部分的线性叠加,是非线性的动力系统。

  这样的现代理解,应该更好地反映在基础教育的生物课程和教学之中。无论在生理、发育、遗传、进化、生态和行为等方面,用系统的观念(包括开放、稳态、自主)来排除那些机械论、外因论和活力论的影响,对于树立正确的自然观是十分重要的。

  14 生命活动和信息变换

  人类已经步入信息时代,在生命科学发展的历程中,自从有了遗传学的中心法则的发现,使得我们恍然大悟,原来生物世代延续中复杂的遗传、变异规律,竟是简单至极的三联体(三个碱基)遗传密码在操作;使我们领悟到生命活动是物质、能量、信息三位一体的运动和变化;使我们对生命活动的本质的认识,又大大向前推进了一步。信息本质上不是物质和能量,但需要物质作为载体,需要能量供应。于是,在研究生命活动时,在进行有关教学活动时,不仅要揭示物质变化和能量变化,还要同时揭示信息的发送、接受、储存、加工、复制和传递等规律。

  放眼生命活动的方方面面,除遗传信息的传递外,还可看到许多的信息变换、加工和表达,激素调控,神经调控和整合,细胞识别和免疫,发育中的核质关系,胚层组织者、诱导者,动物行为中的信息传递,基因调控中的操纵者、顺反子、跳跃基因等等,乃至1998年度诺贝尔生理医学奖获奖项目也是一种用于调节心血管的化学分子氧化氮。

  在我们的基础教育的生物科学教育中,其滞后于生命科学的进展之一,就在于此。如何改进呢?值得思考。  返回页首

  15 生命自然界是一个复杂的网络

  地球上有如此众多的生物种类,它们塞满了几乎一·切可以生存的空间。而且每一种生物的生存发展,都以其他种类生物的生存发展为前提,一种或几种生物的消亡,可能对其他生物造成灾难性的后果。这种生物界的多样性和相互依存、相互制约的关系,在非生命自然界中,远没有达到这种程度。我们可称之为生命的网络,生命之网。而人类也是这个网络的一部分,而且是至关重要的部分。由于人口的剧增,掌握着巨大的生产力和不断发展的科学技术,我们对生物界的正、负两方面的影响力也与日俱增。如果人类的行为破坏了这个生命之网(这种行为已经产生了严重后果),最终将殃及人类自身的生存和发展。

  于是,从教育的角度说,给于学生多一点还是少一点的生物学知识,虽然也须细细斟酌,但可能不是最重要的,最重要的是要懂得尊重自然,爱护生物,并身体力行,这是现代人应有的道德素养。人自然社会的和谐统一,是现代社会文明的追求,是现代社会文化的重要特征。

  16 在生命科学中人是研究的主体又是客体

  在自然科学的众多门类中,自然界是被人所研究的客体,惟独在生命科学中,人既是研究者主体,又和其他事物一样是被研究者客体。因为人的自然属性是生物,属于哺乳纲灵长目的人科。

  于是,生物学要研究的形态、结构、代谢、生长、发育、繁殖、遗传和变异等的规律性也适用于人类。于是,人类的心理行为、社会行为也无不具有生物性的烙印。于是,在生态系统中,在生物圈中,人类的一切活动都受到制约,又极广、极深刻地影响整个生物圈。在这样的背景下,来审视我们传统的生物科学教育,就有明显的不足:

  一是重生物轻人类。一个草履虫可描述得不厌其烦,人体的重要结构和生理则可粗而又粗;一个蜂群的成员之间的关系可描述得栩栩如生,人类社会成员之间的生物学关系则避而讳之者甚多;青蛙如何生殖发育,从幼儿园到高中,层层深入,而青少年对人类自身的生殖发育却知之甚少。凡此种种,习以为常,似乎基础教育中的生物学主要是了解人类以外的生物界。作为现代人,对自身的了解、调控和开发潜力,对他人的关怀和爱护,都应该具有坚实的生命科学素养。

  二是对生物社会问题缺乏重视。当代社会面临的人口、粮食、能源、环境和健康等重大问题,既是广义的STS(科学、技术和社会)问题,也是不同程度的生物社会问题。正是在这里,基础教育中的生物科学教育,可以也应该发挥它的重要的教育功能和社会功能。如果我们的生物科学教育,真是实实在在地进行素质教育的话,理应在这方面作出努力,即对生物社会问题有敏锐的观察力;善于发现和捕捉,并把它纳入到相关的课程教材之中,组织学生参与学习、讨论、调查和探究,使生物科学教育的内容和教学过程生动活泼起来,既使基本的生物学知识掌握得好,又在联系和参与中培养学生多方面的能力、积极的态度和树立正确的价值观。

  17 生命科学研究方法的独特性

  我们都说生命科学是实验科学,尤其是从定性到定量的发展中,实验愈益重要,愈益精确。在基础教育的生物学学习中增加实验,提高实验的质量和效益,自然十分重要。但是同样无疑的是其他自然科学也是实验科学,那么其特殊性在哪里?回答这个问题非常困难,仅提出两点供参考。

  一是两位著名的物理学家,说过相似的话。一位是波尔,丹麦物理学家,量子力学的领头人,哥本哈根学派的创始人。1932年他在光与生命的演说中曾说:生命现象具有区别于物理、化学现象的独特性,它不能用完全正规的物理概念为依据来解释。但物理学家参与对生命现象的研究,将有助于物理学和化学新规律的阐明。另一位是薛定愕,奥地利物理学家,波动理论力学的创始人。他1944年在《生命是什么》中指出:用经典物理学和化学去描述生命现象是不可能的,但物理学、化学渗透到生命科学中,有助于揭开生命之谜,开辟生命科学研究的崭新领域。他们的话启示我们生命科学的研究方法应可兼容物理学、化学的方法,但仍有它的独特性。因此,把生命现象的研究最终还原为简单的物理或化学过程,归结为物理或化学原理,是不妥的,也背离了贝塔朗菲的机体论。

  二是1952年德国物理学家赫尔希和学生蔡斯用放射性同位素标记法研究大肠杆菌噬菌体侵染大肠杆菌的著名实验,确证了遗传物质是DNA而不是蛋白质(噬菌体外壳),因而说了一段话:要揭示生命现象的本质,必须研究具有活力的有机体,那种脱离生命有机体,孤立地、单纯地去研究化学反应,试图去寻找生命现象的本质属性的答案,那是不可能的。这告诉我们,研究活的有机体,是研究生命科学的根本方法。

  基础教育中的生物教学,必须创造各种条件,组织学生去研究活的生物(连同它的生存环境)、真实的生命自然界。模拟的方法、现代媒体的使用等,都是对生物学学习和教学的补充,不应去替代对活的生物(及组织、细胞)的实验研究。当然,学习和实验研究中要爱护生物、珍惜生物材料、保护生物的生存环境。

  从教育科学的角度来探讨生物教学是必要的,从生命科学自身的特征来探讨生物教学也是必要的。两个方面形成一股合力,将更快、更健康地推动基础教育的生物科学教育改革。

  我国中学生物科学教育的滞后性,不仅是教育观念、课程观念的滞后,从学科内容的选择和框架结构的构建上未能跟上生命科学的现代进展,长期(几十年)停留在植物、动物、人体、微生物、遗传进化、生物和环境的传统板块结构上,亟待变革。上述论及生命科学的特征和课程改革的7个方面,是我们考虑问题时从学科发展本身的探究,以便于新的课程在内容体系、框架结构上能有所突破。新近发表的《美国国家科学教育标准》中,除去从K—12(从幼儿园到12年级)都必须实施8个方面的内容标准外(8个方面是:科学的统一概念和过程、作为探究的科学、物质科学、生命科学、地球和空间科学、科学和技术、从个人和社会视角所见的科学、科学的历史和本质),在生命科学部分,其内容标准按学段划分,分别是:

  由于幼儿园至4年级学生参与一系列活动的结果,所有的学生应该理解下述内容:生命体的特征;生命体的生命周期;生命体和环境。

  通过58年级的活动,所有的学生应该具有理解以下内容的能力:生命系统的结构和功能;繁殖和遗传;调节和行为;种群和生态系统;生命体的多样性和适应性变化。

  通过912年级的活动,所有的学生应该具备理解以下内容的能力:细胞;遗传的分子基础;生命体的相互依赖性;生命系统中的物质、能量和组织;有机体的行为。

  上述内容标准后面均列有详细的内容标准指南,叙述了支持内容标准的基本概念和原理(参见《美国国家科学教育标准》,1996.原著:[美]国家研究理事会,翻译戢守志等,科学技术文献出版社19991.第1版)。

  《美国国家科学教育标准》列述的生命科学内容标准,连同我们对当代生命科学的学科特征和课程改革的认识,应有助于我们选择和构建新的中学生物学课程的内容体系和框架结构。  

2 世界科学教育的走向和中学生物学课程的改革

  在我们只有一个地球的今天,在经济全球化的今天,在我国即将进入世界贸易组织的今天,开放的中国面临开放的挑战,应答这个挑战的就是改革,包括教育的改革。环球教育改革和科学教育的走向,不能不引起我们极大的关注,并从中汲取有益的营养。为了节省篇幅,仅撷取和中学生物科学教育改革有关的世界科学教育方面的情况,概括为几个方面,以供借鉴。

  21   提高科学课程在课程整体中的地位

  首先是强化全国统一设置的必修课程和核心课程。美、英等国针对以往中小学课程设置和教学管理过分自由化的状况,采取措施,加强全国统一课程,包括科学课程的规范和管理。如英国经过10年的酝酿,在《1988年教育改革法》中,规定516岁义务教育阶段,所有学生必须学习10门必修课程,其中数学、英语和科学为核心课程,其余7门(地理、历史、技术、音乐、美术、体育和现代外语)为基础课程,在以人文教育为优良传统的英国,这是一个很大的变革。美国在布什任总统时规定英语、数学、自然科学、历史和地理5门为核心课程,克林顿任总统时又增加艺术、外国语为核心课程,即共计7门。总之科学都为核心课程。

  其次是要改革。始于1985年的美国《2061计划》则是一个全面加强科学、技术和数学教育的、准备耗时25年的改革计划,宣称要把学生培养成能在一个高技术世界工作而胜任愉快的人才,使美国成为一个在高技术世界中有竞争能力的国家。布什总统还宣称,要在2000年,使美国青少年在科学和数学的国际比赛中名列前茅。《2061计划》的主要负责人詹姆斯·拉瑟福德还说:这需要花14世纪的时间,需要一代学生的努力,需要全国竭尽全力,这是一场能够而且必须打赢的战争。

  这里用了战争一词,改革科学技术教育的重要性就不言自明。作为民间组织发动的《2061计划》执行10年后,在此基础上,于1996年诞生了《美国国家科学教育标准》,作为统一的国家科学教育标准,这在联邦制的国家,中小学教育历来主要由各州来管理,形成一个详尽的国家级科学教育标准,实属首次。无论是在《2061计划》中,还是在《美国国家科学教育标准》中,生命科学教育都占了极大的比重,提出了许多新的改革主张,在《2061计划》中,在阐述科学素养时,还特别提到:只有那些有科学素养的人才能分享到发现我们是谁、我们在哪儿、我们如何与所有生物和睦相处以及如何与我们周围的自然环境和睦而居时产生的愉悦之感。

  2科学教育的目标突出提高受教育者的科学素养     返回页首

  之所以这样提出,是适应于培养目标的总体调整。许多国家在对未来社会的预测和对现行教育体制、培养目标的反思上,一致认为,人是现代化的主体,是现代化生活的实际承担者,也是社会现代化程度的重要标志。国民德智体诸方面素质的全面提高,具有科学的价值观念、全新的知识能力、思维方式及健康的心理素质、科学的生活态度及文明的行为等诸多素质,应由教育(学校、家庭和社会教育)来实现。韩国政府提出了全人教育的目标,声称要培养未来社会需要的健康的人、爱美的人、有能力的人、有道德的人和自主的人。美国提出面向21世纪去开发人的才能,意味着培养人们具有明确的生活目标和社会责任感,具有在变化的环境中应用所学知识和技能的高度适应能力,具有创造意识,并能不断获得新知,而且有能力克服自身的局限。(《美国的潜能——人》19889.)联合国教科文组织召开的21世纪教育国际讨论会的专题报告中称:总而言之,21世纪最成功的劳动者,将是最全面发展的人,是对新思想和新的机遇最开放的人。

  于是科学教育不再被简单地看作科学知识的教育,而是科学知识、科学方法和能力、科学态度和科学精神、以及科学的价值观念和参与科学决策的行为习惯的综合教育,统称之为培养科学素养。

  《美国国家科学教育标准》对有科学素养给了明确的定义:所谓有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。有科学素养还包括一些特定门类的能力。

  有科学素养就意味一个人对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题。

  有科学素养就意味一个人已有能力描述、解释甚至预言一些自然现象。

  有科学素养就意味一个人能够读懂通俗报刊刊载的科学文章,能够参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话。

  有科学素养就意味一个人能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。     返回页首

  有科学素养的公民应能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度。

  有科学素养还意味着有能力提出和评价有论据的论点,并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。

  还指出:人在早期确立起的对科学的态度及价值观念,对其成年时在科学素养方面所能达到的境界则会有决定性的影响。

  上述的引述,足以说明科学教育的目标重在提高受教育者的科学素养,而且从理论和实践的结合上阐明了科学素养的表征,它不只是个理论问题,而要落到实处。

  2科学(Science)课程的综合和分化相结合的趋势

  理科是采用综合理科还是分科教学的争论由来已久,本文不参与争论。就世界大多数国家来说,小学和初中(或相当的学段)以综合理科(科学课)为多数,高中(或相当的学段)以理、化、生、地、天文和环境等分科教学形式为主。小学、初中阶段的综合,有许多优越性,从认知心理学角度看,这个年龄段的学生习惯于把周围世界的事物当作一个完整的东西来认知,而还不能(或不习惯)去分别认识它的物理的、化学的或生物学的方面,就问题来教学也许更好。另外,多学科互相交叉渗透的一些问题在教学中也比较好解决。还有实行综合的科学课后,在教学计划、课时分配中,作为核心课程,将和语言、数学等课程并驾齐驱,例如在我国对初中生物课重视不够,也许在科学课中,就能较好地解决。就我所见的这类综合科学课中,许多国家的教材,生物或生命科学在其中都占有较大的比重。

  高中(或相当的学段)几乎都是分科教学,但做法也不一致。例如,美国的一些中学,把理、化、生分科教学,具有不同的层次,一类是基础级的,即每个学生都必须学习;另一类是选修级的,例如选修生物学的可不选修物理,够理科的学分即可,实际上按志趣在分化(或分流);再有一类是College(学院)级的,例如生物学,用的教材就是大学普通生物学,通过考试后,相应的州属大学将承认其学分(学习相应专业时),这是一种很有意思的做法。英国有大学预科,在预科教学中理科的分科分得更细。

  24 科学教育中的STS ScienceTechnologySociety)的研究和实践

  即科学、技术和社会,这是近年来世界各国科学教育改革中形成的一种新的科学教育构想,以强调科学、技术与社会的相互关系和科学技术在社会生产、生活、发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育。问题的提出是因为第2次世界大战以后,在一些发达国家中,科学技术的发展和应用都极快,如核技术、电子技术、空间技术、新材料和基因工程等。人类将以系统论、控制论和信息论为起点,以交叉科学、自然科学的新成就和思维科学的新进展为内容,形成一次新的科学革命。同时科学转化为技术,技术形成生产力的速度异常地快,新的技术成就及其产品正在大踏步地进入生产领域和生活领域。不仅如此,新的科学技术和高度发达的生产力,又给社会提出了许多新问题:如核能是否应该不受限制地发展;基因工程的研究是否应谨慎地加以限制;对世界人口的过快增长应采取何种对策;怎样控制非再生性能源的消耗率;环境恶化怎样防止和消除等。实际是科学技术革命不断引起人和大自然的关系的讨论,而人和大自然的关系本质上是社会过程,新一代的教育,如果不能获得科学、技术和社会生产、生活、发展相互关系的知识、技能、参与意识和正确的价值观念,最终将影响人类社会的生存和发展。      返回页首

  因此,STS教育在许多国家和地区已在开展,即在理科教学的大纲和教材中努力加入有关的内容,包括人类社会面临的共同问题、本国的社会生产、生活、发展遇到的问题、地区(乡土)发展问题等,既反映了理科教学中理论和实际结合的趋向,又反映了理科教学要有一定的超前性。另一方面出现了STS系列的以问题为中心的选修课,包括微型(授课时间短)的选修课,还有同样指导思想的课外科技活动,作为传统科学教育的补充。当然有必要说明,在某些情况下,处理不当也会使普通教育向专业教育靠拢或出现实用主义倾向。在英国,笔者见到某大学主持编撰的中学化学教材,从实际应用出发设计了饮料化学、织物化学……等多种分册,其效果如何,需慎重对待。

  STS教育对我国理科教育的改革是有启发的,首先,我们建国以来一直把理论和实际的结合、教育和生产劳动的结合,作为重要的教育指导思想。其次,我们现在强调教育要为社会主义建设服务,包括为地区经济的发展服务。这和STS是相通的。

  25 中学科学教育的科学为大众(Science for all和高科技的普及相结合

  近年来,对在70年代普遍强调加深加宽理科教材,以及要像培养科学家那样培养中学生,把已知的东西当作未知的去发现等的一系列提法,提出了修正。因为实际是不可能都培养成为精英,普通教育(或基础教育)不应该是精英教育,而是提高全体国民的素质。从而提出科学为大众的口号,实际是要降低深度、难度,扩大知识面,增进对一般科学知识的了解及一般能力的培养。与此同时又提出了高科技知识在中学科学教育中的反映问题,这两者都是联合国教科文组织支持的(STS也是),粗一看,似乎是矛盾的,实际上两者是一致的,恰恰因为高科技的产品正在快步进入生产、管理和生活等各个领域,作为一个现代社会的公民,必须在受教育期间,通过科学课程的学习,有一定的了解和掌握,这和科学为大众并不矛盾。某些同志片面地因科学为大众,而降低对理科的要求,特别是片面保留那些传统的比较脱离实际的知识,而砍掉那些实际生产、生活急需的与高科技相关的难一些的知识,恐未必妥当。

  26   科学探究活动逐渐成为科学课程的主要教学形式

  把教学过程变为学生积极参与讨论、发展思维能力、设计和操作能力的主动过程,是探究活动的基本方式。

  以讲解为主,强调学生跟着教师的思路走的课堂教学,是我们的特色,也许日本和我们甚为接近。美国和许多欧洲国家,教学以学生主动参与为中心相当突出。在美国、英国的许多中学科学课程中,讨论课是一种主要形式,实验课的比重大多达到11的份量,有创见的学生受到大家的鼓励。有一次我看到学生亲手制作的DNA分子空间结构的模型,琳琅满目,大小从1 m多到10 cm左右,材料从废塑料、木材、废金属到女孩子装饰用的珠子、闪光金属片,可见学生发挥了创造精神之一斑。我还见到师生共同采集饲养的内华达州塔荷湖的各种鱼类(学校就在湖的附近),这位科学课教师,获得了国家的奖励和表彰。      返回页首

  在《美国国家科学教育标准》中明确提出:学习科学是学生们要亲自动手做而不是要别人做给他们看的事情。并把探究定义为:是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。同时指出探究是一种有多侧面的活动,其中包括:

  需要观察;
  需要提出问题;

  需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西;
  需要设计调研方案;
  需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西;
  需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据;

  需要提出答案、解释和预测;
  需要把研究结果告之于人;
  探究需要明确假设,需要运用判断思维和逻辑思维,需要考虑可能的其他解释;
  学生学习探知自然界的科学方法时将会参与科学探究活动中的某些方面的工作,但是学生们也应该培养自己从事完整的探究活动的能力。

  当然,探究不是教学活动的全部形式,《标准》还指出:只动手不动脑的科学活动无法达到探究的目的靠任何单一的教学策略或学习活动都是无法办到的    

3 构建我国中学生物学课程框架的原则建议

  这里所以只提构建我国中学生物学课程框架的原则建议,而不列出试拟的课程标准,是由于两个原因。一是第3次全国教育工作会议后,制定国家新的课程改革方案刚刚开始,各科课程标准的厘定正在招标的过程之中,在某些大前提、大原则未领悟之前,不想贸然提出一个新标准来。二是笔者和北京大学生命科学学院吴相钰教授主持的《北京市21世纪基础教育课程改革研究·生物课程标准》已于1999年由北京出版社出版,其中的《走创新之路(下)》,可资参考。
  现仅提出以下原则建议:

  31 根本目标是以学生发展为本,提高学生的科学素养
  生物科学教育是整体科学教育的一部分。科学教育的基本任务是培养学生必备的、可持续发展的科学素养。因此,生物科学教育的基本任务,也是培养提高学生的生物学素养,以利于他们的生活、工作和终身学习及发展的需要。这里有两个方面的问题要注意:
  一是要突出生物学方面的科学素养,即具备基本的生物学知识及学习和应用生物学知识有关的技能和能力,对社会中的生物学问题的解决有浓厚的兴趣并积极参与,用正确的价值观规范自己的有关态度、行为和习惯。也就是在科学素养的培养上要突出生物学的学科特点,这是它的特殊性。
  二是由于生物科学教育是整体科学教育的一部分,科学素养的培养是以部分而推动整体的。因此应认识到,科学素养的许多方面是跨学科的或泛学科的,特别是能力、态度和价值观方面,经常是通用的。例如信息搜集、加工和利用的能力,提出问题、设计实验和解决问题的能力,创造性思维的习惯、能力和技巧,主动参与、与人合作和汲取不同意见作决策的能力,初步运用所学知识去评价、处理和解决与个人和社会生活有关的实际问题的能力等,还有在态度和价值观中强调的热爱科学、求实创新、勇于探索的态度和精神,对科学、技术和社会相互关系的关注和参与,对人、自然、社会和谐统一的追求并付诸行动等,都是整个科学教育对科学素养的要求。这种泛学科性质的要求,也是生物学课程应努力去实现的。科学课程可以综合设置或分科设置,但这些要求是一致的。

  32在课程目标中要处理好知识、能力(含技能)、态度和价值观的关系
  多年来我国中学生物科学教育,如同它的学科名称《生物》那样,就是介绍生物和生物界,使得课程目标过分地强调了作为一个学科的生物学知识的完整性和系统性,甚至是生物类群的完整性和系统性,实际教学的出发点和归宿已经演变成掌握哪些知识点,理解哪些知识点,了解哪些知识点,是一幅相当纯粹的知识教育的画图,它排斥、削弱了能力、态度和价值观等方面的科学素养的培养。  返回页首


  当代科学教育已经不再是传统的传授科学知识的教育,而是要全方位地提高学生的科学素质,是包括知识、能力、态度和价值观(还可能分得更细)的综合教育。如果我们坚持以学生发展为中心的课程理念,则能力、态度、价值观在人的发展中的作用,在某种意义上说,比知识更重要,即更具有适用性和持久性。更何况在信息社会,有许多获取有关知识的渠道和方式,学校教育应更多地注意学生学习过程中的能力、态度和价值观的培养,将更有利于学生的终身学习和持续发展。从有助于能力、态度和价值观的培养来精选学科知识,将有助于删繁就简、除旧布新,构建新的学科知识体系。

  33构建新的学科知识体系时应注意的问题

  331 确立中学阶段生命科学学习的主题,初、高中依这些主题提出不同层次的要求,逐步扩展和深化。这些主题试拟如下(不是课程的纲目):
  A 生物的多样性和统一性;
  B 生物体的结构和功能(含人类);
  C 生殖和发育;
  D 遗传和变异;
  E 生命活动的调节和内稳态;
  F 生态和动物行为;
  G 生物的进化和生命的起源;
  H 人与环境;
  I 生物技术。

  3.32 应在上述学习内容的框架内,融入生命科学的现代进展。
  当整个世界都在欢呼进入信息时代的时候,现代生命科学早就揭示了生命是几十亿年来就运用着数码化的信息的复制和传递及表达了。而且自然选择竟然保存了一套统一的信息编码,从大肠杆菌到万物之灵的人类用的是一套遗传密码。而从神经调节、激素调控、胚胎发育到生物行为都是凭借着特定的信息来调控的。这就是说,现在认为客观世界是由物质、能量和信息三者的运动组成的,那么生物世界正是这样。就具体知识而论,如中学总要讲无性繁殖和营养繁殖,而从组织水平的克隆、细胞水平的克隆到基因的克隆,就是人为干预下形成的无性生殖系。那头成为1997年科技革命的重大新闻的绵羊——多莉,不也可以步入你的课堂吗?当幼儿启蒙读物都在融入现代科技时,难道我们的中学生物科学教育还做不到使一堂课去联系和反映那生命科学进展的强烈的脉动吗?可以的,这就需要我们学习,并相应地转变观念。

  33.3 应深切理解科学技术发展的原动力在于社会的需求和在社会生产、生活和发展中的应用,生命科学、生物技术也如此。于是,我们的中学生物科学教育一定要关注生物社会问题。小至关系个人的生长发育、卫生保健和生儿育女,提高生存质量,大至发展经济、资源开发、环境保护和可持续发展,都有一系列生物社会问题,这些问题的调查了解、科学研讨和积极参与,既是普及生命科学知识的新领域,又能更切实全面地提高学生多方面的科学素养,更是渗透入自然、社会和谐统一的德育要求,在许多问题中包含着哲学的思考和价值规范的思考,而且本身就是一种参与情神的培养。

  334 应回顾科学发展的历史,分析历史,学习历史。生命科学的发展中,有许多的重大的历史事件。19世纪的细胞学说和进化论的建立,对自然科学和社会的贡献,自不待言;而20世纪基因理论的确立直到50年代DNA分子模型的建立,这是生命科学的一场伟大革命;而现代的基因工程技术到克隆动物,无疑将在新世纪显示其威力。这些都可以说是科学史上的伟大事件,影响了整个人类社会的发展。生命科学每一领域,都有许多发现、发明和革新的历史,而这些领域在中学生物学教学中几乎都会涉及,但是我们常常只是重视结论的介绍,而没有曲折、艰难、充满了创造火花的过程,这样就使学生失去了对科学方法、科学精神、科学的社会历史意义和科学家的意志品格等多方面的了解,科学本身变成了一堆枯燥乏味的知识的堆积。应该带领学生徜徉在科学历史的长河中去领悟,点燃他们年轻的心灵之火,为热爱科学而燃烧。 返回页首

  335 与主题内容展开相并列,应涉及系列化的学生探究活动。这些探究活动以观察、实验为主。还应包括资料搜集、分析和利用;数据采集、整理、图解化及其解读;社会访问和自然界的调查;某些专题研究的涉及和进行;专题报告或小论文的撰写等。只有这样,才能使学生在实践能力和创新精神上有锻炼的机会,显示的机会,才能培养科学能力,熟悉科学方法,并迫使教师从传统的讲授中解放出来。这也是新的生物学课程和教材建设面临的一个难题,难在它的由简到繁、由易到难的系列化;难在它的和知识内容的紧密结合;难在它的低成本、高效益的可行性上。

  34 学生主体参与教学过程应有新的教学原则来指导
  我们的教学过程,本质上应该组织学生去参与,而不是单方面聆听教师的传授。没有学生主体的参与,就不能真正掌握知识,学会学习,更不能成为未来社会富有责任感、积极参与决策的公民。我们主张情景教学法、过程式教学法、发现式教学法和合作式教学法,还有学生要亲自调查,提出问题,设计实验,学会推理判断等等,本质上是要把学习过程变成学生主动参与的过程,探究的过程。课堂教学评价的重要标准之一应是评价学生学习过程中的参与意识、参与程度、参与数量(占教学班人数的百分比)和参与成果如何。必须指出传道、授业、解惑,归根结底是以教师传授为中心,反映的是农业社会、手工作坊时代对人的要求。而工业社会,特别是发达的市场经济伴随而来的城市化、人口流动,人是要去闯天下的,要去寻找机遇,发展自己,人也成了商品(劳务),不断地受着社会的选择,职业的选择,更不必说社会民主化的进程,对人的主体参与精神的要求了。因此必须大胆地改变我们旧有的教学模式,创建各种有利于学生主体参与精神培养的新模式。美国《2061计划》中提出的有效的学习和教学所应遵守的一些原则,可供我们参考。它们是:
  1)科学教学应该培养亦应很好地利用学生们的好奇心和创造性。教学应从学生们感到有趣也比较熟悉的问题和现象入手。抽象的理解常常得建立在具体的例子上。
  2)教学应该强调理解的质而不是强调信息的量。技术词汇只有在有助于理解的情况下才应加以强调,技术词汇不应来代替理解。
  3)概念在不同的情况下碰到和以不同的方式叙述出来时学习的效果极佳。有些概念只有当学生依据有强烈吸引力的证据改变其思考方式时才能记住。
  4)如果你指望学生们最终能在新的情况下运用所学知识严密审慎地思考问题,分析情况,把某些科学上的想法公诸于人,能进行逻辑论证,能与他人共同工作,他们就必须有机会在多种多样的情况下亲自进行诸如此类的实践。
  5)学生们还需要有很多不同的机会参与诸如搜集证据、观察现象、写概述、会见记者和使用仪器等与科学有关的活动。因为科学技术工作具有协作性,课堂上因而要求有许多集体性活动。
  6)学习的经历不仅有助于积累有关的科学知识,亦应有助于培养学生科学的思维习惯。学生们应该养成对证据、逻辑和科学见解提出疑问的习惯。学生们应该接触些需要他们找出有关证据并对这些证据意味着什么提出自己的解释的问题。
  7)学生们应该多接触些在一定历史环境下提出来的一些科学思想观念。学生们应该懂得社会对科学技术发展的影响,也应该懂得科学技术对社会的冲击。

 

t;fok?"ai?@?;mso-ascii-font-family:Arial; mso-hansi-font-family:Arial;mso-bidi-font-family:Arial;color:#929292; mso-font-kerning:0pt;mso-fareast-language:ZH'>运动训练对骨骼肌内ATP储量影响不明显。

 

 

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