生物學學科思想的內涵、育人價值及其對教學的觀照

王姍歡 崔鴻 張秀紅

基金項目：武漢市教育科學規劃第六批教師個人課題“高中生物學單元整體教學中的境脈設計及實踐研究”（編號：2022G414）。

摘? 要? 從指向對生命的理解和對生物學的理解出發，生物學學科思想的內涵包括生命觀念和生物學本質兩個方面。生物學學科思想是生物學知識的內核，蘊含著豐富的學科育人價值，主要表現在以下三個方面：一是回歸主體的生命性，認識人的自然本質；二是關注主體的系統性，揭示人的社會本質；三是審視生物學的演進，發展人的精神本質。生物學學科思想觀照下教學的回應體現為：開展單元教學，促進學生對大概念的理解；引入科學史，助力學生形成科學世界觀；創新實踐活動，發展學生學科核心素養。

關鍵詞? 生物學學科思想；教學；觀照

中圖分類號? G633.91

文獻標識碼? A

文章編號? 2095-5995（2023）06-0072-03

生命科學經歷長期的發展和研究過程，逐漸形成了自身的知識體系和方法體系，并在此基礎上形成了哲學層次上的學科思想。

一、生物學學科思想的內涵

一方面，生物學學科思想應指向對生命的理解。生物學家恩斯特·邁爾認為，生物學的基本任務是研究生命系統的結構、功能，生命的過去、現在和未來。[1]美國國家科學院研究理事會提出，21世紀新生物學依賴于從各個學科整合而來的知識，以促進對生命系統的理解。[2]由此可以看出，生物學學科思想的核心指向是理解生命，回答生命“是什么”、“怎么樣”和“為什么”等基本問題，這一點與生物學學科核心素養中的“生命觀念”一致。生物學學科思想最核心的是進化思想和生態學思想。其中，人類是大自然演化的產物，同其他生物一樣是自然界中的一員，而不是凌駕于其他物種之上的主宰。除了進化思想和生態學思想之外，生物學中還有系統觀、穩態與平衡觀等思想體系。

另一方面，生物學學科思想還應指向對生物學的理解。第一，生物學本質上是一門自然科學，具有自然科學的屬性。生物學知識體系（包括概念、原理等）是相對穩定的、可證偽的和重新建構的。生物學也是一種探究的過程，并在探究過程中形成了科學研究特有的思維方式。第二，生物學還具有不同于其他自然科學的特點。由于生物學的研究對象是復雜而多樣的生命系統，不能用簡單的線性思維去研究。這就要求學習者能對生命現象作多因素、多角度的分析。此外，由于人類是生物學的研究對象之一，因而生物技術的發展和運用往往會給社會帶來一系列倫理和道德問題，如何避免這類問題的出現是研究者們要特別注意的。

總之，生物學學科思想指向對生命的理解和對生物學的理解，其內涵包括生命觀念和生物學本質兩個方面，這兩個方面并不是完全割裂的，而是相互補充和聯系，共同建構了生物學學科的靈魂。

二、生物學學科思想的育人價值

（一）回歸主體的生命性，認識人的自然本質

人同其他生物一樣，是受遺傳程序控制的，必定會經歷生長、發育、衰老直至死亡的生理過程。例如，進化思想的重要育人價值體現在對人的生物屬性的認識上。幾乎每個兒童從建立自我意識開始，都會問到“我是從哪里來的？”直到學習有關“生物的生殖、發育與遺傳”的生物學內容時，他們才認識到自己能來到世界上非常不容易。一個精子從幾億個精子中脫穎而出，跨越重重障礙，最后與卵細胞相遇并融合，二者形成受精卵。隨后受精卵開始分裂、分化，植入母親的子宮內，生活280天左右。在這個過程中，胎兒通過胎盤、臍帶從母體獲取營養，繼續發育直至成熟。最終，新的生命便在母親的痛苦和欣喜中誕生，這是自然選擇的結果。

（二）關注主體的系統性，揭示人的社會本質

眾所周知，馬克思主義十分強調人的本質的社會性。關于人的社會本質，教師可以引導學生從系統觀視角出發來理解。生命系統具有群體性。人們因為血緣關系和社會分工不同而結成不同的社會關系，參與社會生活，共同解決人的生存和發展問題。

所以，在中學生物學教學中，教師需加強學生的社會認知與社會理解，即認識到科學、技術、社會（STS）的相互影響，至少應認識到科學與技術的發展在給人類的生產生活帶來便利的同時，也要防止因個人功利主義而造成的科學技術災難或違背倫理問題。更為重要的是，對于人的社會本質的揭示應轉化為社會參與或社會行動。為此，應把整個人類社會看作一個“大系統”，每個人是處于社會系統中的一個要素，雖然每個人能作出的社會貢獻是有限的，但由于“整體大于部分之和”，故所有人加起來的社會貢獻總和將是無限的。

（三）審視生物學的演進，發展人的精神本質

亞里士多德指出，具有“理性靈魂”是人不同于動物的特點，即人的本質除了具備其自然屬性和社會屬性外，還包含精神本質。人的精神本質主要表現為人的理性，如求真精神。通過審視生物學的演進歷程，可以發展人的精神本質。

自然科學的知識體系是人類在一定歷史階段對自然界的認識，具有相對正確性。具有自然科學屬性的生物學亦如此。隨著人類實踐活動的深入，前人認識的成果有可能會遭到質疑甚至被推翻，從而推動科學不斷向前發展。

例如，羅伯特森根據電鏡觀察結果把細胞膜描述為靜態的統一結構，遭到科學家的質疑，最后根據人鼠細胞融合實驗等實驗證據得出“細胞膜具有流動性”，無疑體現了人類求真的精神本質。

三、生物學學科思想對教學的觀照

（一）開展單元教學，促進學生對大概念的理解

《普通高中生物學課程標準》（2017年版2020年修訂）（以下簡稱《新課標》）提出高中生物學課程的基本理念包括“內容聚焦大概念”[3]。對于“大概念”的理解，需注意以下幾點：首先，大概念是一個上層綜合概念，居于學科的核心；其次，大概念的“大”未必表明內容廣泛，大概念可以是一個學科的大觀念，也可以是一個學科單元的大觀念；最后，大概念是抽象的，其習得是緩慢的，是逐漸深化的過程。[4]教師可以從聚焦大概念的視角出發，進行單元教學設計，將大概念蘊含的學科思想凸顯出來。

現以“概念2? 細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”中抽取的主題“細胞通過分裂實現增殖”為例，說明單元教學設計的流程。首先，從生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任等維度確定4個學習目標；其次，為達成每一個學習目標，設計針對性的核心問題；接著，為解決這些核心問題，設計相應的學習活動；最后，進行學習評價。如圖1所示，“學習目標1”的表述為“從生命發生、發展、延續和消亡視角，描述細胞通過不同方式進行增殖，闡明有絲分裂的意義”，那么針對“學習目標1”的“核心問題1”就可以設計為“細胞有哪些不同的增殖方式呢？其中有絲分裂的意義何在？”為解決“核心問題1”，教師可將“學習活動1”設計為“以人體、蛙為例，討論細胞增殖的方式；分析人體細胞染色體數目的恒定機制及意義”，最后引導學生通過“記錄回答問題的表現”進行自評與互評等。其他學習目標的達成也依照上述思路進行設計，詳見圖1。總之，教師可以遵循如下思路“剖析大概念→設計單元學習主題→制訂學習目標→提出核心問題→設計學習活動→評價學習活動”進行單元教學設計；反過來，學生通過參與活動，親歷動腦、動手的體驗與探究過程，完成對核心問題的解決，促進學科思想的顯現，最后深化對大概念的理解。

（二）引入科學史，助力學生形成科學世界觀

《新課標》中提到“科學會受到社會和文化的影響”。歷史上的科學曾隸屬于哲學范疇，每一時期的科學都受到當時哲學的影響，同時又以自己的成就影響哲學，影響著人類對世界的根本看法[5]。可見，科學史的挖掘對學生形成科學的世界觀具有重要作用。

例如，在講授“光合作用的探究歷程”時，教師需補充亞里士多德的貢獻。早在公元前3世紀，他就提出植物生長所需的營養全部來自土壤中的“土壤汁”。他的觀點源自他的觀察和類比推理，只不過他的觀察不徹底，甚至看到了“假象”。此時，教師啟發學生認識到經類比推理得出的觀點不一定正確，并繼續追問：如何證明亞里士多德的觀點是錯誤的呢？學生立即就能回答出用實驗的方法，那么就自然引出比利時科學家海爾蒙特的“柳樹栽培實驗”。他通過歷時5年的澆水實驗證明植物生長依賴于水，這個結論影響了人們對植物生長的認識長達一個世紀，但他沒注意到空氣的作用。

直到100多年后，英國科學家普利斯特利通過實驗證實，植物可以更新因蠟燭燃燒、小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。1779年，荷蘭科學家英格豪斯重復500多次普利斯特利的實驗，結果才發現普利斯特利的實驗只有在光下才能成功，只有綠葉才能更新污濁的空氣。“植物為何能起到更新空氣的作用？”對這一問題的解決又經過了科學家們漫長的探索?？梢哉f，生物學史實際上是不同歷史時期的科學家之間進行“對話”的思想發展史。學習生物科學史能幫助學生“重走”科學家探索生物世界的道路，逐漸形成科學的世界觀。

（三）創新實踐活動，發展學生學科核心素養

《新課標》明確提出“教學過程重實踐”，這就要求教師高度關注學生學習過程中的實踐經歷。這里所提出的“實踐”包含實驗活動、模型制作等課堂實踐和社會實踐。在社會實踐方面，教師可以精心設計學習主題，開展研學旅行等活動。比如，武漢某中學生物學教師提出“踐行生態文明”的學習主題，引導學生搜集關于武漢市青山區工業發展的歷史資料。接著，學生通過開展訪談、研學旅行等活動，走進青山區戴家湖公園，了解戴家湖公園由粉煤灰堆場化身為城市“綠肺”的方式、過程、意義，能深刻體會到“海綿城市”工程的科學魅力。通過開展這樣的研學活動，學生會發現青山區的生態環境日益改善，正從工業文明向生態文明轉變。而這一轉變可以用生態學思想進行解釋，而學生也能自覺地運用生態學思想指導自身的生態文明行動。無疑，這樣的社會實踐活動將有效促進學生生物學學科核心素養的提升。

綜上所述，對學生的成長而言，學科知識是“思想之種”，教學活動則是“土壤”和“發育過程”。那么，挖掘生物學知識所凝結的思想要素，通過轉化促進知識的精神發育，將生動地詮釋人的本質屬性。因此，教師要領會這種觀照并對其作出積極而正確的回應，在遵循生物學學科思想的統攝性和包容性原則的基礎上精心備課，聚焦大概念，精選科學史，重視實踐活動，創造性地將教學的時間、空間進行有效的組織，使“思想之種”在學生心中生根發芽，切實發展學生的核心素養。

（王姍歡，華中師范大學生命科學學院 武漢經濟技術開發區第一中學，武漢 430056；崔鴻 張秀紅，華中師范大學生命科學學院，武漢 430079）

參考文獻：

[1]邁爾.生物學思想發展的歷史[M].涂長晟，等，譯.成都：四川教育出版社，2010：45-55.

[2]美國國家科學院研究理事會.二十一世紀新生物學[M].王菊芳，譯.北京：科學出版社，2015：14-15.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2018：2.

[4]盛慧曉.大觀念與基于大觀念的課程建構[J].當代教育科學，2015（18）：27-31.

[5]蔡鐵權，陳麗華.當代科學本質觀的文化趨向與科學教育改革[J].全球教育展望，2010（7）：83-88.

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