林 靜

(北京師范大學(xué)教育學(xué)部，北京100875)

生物學(xué)概念一直是我國中學(xué)生物學(xué)課程的重要教學(xué)內(nèi)容?！读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》要求教學(xué)“關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)”，并在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中提出了50個(gè)重要概念，引發(fā)了廣大中學(xué)生物學(xué)教師對(duì)生物學(xué)概念的重新思考。本文就當(dāng)前生物學(xué)概念應(yīng)然的教學(xué)取向以及實(shí)然的教學(xué)改進(jìn)等問題展開探討，與大家商榷在以生物科學(xué)素養(yǎng)為課程宗旨和目標(biāo)的中學(xué)生物學(xué)課堂教學(xué)中，如何發(fā)揮和提升生物學(xué)概念的教學(xué)價(jià)值和作用，發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)。

一、生物學(xué)概念的原有教學(xué)積淀

新中國成立以來，我國基礎(chǔ)教育一直沿襲赫爾巴特、凱洛夫的教育思想，注重智育，強(qiáng)調(diào)各學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能(簡稱“雙基”)的教學(xué)。經(jīng)過多年的實(shí)踐積淀，我國基礎(chǔ)教育也被國內(nèi)外賦以“雙基扎實(shí)”的特色。中學(xué)生物學(xué)教學(xué)在落實(shí)“雙基”方面，尤其注重生物學(xué)概念的教學(xué)，并結(jié)合生物學(xué)科特點(diǎn)，積淀了豐富的生物學(xué)概念的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和案例。

(一)注重直觀演示

生物科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的一門科學(xué)。生物學(xué)概念作為其知識(shí)體系的基石，既有許多概括生命現(xiàn)象的具體概念，也有許多反映生命活動(dòng)規(guī)律的抽象概念。中學(xué)生物學(xué)教學(xué)一直非常注重借助實(shí)物、掛圖、結(jié)構(gòu)模型、錄像等教學(xué)媒介以及實(shí)驗(yàn)等的演示，給予學(xué)生充分的感性認(rèn)識(shí)和直觀經(jīng)驗(yàn)，以利于學(xué)生抽象概括生物學(xué)概念的內(nèi)涵和外延，理解概念。

(二)注重歸納方法

無論是具體概念還是抽象概念，中學(xué)生物學(xué)教師都擅長給予學(xué)生一些概念的典型事例，包括正例和反例，通過“講授—演示法”引導(dǎo)學(xué)生比較這些典型事例的異同，從而歸納出概念正例的共同特征和本質(zhì)屬性，促使學(xué)生有意義地接受學(xué)習(xí)生物學(xué)概念。

(三)注重模型構(gòu)建

生命世界種類繁多，奧妙無窮。為幫助學(xué)生理解某一具體概念，中學(xué)生物學(xué)教科書往往會(huì)選擇一個(gè)典型事例作為概念的原型讓學(xué)生加以重點(diǎn)學(xué)習(xí)，例如以桃花為花的原型、家鴿為鳥的原型等等，從而幫助學(xué)生建立該概念的一個(gè)具體模型以更好地理解和運(yùn)用概念辨別相關(guān)事物。而對(duì)于一些抽象概念，例如有絲分裂和減數(shù)分裂、光合作用和呼吸作用，教科書往往運(yùn)用圖解幫助學(xué)生具象地構(gòu)建這類概念的模型，從而幫助學(xué)生形象地理解、記憶和解釋概念，以利于概念的遷移運(yùn)用。

二、生物學(xué)概念的當(dāng)今教學(xué)涵義

當(dāng)然，我國中學(xué)生物學(xué)在概念的教學(xué)方面也存在諸多問題，例如停留于生物學(xué)事實(shí)和現(xiàn)象的教學(xué)而忽略對(duì)這些事實(shí)和現(xiàn)象的抽象與概括，致使學(xué)生難以建構(gòu)概念的意義;概念與概念之間的教學(xué)缺乏邏輯聯(lián)系，致使學(xué)生難以獲得對(duì)生物學(xué)知識(shí)體系的整體認(rèn)識(shí)，等等。但是，2011年版的初中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出“關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)”，其旨意并不單單是為了改進(jìn)以往生物學(xué)概念的教與學(xué)之中的不足。從當(dāng)前人們對(duì)人類學(xué)習(xí)規(guī)律的探索發(fā)現(xiàn)、對(duì)知識(shí)本質(zhì)的理解轉(zhuǎn)變的角度來審視生物學(xué)概念的教學(xué)價(jià)值，可知生物學(xué)概念的教學(xué)已不只關(guān)乎生物學(xué)知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成與否，它更是發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力、生物學(xué)科思想和情感態(tài)度價(jià)值觀等生物科學(xué)素養(yǎng)的途徑和方式。

(一)發(fā)展學(xué)生高層次思維能力

概念是人腦反映客觀事物本質(zhì)特性的思維形式。［1］(P378)基于學(xué)習(xí)的認(rèn)知主義觀點(diǎn)，國內(nèi)外許多學(xué)者從思維的層面研究學(xué)生概念的形成與發(fā)展，其中有著名的美國學(xué)者L．Bouthilet于1948年提出的假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，是一種運(yùn)用關(guān)鍵詞測試概念形成過程的方法。該模型認(rèn)為，在概念形成過程中，學(xué)習(xí)者是作為一個(gè)問題的積極解決者出現(xiàn)的，概念形成就是通過發(fā)現(xiàn)屬性、發(fā)現(xiàn)屬性結(jié)合的規(guī)則、提出假設(shè)和檢驗(yàn)假設(shè)等階段來整合信息的。我國學(xué)者楊治良運(yùn)用該模型也揭示出在概念形成過程中，問題解決是積極的，死記硬背是消極的。［2］陸建身等人運(yùn)用該模型分析了基于問題解決的科學(xué)探究比講授法更有利于概念的形成。［3］

由此可知，由于概念形成過程中對(duì)學(xué)習(xí)者思維的高層次需求，中學(xué)生物學(xué)課堂不僅應(yīng)該重視生物學(xué)概念的教學(xué)，還要把生物學(xué)概念作為發(fā)展學(xué)生高層次思維能力的優(yōu)質(zhì)載體，通過科學(xué)探究等問題解決的方式促進(jìn)學(xué)生知識(shí)和能力的提升。

(二)提升學(xué)生學(xué)習(xí)遷移能力

在對(duì)人是如何學(xué)習(xí)的研究過程中，有研究發(fā)現(xiàn)專家與新手的差異不僅僅表現(xiàn)在一般能力(如記憶力或智力)上，也不是一般策略應(yīng)用的差別，還有知識(shí)的組織方式。專家比新手更善于學(xué)習(xí)和解決問題，主要是專家的知識(shí)不單純是對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的事實(shí)和公式的羅列，相反它是圍繞核心概念或“大觀點(diǎn)”(big ideas)組織的，并且是“條件化的”(Simon，1980;Glaser，1992)——它包括對(duì)有用的情景的具體要求。這些概念和大觀點(diǎn)引導(dǎo)他們?nèi)ニ伎甲约旱念I(lǐng)域，因此專家能熟練提取與具體任務(wù)相關(guān)的知識(shí)解決問題或完成新學(xué)習(xí)。［4］(P33～43)

專家與新手的比較研究顯示，高質(zhì)量的中學(xué)生物學(xué)課堂教學(xué)不僅要以生物學(xué)概念組織相關(guān)生物學(xué)事實(shí)和現(xiàn)象，還要注意概念之間的層級(jí)結(jié)構(gòu)，以核心概念或大觀點(diǎn)統(tǒng)整教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生建構(gòu)有邏輯的生物學(xué)知識(shí)體系，以促使學(xué)生發(fā)展為“專家”而不是“新手”，提高學(xué)習(xí)和遷移運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)的能力。

(三)發(fā)展學(xué)生元認(rèn)知策略

概念是對(duì)同一類事物本質(zhì)屬性的抽象和概括。學(xué)生要獲得概念，就要理解概念的內(nèi)涵和外延，以概念組織自己的思維表達(dá)和知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此，學(xué)生學(xué)習(xí)概念絕不能只知道或只記憶相關(guān)術(shù)語，而是要成功建構(gòu)概念的意義，要將概念的內(nèi)涵和外延與自己的已知建立實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。這樣的學(xué)習(xí)需要學(xué)生元認(rèn)知的調(diào)控。

元認(rèn)知是學(xué)習(xí)者對(duì)自身認(rèn)知活動(dòng)的自我意識(shí)和自我調(diào)節(jié)。在概念學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要發(fā)展和提升計(jì)劃、監(jiān)控和調(diào)節(jié)等元認(rèn)知策略，以意識(shí)自己是否正確抽象了概念的本質(zhì)屬性，是否準(zhǔn)確概括了概念的外延，從而校正和調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，作出補(bǔ)救措施以有效地獲得概念。在生物學(xué)概念的教學(xué)中，學(xué)生若能在元認(rèn)知策略上得到鍛煉和發(fā)展，則不僅能提升學(xué)習(xí)的有效性，更能發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，對(duì)于學(xué)生的一生發(fā)展至關(guān)重要。

(四)提升學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)

關(guān)注概念的教學(xué)，提升概念的教學(xué)質(zhì)量，不僅僅是本輪基礎(chǔ)教育改革對(duì)知識(shí)教學(xué)的要求，還是對(duì)學(xué)校教育的反思結(jié)果。

人類在近幾十年創(chuàng)造的知識(shí)是之前幾千年的總和。當(dāng)前新的科技知識(shí)大約每兩年就會(huì)增加一倍，這就意味著一個(gè)人所學(xué)的知識(shí)兩年之后就會(huì)“過時(shí)”?？茖W(xué)家認(rèn)為，再過三四十年，一臺(tái)電腦的運(yùn)算能力就會(huì)超越全人類的大腦運(yùn)算能力總和。知識(shí)的快速更新，使得人們對(duì)知識(shí)本質(zhì)的定位由確定性轉(zhuǎn)為不確定性，認(rèn)為知識(shí)并非是對(duì)客觀世界的準(zhǔn)確表征，它只是一種解釋、一種假設(shè)，會(huì)隨著人類的進(jìn)步給以不斷的修正或者否定，從而不斷地逼近真實(shí)。

那么，教育應(yīng)該教給學(xué)生什么才是最有價(jià)值的。美國前教育部長 Richard Riley指出:“我們必須教導(dǎo)現(xiàn)在的學(xué)生畢業(yè)后投入目前還不存在的工作，使用現(xiàn)在還沒發(fā)明的科技，解決我們從未想象過的問題。”因此，當(dāng)前有效的中學(xué)生物學(xué)教學(xué)絕對(duì)不應(yīng)是僅僅教給學(xué)生一些生物學(xué)知識(shí)，更為關(guān)鍵的是要“授之以漁”，發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)，提升學(xué)生運(yùn)用和創(chuàng)造知識(shí)、解決問題的能力。

因此，“少而精”的生物學(xué)概念既是學(xué)生搭建生物學(xué)知識(shí)體系的基石，也是發(fā)展學(xué)生思維能力、終身學(xué)習(xí)能力等等人的發(fā)展所需素質(zhì)的優(yōu)質(zhì)載體，在促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度價(jià)值觀等生物科學(xué)素養(yǎng)全面發(fā)展方面有著獨(dú)特的教育價(jià)值。

三、生物學(xué)概念的當(dāng)前教學(xué)建議

(一)整合科學(xué)探究的教與學(xué)

廣大中學(xué)生物學(xué)教師擅長的“講授—演示法”確實(shí)能有利于學(xué)生快速地理解生物學(xué)概念，但是，若要將生物學(xué)概念作為發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的載體，而不僅僅是知識(shí)的獲得，則需要有效地運(yùn)用科學(xué)探究的教與學(xué)，以提供學(xué)生發(fā)展能力、提升生物科學(xué)素養(yǎng)的機(jī)會(huì)。

科學(xué)探究在本質(zhì)上是對(duì)科學(xué)問題作出有證據(jù)的合理解釋的一類活動(dòng)。學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)一定是有問題驅(qū)動(dòng)的，目的是找出對(duì)該問題的有證據(jù)的解釋。學(xué)生在科學(xué)探究中，思維上的不斷探索是關(guān)鍵的，而不是外在的活動(dòng)方式，證據(jù)既可以通過動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)來獲取，也可以通過對(duì)一些文獻(xiàn)資料的整理分析而獲得。

科學(xué)探究活動(dòng)需要時(shí)間，中學(xué)生物學(xué)課堂可結(jié)合概念的具體屬性、可供利用的教學(xué)資源，讓學(xué)生開展提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析整理信息推出結(jié)論等等各類片段的探究活動(dòng)。例如，在初中光合作用的教學(xué)中，教師可以沿著人類對(duì)光合作用的探索歷程，提出探究光合作用的問題串，借助亞里士多德的經(jīng)驗(yàn)推測、海爾蒙特、普里斯特利以及薩克斯等人的實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生變量控制的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，同時(shí)促使學(xué)生體會(huì)質(zhì)疑、批判以及求證等科學(xué)精神;而在高中光合作用的教學(xué)中，可借助恩格爾曼實(shí)驗(yàn)、魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)等素材，著重培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推出結(jié)論的能力，同時(shí)促使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)在科學(xué)研究中的重要性。

(二)整合信息技術(shù)的有效運(yùn)用

具備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化等應(yīng)用特點(diǎn)的信息技術(shù)，對(duì)人類的影響是全方位的，不僅僅在于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等方面，還包括對(duì)教育的影響。信息技術(shù)進(jìn)入中學(xué)生物學(xué)課堂，其作用絕不在于取代掛圖、實(shí)物、模型等各類直觀教具，而是能為學(xué)生高效地營造開放、共享、交互、協(xié)作的學(xué)習(xí)情境，促進(jìn)學(xué)生有效構(gòu)建概念的意義，提升生物科學(xué)素養(yǎng)。

在課堂的開放性上，信息技術(shù)能打破時(shí)空界限，為學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)概念創(chuàng)設(shè)逼真的、問題豐富的學(xué)習(xí)情境，引發(fā)學(xué)生高層次思維活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生深度理解學(xué)習(xí)。例如，運(yùn)用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)生物進(jìn)化虛擬博物館，讓學(xué)生觀察比較不同地質(zhì)年代地球生物的特征，從而抽象概括生物進(jìn)化特點(diǎn)。

在學(xué)習(xí)的共享、交互與協(xié)作等方面，信息技術(shù)首先能為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。例如，在具體問題情境的創(chuàng)設(shè)過程中，在程序上設(shè)置一些環(huán)節(jié)，要求學(xué)生回答對(duì)這些問題的思考，這不僅促使學(xué)生的思維投入學(xué)習(xí)之中，而且這些學(xué)習(xí)過程中的思考痕跡也是學(xué)生自我監(jiān)控學(xué)習(xí)、自我意識(shí)和自我評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過程的依據(jù)，是與其他學(xué)生相互交流討論、“社會(huì)協(xié)商”以達(dá)成概念建構(gòu)的材料。其次，通過人—機(jī)交互、機(jī)—機(jī)交互，信息技術(shù)能為學(xué)生打造一個(gè)平等、民主的“學(xué)習(xí)共同體”，學(xué)生以及師生之間可以通過相互訪問、相互評(píng)價(jià)開展交互與協(xié)作，也可以采用網(wǎng)絡(luò)主題研討的方式進(jìn)行協(xié)商，以深入溝通概念的意義以及概念學(xué)習(xí)過程中的各種收獲。

(三)將評(píng)價(jià)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)

要促使學(xué)生在生物學(xué)概念學(xué)習(xí)的過程中投入高層次思維，則需要將評(píng)價(jià)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)嵌入教學(xué)之中，以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生概念的建構(gòu)。

在具體概念的學(xué)習(xí)中，可以將容易混淆學(xué)生理解概念內(nèi)涵的反例作為學(xué)生自我評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)有效性的素材。例如，初中生在學(xué)習(xí)鳥的主要特征時(shí)，可以讓學(xué)生觀察昆蟲和蝙蝠的形態(tài)特征和生活習(xí)性，讓學(xué)生判斷這兩類動(dòng)物是否是鳥類，并說明理由。在抽象概念的學(xué)習(xí)中，可以將容易導(dǎo)致學(xué)生理解歧義的現(xiàn)象或活動(dòng)作為抽象概念的反例，供學(xué)生反思、校正自己的理解。例如，學(xué)生學(xué)習(xí)減數(shù)分裂時(shí)，讓學(xué)生運(yùn)用橡皮泥制作的染色單體模擬有絲分裂和減數(shù)分裂的過程，讓學(xué)生相互交流評(píng)價(jià)其模擬活動(dòng)，從而使學(xué)生明白減數(shù)分裂與有絲分裂的異同以及減數(shù)分裂的本質(zhì)與意義。

將評(píng)價(jià)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，不僅促使學(xué)生在相互交流評(píng)價(jià)之中觀察和吸收其他學(xué)生的學(xué)習(xí)收獲，還能提升學(xué)生自我反思能力和元認(rèn)知策略，鍛煉學(xué)生質(zhì)疑、批判、解釋、抉擇等各種思維活動(dòng)，達(dá)成概念的深度理解，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展。

［1］林崇德，楊治良，黃希庭．心理學(xué)大辭典［M］．上海:上海教育出版社，2003．

［2］楊治良．概念形成過程的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究——兼談死記硬背在概念形成中的消極作用［J］．心理科學(xué)通訊，1985(5)．

［3］姚寶駿，陸建身，黃宇宏．教學(xué)條件下中學(xué)生物學(xué)概念形成的實(shí)驗(yàn)研究［J］．心理科學(xué)，2009，32(3)．

［4］約翰·D·布蘭思特，安·L·布朗，羅德尼·R·科金著，程可拉等譯．人是如何學(xué)習(xí)的——大腦、心理、經(jīng)驗(yàn)及學(xué)校［M］．上海:華東師范大學(xué)出版社，2002．