蘇科版初中《生物學》教材“螺旋式上升”的編排及教學建議

羅章莉

(江蘇鳳凰科學技術出版社 南京 210009)

“螺旋式課程”是以與兒童思維方式相符的形式，將學科結構置于課程的中心地位，隨著年級的提升，不斷拓展、加深學科的基本結構，使其在課程中呈螺旋式上升的態勢。要掌握并有效地運用自然科學數學的基本觀念和文學的基本課題，不能只靠一次學習就達到目的。必須通過反復學習，在越來越復雜的形式中進行運用，不斷地加深理解，進而逐漸掌握[1]。認知螺旋的建構過程及其質量水平，決定了一個人的學習水平，這是一個永遠向前伸展、連續不斷的過程，以往任何成功或不成功的學習經歷都證明了這一點[2]。“螺旋式上升”課程設計和教材編排一直被廣泛采用，國外很多版本的教材也遵循這個編寫原則[3]。

1 初中教材編排中體現的“螺旋式上升”

1.1 生物學知識的“螺旋式上升” 蘇科版初中《生物學》教材(以下簡稱“教材”)重視學科基本概念和原理的連續性，主要采用學科內綜合的編排方式，將動物、植物、人體和微生物等相關內容圍繞“生物與環境的密切關系”為知識主線構建，從“人—生物—環境”的角度突出生物與環境相互影響、相互制約、共同和諧發展的密切關系。根據教材的體系，將一些學科知識和重要概念安排在不同的學習階段，各階段的內容連續推進，環環相扣，螺旋上升。

1.1.1 知識或概念在前節中淺顯表述，在后節中詳細探討 在教材第1章第1節“生物與生物學”中，學生在小學學習的基礎上，通過對常見生命現象的觀察，能夠初步認識生物的基本特征，了解生物與非生物的根本區別，進而引出生物學的概念，使其從內容、方法和情感等多個方面對這門新課程有所了解。但由于七年級學生剛剛接觸生物學，對生物的各項基本特征所涉及的內容還沒有充分了解，在概念的理解上會有一定困難，所以教材采用圖文結合的方式，以淺顯易懂的文字描述這些特征(見教材，圖略)。而這些特征都將在后續章節中詳細展開。例如，生命的基本特征中關于“生命活動需要能量”，教材通過七年級(上)第4～7章來逐步展開。其中包括第4章：綠色植物能利用外界環境中吸收的無機物，通過光合作用制造有機物，將光能轉變為貯存在有機物中的能量，供生命活動利用；第5章：人和動物直接或間接以綠色植物為食物，從食物中獲得物質和能量；第6章：能量沿著食物鏈(網)傳遞，維持著各級生物的生命活動；第7章：食物中的能量通過呼吸作用釋放出來，被生物體利用。通過這4章層層遞進，螺旋上升，讓學生理解能量是生物圈中一切生命活動的命脈，與第1章的內容遙相呼應。

在第1章第2節“生物學的基本研究方法”中，由于七年級學生初次認識和使用顯微鏡，教材引導學生觀察已經制作好的植物永久切片。讓學生練習顯微鏡的規范使用方法，也讓他們結合小學學習的科學知識，對細胞的微觀結構有一個感性的認識，這對七年級(上)后續知識的學習很有幫助。而有關細胞的詳細內容以及生物體相似的基本結構的學習，將在七年級(下)第8～9章中展開。

1.1.2 相似概念的重復學習，為后節構建完整體系奠定基礎 例如，“生物分類”是初中生物學教學的重點之一，教材在七年級(下)第10～13章中以生物的不同生存環境為線索，對生物進行分類，從而闡述生物多樣性。將生物放在真實的環境背景中進行研究，突出生物與環境的有機整體，也體現教材中“生物與環境的密切關系”的知識主線。從環境的角度對生物進行分類，也符合學生的認識規律，有利于學生理解生物與環境相適應的主要特征。而教材第14章又引導學生運用科學的分類方法，對前面所學的生物類群進行梳理歸類。有了前面4章學習的基礎，學生能更好地理解生物分類依據的形態、結構、生理、發育和習性等方面的特征，以及生物之間的親緣關系，并運用抽象的科學思維方法對感性認識進行加工，使感性認識上升到理性認識。而生物科學分類的相關知識，也為八年級(下)第23章中有關“生物進化”概念的學習打下基礎。

“光合作用”也是初中生物學教學的重點之一，在七年級(上)第4章學生已開始了解光合作用。這一章的出發點是本章標題所體現的“綠色植物是有機物的生產者”的知識，通過探究活動引導學生了解光合作用的產物是淀粉，條件是光照，場所是葉綠體，使其基本能闡述光合作用的概念以及光合作用中物質和能量的變化。其中，有關光合作用能吸收二氧化碳和放出氧氣的知識，教材主要通過科學家研究實驗的簡介、描述性文字及信息庫中的拓展閱讀資料來幫助學生了解。而在八年級(上)第18章，學生會通過更為精確的探究實驗，驗證光合作用中吸收二氧化碳和放出氧氣，幫助學生理解光合作用在維持生物圈碳-氧平衡中的重要作用。且教材在第18章以“生態系統的穩定”為出發點，將綠色植物的光合作用、呼吸作用和蒸騰作用的相關知識結合在一起，通過理性分析，使學生對綠色植物在整個生物圈中的作用有了較為完整的認識。

1.2 科學探究技能的“螺旋式上升” 教材在內容呈現上，通常采取“問題情境——引導探究——問題解決——建構知識”的順序，將科學探究貫穿于各章節，是平行于知識主線的能力主線(圖1)。生物學課程中的科學探究是學生積極主動地獲取科學知識、領悟科學研究方法而進行的各種活動，通常包括：提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論和表達交流等環節。整套教材的探究活動編排遵循由易到難、由淺到深、由部分探究到完整探究和由讓學生側重不同的探究環節到讓學生獨立完成探究，達到探究技能“螺旋式上升”的要求。教材中特別設置了“探究技能”欄目，放在一些章節的相關活動旁邊，用精煉的語言對一些必要的探究技能(包括主要的過程技能、探究思維技能等)進行描述。這些欄目內容各冊教材中會有重復，但內涵卻不斷地提升。

圖1 蘇科版初中《生物學》教材的知識主線和能力主線

例如，教材第1章第2節在巴斯德鵝頸瓶肉湯實驗的案例分析后，引出探究的基本過程和方法。緊接著就安排“嘗試探究水溫的變化對金魚呼吸的影響”的活動，引導學生借助于巴斯德的案例，親自動手來初步體驗科學探究的過程，并在這個活動中，引導學生了解實驗的單一變量原則。在第2章第2節“探究水分對植物生存的影響”的活動中，又引導學生如何設置對照實驗。而在第19章第2節“探究種子萌發的外界條件”的活動中，同時涉及單一變量原則和對照實驗設置。并在此基礎上，引導學生控制變量，體驗無關變量如果得不到有效控制，就會影響到探究結果。因此，有關實驗中的原則和技能不僅反復出現，且內涵在豐富，難度逐漸地提升。

2 初中生物學教學中如何體現“螺旋式上升”

2.1 教師對教材螺旋式內容的恰當轉化 教材的精心設計，需要教學這一環節來進行轉化，這是一個緩慢的動態過程。由于初中生物學教師的知識結構優于學生，所以他們可以理解教材編排的螺旋性。而學生由于自身知識結構水平的局限性，相對缺乏對生物學課程的整體觀。因此，課程形成后有一個轉化、翻譯和詮釋的過程，這一重任就落到教師的肩上[2]。要使螺旋式教材內容能有效地實現，教師教學的方式就得充分地加以配合。

2.2 允許學生在不斷糾錯中螺旋式提升 初中階段的學生邏輯思維和理性思維的水平相對較低，學生個體之間在認知、情感等方面也存在差異。在生物學的學習過程中，如果想讓所有的學生都能一次性掌握，是比較困難的。特別是隨著課程難度的加深，探究活動的逐漸復雜，學生容易出現概念混亂、記憶模糊和實驗技能不規范等問題。作為教師，不僅要容許學生犯錯，還要在螺旋式課程編排中，幫助學生不斷地糾錯，使其在對概念的理解和技能的練習中不斷深入，接觸并理解到更廣泛的層面上。這樣從較低的層次開始，經過幾次重復、逐步提高，增添學生的學習熱情，并培養學生良好的探究思維和能力。

2.3 開展小組合作學習活動 學習情境的安排，引導學生主動參與學習活動，提供學生更多自行探索的機會等，都是螺旋式課程組織方式所應考慮的課題。教師在課堂教學中盡量多留一些時間給學生開展小組合作學習活動。而教師的精力是有限的，不可能對每位學生的活動情況都能進行一對一的指導。所以，要提倡學生之間互幫互助，讓小組成員在討論中分享成功或失敗的體驗，教師再加以引導，從而促進全體學生不斷地進步。