中外高中生物教學(xué)對我國高校生態(tài)學(xué)科教學(xué)的啟示

楊予靜 潘磊 汪正祥 李中強(qiáng)

[摘 要] 在我國強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境建設(shè)、高校開設(shè)生態(tài)學(xué)專業(yè)的背景下，加強(qiáng)生態(tài)學(xué)科教學(xué)具有重要意義。生態(tài)學(xué)從生物學(xué)的一級學(xué)科中劃分出來，可為生態(tài)學(xué)科教學(xué)提供啟示。高中是大學(xué)教育的前期階段和基礎(chǔ)，在對比國內(nèi)外高中生物教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，從培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣等方面對我國高校生態(tài)學(xué)科教育進(jìn)行了思考。高校教師可以借鑒高中生物教學(xué)模式，多方位運(yùn)用多種教學(xué)手段促進(jìn)課堂教學(xué)，讓生態(tài)教學(xué)更高效。

[關(guān)鍵詞] 生態(tài)學(xué);高校教育;教學(xué)模式;科學(xué)素養(yǎng)

[基金項(xiàng)目] 2019年度湖北大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“翻轉(zhuǎn)課堂在拔尖生態(tài)學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式中的應(yīng)用及案例庫建設(shè)”（2019-yjs009400-014536）

[作者簡介] 楊予靜（1988—），女，湖北武漢人，博士，湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院生態(tài)系副教授，主要從事森林生態(tài)學(xué)研究;潘 磊（1981—），男，湖北武漢人，博士，湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院生態(tài)系副教授（通信作者），主要從事生理生態(tài)學(xué)研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）38-0018-04? ?[收稿日期] 2020-12-24

當(dāng)前，生態(tài)環(huán)境的破壞和惡化已經(jīng)成為制約人類社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展的重要因素，直接威脅著人類的生存與健康。我國生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和綜合治理工作已引起社會各界的高度重視和廣泛關(guān)注。我國也多次明確指出和推進(jìn)生態(tài)環(huán)境綜合保護(hù)體系建設(shè)，統(tǒng)籌和推進(jìn)包括生態(tài)文明建設(shè)在內(nèi)的“五位一體”總體布局，進(jìn)行山水林田湖草綜合治理[1，2]。

在強(qiáng)調(diào)生態(tài)建設(shè)和生命共同體的背景下，我國部分高校相繼開設(shè)了生態(tài)學(xué)本科專業(yè)，并有越來越多的高校和研究院所增設(shè)了生態(tài)學(xué)碩士和博士研究生培養(yǎng)點(diǎn)。但是，生態(tài)學(xué)作為一個相對年輕的學(xué)科，2011年才從生物學(xué)的一級學(xué)科中獨(dú)立出來。同時，高中是大學(xué)教育的前期階段和基礎(chǔ)，在該階段，生態(tài)學(xué)屬于生物學(xué)的內(nèi)容，對生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識的關(guān)注和強(qiáng)調(diào)相對不足。因此，加強(qiáng)我國高等院校生態(tài)學(xué)科教學(xué)，從高中生物教學(xué)方式中汲取經(jīng)驗(yàn)，可為現(xiàn)階段我國高校生態(tài)學(xué)科教學(xué)提供參考。

一、國內(nèi)生物學(xué)教學(xué)方式

生物類課程貼近自然、貼近生活;因此，在條件允許的情況下，生物教師能夠充分利用課堂內(nèi)外的資源進(jìn)行生物類課程的教學(xué)。目前，這些資源主要包括校內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施資源、校外的基礎(chǔ)設(shè)施和自然資源，以及校內(nèi)外信息和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化綜合課程資源等。通過現(xiàn)場考察、實(shí)驗(yàn)室的動手操作等，學(xué)生能對生物學(xué)知識和原理產(chǎn)生感性認(rèn)識，并能在生活中領(lǐng)悟生物學(xué)和自然科學(xué)的奧妙，進(jìn)而強(qiáng)化對生物類學(xué)科的學(xué)習(xí)。

此外，在課堂教學(xué)中，最常見的是使用多媒體資料。與傳統(tǒng)教學(xué)手段相比，電腦和多媒體具有內(nèi)容豐富、開放、形式多樣等特點(diǎn)，且能在互聯(lián)網(wǎng)上隨時找到最新資源。它能調(diào)動和吸引學(xué)生多種視覺感官主動參與課堂教學(xué)活動，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有可能緊密聯(lián)系現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會、科技發(fā)展與進(jìn)步以及學(xué)生的生活，促進(jìn)學(xué)生的主動參與、探究、交流和團(tuán)隊(duì)合作[3]，這種方式是當(dāng)今教學(xué)的主流方式。近年來的教學(xué)改革和翻轉(zhuǎn)課堂理念，使教學(xué)過程中的學(xué)生變?yōu)檎n堂的主人[4-6]。

二、國外生物學(xué)教學(xué)方式

國外的高中生物教學(xué)以英屬國家的IGCSE/GCE A-level和歐美國家的IB生物學(xué)、AP生物學(xué)為代表[7]，這些課程均在相應(yīng)的國家被普遍使用和重視，具有如下教學(xué)特點(diǎn)。

（一）重視科學(xué)史教育，揭示探究過程

在A-Level生物教科書中，每個話題內(nèi)容都會有若干HSW（How science works），著重介紹科學(xué)史和現(xiàn)代科學(xué)家探究實(shí)驗(yàn)的過程，使學(xué)生在了解科技發(fā)展和科研過程的同時，學(xué)習(xí)更多有關(guān)的生物和自然知識。課本內(nèi)容較多地結(jié)合具體的教學(xué)活動，精選自然科學(xué)史（特別是生物學(xué)史）中的典型實(shí)驗(yàn)和人物事跡作為范例，介紹與教學(xué)相關(guān)的科學(xué)家完整的科學(xué)探究過程，即發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出結(jié)論等環(huán)節(jié)。這些內(nèi)容在用通俗易懂的文字深入淺出地講述生物學(xué)史的同時，還特別配有科學(xué)家的照片及其進(jìn)行科學(xué)探究過程的圖解。近些年，較為流行的Crash Course也特意加入科學(xué)史和人物的介紹。這種教學(xué)方式將知識與科學(xué)的探究過程相結(jié)合，讓學(xué)生從知識的獲得中懂得了為什么要從事這些研究以及結(jié)論獲得的全部過程。更重要的是，學(xué)生能像科學(xué)家一樣探索、體悟科學(xué)思想與方法，培養(yǎng)科學(xué)研究精神[8]。

再如，酶在國內(nèi)外的生物教學(xué)中都屬于重點(diǎn)。在講解酶促反應(yīng)效率時，國內(nèi)教學(xué)重在酶對物質(zhì)消化的結(jié)果。與其不同，國外教學(xué)則側(cè)重酶對物質(zhì)消化的過程，即將淀粉酶和淀粉懸浮液放置在不同溫度的水浴中混合，每隔30s依次將一滴混合液轉(zhuǎn)移到點(diǎn)了碘液反應(yīng)板的不同穴上，記錄每個反應(yīng)穴中液體的顏色。隨后，教材給出計(jì)算反應(yīng)速率的公式，并要求學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖表，最后根據(jù)圖表得出結(jié)論。由此看出，國外生物課教學(xué)讓學(xué)生從感知上接受酶對食物的消化是一個持續(xù)緩慢的過程。

（二）傳授科學(xué)方法，體驗(yàn)科學(xué)探究

科學(xué)探究思維方法的本質(zhì)是基于對現(xiàn)象的認(rèn)識和觀察，利用科學(xué)假設(shè)和理論進(jìn)行各種邏輯推理，最后得到科學(xué)的研究結(jié)論。然而，科學(xué)方法探究的邏輯思維過程又往往表現(xiàn)出某些習(xí)慣性思維的方式或途徑;因此，國外的生物學(xué)教學(xué)根據(jù)這一特點(diǎn)，特別注意訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法和邏輯思維。

國外多數(shù)的生物教材或教輔在課后作業(yè)部分，往往通過引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)性的問題情境，鼓勵學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，先對所提出的問題進(jìn)行大膽的預(yù)測或猜想，進(jìn)而引導(dǎo)他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證自己的猜想。比如，國外的教學(xué)實(shí)踐特別強(qiáng)調(diào)如何提高實(shí)驗(yàn)的可靠性（reliability）和準(zhǔn)確性（accuracy）。在用圖1所示的裝置研究光照強(qiáng)度對植物光合作用效率的影響時，教材重在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置重復(fù)、去除異常值提高實(shí)驗(yàn)的可靠性;通過集氣法而不是數(shù)氣泡個數(shù)、測定氣體中的氧氣含量，來提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。