譚永平
摘 要 清末、民國時期,我國的中學生物教科書中很少用獨立的章節介紹生態學內容,多數是星星點點涉及;1949年新中國成立后到1978年前,我國中學生物教科書中沒有獨立的生態學章節。這與生態學的發展情況及當時的社會背景有關。1982年我國中學生物教科書中生態學內容出現爆發式增長,之后所占分量一直維持較高水平。這是符合時代潮流的。生態學知識、思維、觀念是發展生物學素養的必要基礎,應該繼續落實其在中學,特別是高中生物必修課程里的教育價值。
關鍵詞 中學生物 生態學 百年教科書
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 A
生態學是研究生物生存條件、生物及其群體與環境相互作用的過程和規律的科學。經過100多年的發展,已成為橫跨自然科學與社會科學的學科群,現在也是中學生物教科書的基本內容之一。在我國中學生物教科書百年發展歷程里,生態學的內容是如何變遷的?這一變遷過程對規劃中學生物課程和編寫教材又有哪些啟示?
1 我國百年中學生物教科書中生態學內容的變遷
1.1 清末、民國時期的變遷
1902年,清政府頒布了《欽定中學堂章程》(“壬寅學制”),這標志著我國近代學校制度正式建立。“壬寅學制”規定,中學堂設博物課,這是后來中學生物課程的前身。清末的中學堂章程沒有明確要求博物課里是否包括生態學內容,相應的中學博物教科書,包括國外翻譯引進的教科書,都沒有系統介紹生態學內容,僅見到彭樹滋編的《普通教育植物學教科書》等3本教科書里有零星涉及。
1912年,中華民國成立。1913年頒布的《中學校課程標準》,提出了植物學要講“普通植物之形態分類解剖生理生態分布應用之大要”。“生態”赫然在列,然而此后幾年出版的植物學、動物學教科書,卻多數未獨立安排生態學內容,目前僅見到3本有獨立章節介紹植物群落、動植物生長和繁殖的適應。
1922年,北洋政府著手對舊學制進行改造,次年公布了《新學制課程標準綱要》。由此,我國中學開始正式區分初中和高中。在《新學制課程標準綱要》中,初中自然、高中生物學都沒有明確的生態學內容要求。此后于1929年、1932年、1936年、1941年頒布的課程標準也都如此。目前能看到的100多本1922~1949年出版的植物學、動物學、生物學教科書中,只有9本有獨立章節介紹生態學的內容。初中階段教科書中,獨立安排生態學內容的有5本,基本內容是植物的分布、動植物的生長和繁殖的適應。高中階段教科書獨立安排生態學內容的有4本,主要是介紹生物與環境的關系。
總的看來,清末、民國時期教科書中不太關注生態學的內容。少數安排了生態學內容的,也主要是介紹動植物的分布、適應等知識。
1.2 新中國成立后的變遷
1949年新中國成立之后,很長一段時期中學生物教科書里沒有專門的生態學章節,但有一些零散的生態學知識。例如,1958年出版的高中生物教材中有物質循環的內容,但卻是在“新陳代謝”主題里討論物質循環。
生態學內容正式進入中學生物課程的時間,是20世紀70年代末。1978年頒布的《全日制十年制學校中學生物教學大綱(試行草案)》中,明確規定初中生物教學內容包括“生物與環境的關系——生物的環境因素、自然界碳的循環”。人民教育出版社1978年出版的初中課本《生物學》(全一冊),安排了非生物因素、生物因素和自然界的碳循環等生態學基礎知識,但是沒有環境保護的內容。此時的高中生物教學內容中還沒有列入生態學內容。1982年人民教育出版社編寫出版的高中生物教科書,第一次安排了專門講述生態學內容的《生物與環境》一章,包括生物與環境的關系概述、生態系統和自然保護三節。
1982~1990年,初中生物教科書刪除了生態學內容,1991年出版的初中生物教材又安排了一章介紹生物與環境,生態因素、生物與環境的關系、生態系統、食物鏈、食物網、生態平衡等概念都有了介紹,同時安排了一節介紹環境保護。
1982~1990年,高中生物教科書盡管幾經版本變化,但生態部分的內容框架沒有明顯改變,主要仍是基礎知識的介紹。1990年編寫出版的高中生物教科書,生態部分的“自然保護”一節改為“環境保護”,有關環境污染及其危害、生態平衡等內容得到加強。1997年出版的高中生物必修教材生態學內容更加系統完整,不僅介紹知識,還設計了學生的探究活動,并且將“生態環境的保護”設計為專門的一章,還第一次將可持續發展的觀念明確寫入。1998年編寫出版的高中生物選修教材,專門設立“人與生物圈”一章,第一次將生物圈科學的理論納入教材。這兩本教材在介紹生態學和環境保護知識的同時,情感態度價值觀的內容明顯得到加強,如環境保護意識、可持續發展觀念、生物多樣性的價值觀、有關環境和資源保護的法制觀念等,都得以大力滲透。
新一輪課程改革后,初中生物課程標準以人與生物圈為主線,按照課程標準編寫的人教版初中生物教科書中,生態學知識、觀念中占有重要的地位。高中生物3個必修模塊中,穩態與環境是其中一個模塊,具體內容包括種群、群落、生態系統、環境保護等,還第一次把“生態系統的信息傳遞”納入;選修3模塊中,生態工程也是五大主題之一。人教版高中生物教科書全面落實課程標準的要求,介紹生態學知識,滲透了生態學思想、觀點,融合系統方法。
2 百年教科書中生態學內容變遷的規律
2.1 內容變遷事實總述
百年中學生物教科書中生態學內容變遷的總體主線是:從零星出現到獨立章節介紹,知識點從少到多,從知識傳授擴展到全方位素養提升。
清末時期的中學博物教科書偶有零星涉及生態學內容。民國時期的中學生物教材中,只有個別教科書用單獨的章節來介紹生態學內容,其中的生態學內容也僅集中在生物與環境的關系這一話題;多數則沒有獨立章節介紹,而是分散穿插在動物學、植物學相關內容之中。比如,講授某個門類的動植物,通過其代表動植物的形態、結構、生理、分類等的描述,介紹它們系統進化上的進步特征和適應生存環境的特征。新中國成立后到1978年之前,中學生物教科書中沒有獨立的生態學章節,直到1978年情況才有改變。此后,生態學知識在中學生物教科書中呈現出爆發式增長,并維持相對穩定:初中相關內容的分量維持在12%左右,高中維持在17%左右。1982年開始,教科書中關于生態學的內容,除了介紹知識,還關注科學方法的教育,情感態度與價值觀方面的教育,最終形成了知識、能力與情感三維一體的內容體系結構。
2.2 初中與高中教科書中生態學內容的比較
比較初中、高中生物教科書中生態學內容可知,兩者的關注點有所不同,深度有明顯差異。民國時期,初中階段主要介紹動植物的分布,個別的也介紹植物群落類型;高中階段介紹生物與環境的關系。1978年之后,初中階段介紹“生物與環境的關系”,但很少涉及種群和群落的內容,所選取內容也比較淺顯,側重對現象的描述;高中階段的生態學內容則進一步綜合、概括和提高,更加側重于種群、群落、生態系統和應用生態學等方面的內容,內容系統、科學,更加接近生態學學科發展的水平。可見,高中階段不是初中的簡單重復,而是在初中基礎上的提高,深入到生態系統的本質特征,滲透系統思想、方法、觀念。
2.3 教科書中生態學內容變遷的影響因素
中學生物教科書里生態學內容的變遷,首先是與生態學的學科發展有密切聯系,其次與生態學在我國的傳播情況和當時的社會政治文化背景有關。
“生態學”誕生于19世紀末,其標志是1895年丹麥植物學家E.Warming的《植物分布學》,1898年波恩大學教授A.F.W.Schimper的《以生理學為基礎的植物地理學》出版。20世紀前30年,生態學滲透到生物學多個領域,種群增長模型、食物鏈、生態位、動物數量金字塔等概念出現,但總體上還處在發展和學派分化時期。20世紀30年代之后,生態學逐漸發展到生態系統生態學階段,生態平衡、生態系統的整體性、能量流動等概念建立。不過,直到20世紀50年代,植物生態學、動物生態學仍然是各自獨立發展。同時,在我國,20世紀40年代之前生態學整體上還屬于啟蒙階段。這些因素造成我國20世紀早期的中學生物教科書中生態學內容不夠彰顯。不過,當時仍有少數有識之士認識到生態學的教育價值,并將它納入教科書中。
20世紀50年代之后,數學、物理、化學、系統科學等學科的研究方法與研究成果被引入,生態學步入現代快速發展階段。但是,在我國,新中國成立之后相當長一段時期,特別是1958年前后,“人定勝天”的思想盛行,把麻雀歸為“四害”“大煉鋼鐵”、盲目墾荒造田、片面追求糧食生產指標等社會背景下,生態學很難得到應有的重視。20世紀60年代以后,生態學與進化生物學越來越密切地結合,相互促進、蓬勃發展。與此同時,隨著人口、糧食、資源、環境等全球性問題的產生,社會開始關注生態危機、環境危機,生態學越來越多地出現于公眾舞臺,成為公共政策和決策的重要依據之一。而在我國,20世紀60年代正在“文革”,中學課程教材建設很不正規,談不上關注生態問題。20世紀80年代開始,中學生物教科書中生態學內容爆發式增長,是“補課”,是償還歷史欠債。此后中學生物教科書中重視生態學內容,是順應時代發展潮流的。今天,“生態”已經遠遠超出生物學范疇而成為眾多學科的常用詞匯,“生態文明”也是我國新時期中央政策的關鍵詞之一。
3 百年教科書中生態學內容變遷對我們的啟示——星火燎原,潮流浩蕩
回顧百年歷史可見,在經歷了早期的星星點點、幾十年的若有還無,到20世紀80年代初,中學生物教科書中生態學內容終成燎原之勢。此后,相關內容再也沒有缺席過,生態學知識、生態學觀念已經成為廣大中學生的人生必修。
放眼世界,20世紀70~80年代,生態學內容在在我國中學生物教科書中正式出現、爆發式增長的時期,它早已是美國、蘇聯中學生物教科書的基本內容,美國BSCS側重于生態學的綠皮本教科書在1960年就已開始試用。近幾十年里,生態學內容一直是國際主流國家中學生物教材的核心內容。翻閱美國、英國、日本、俄羅斯等國近些年來出版的中學生物教科書,無一不包括生態學內容。如今,在英國科學學習項目、美國《K-12年級科學教育框架》、PISA 2015科學框架圖關于生物學核心概念的敘述里,生態學內容依然在列。這說明,往后國際主流國家中學生物課程里生態學的內容還不會缺席。之所以如此,是有其內在原因的。
首先,從知識內容的教育價值來看,生態學基本概念是生物學核心概念的有機組成。理解生命是學習生物學基本要求。理解生命不能局限于個體層次,而是要完整地認識從細胞到個體、種群、群落、生態系統等多個層次的生命系統。從群體水平上理解生命,不能僅依靠對生物與環境關系的描述,而是要深入理解種群的特征、群落的演替、生態系統的運轉。其次,從思維方式層面說,“生態思維是一種整體性思維,它注重事物和過程多因果的網絡結構及概率統計方法的運用,重視非線性的和循環因素的分析”。反觀目前的教材和教學,雖然已經著力體現系統論的思想方法,對訓練學生的整體性思維大有裨益,但機械的因果決定論式的思維方式仍然屢見不鮮。因此加強中學生的生態思維教育仍有必要。第三,從思想觀念層面來說,進化思想和生態學思想是生物學的靈魂,是溝通生物學核心概念的橋梁。“生態的舞臺,進化的表演”,形象地描述了生態、進化這兩大生物學核心概念之間的關系。離開了生態學知識和生態學思想就難以理解進化、難以理解生命世界。
現有初中課程內容遠不足以支持上述教育目標的實現,高中繼續安排生態學內容大有必要。當前,中央正在提倡以生態文明理念推進美麗中國建設。在高中生物教育中,特別是在面向全體高中學生的必修模塊課程中,加強生態學而不是削弱它,對于促進學生科學素養和人文素養的全面提升和融通、實現經濟和社會的可持續發展,都具有十分重要的意義。
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