中外高中生物教学对我国高校生态学科教学的启示

杨予静 潘磊 汪正祥 李中强

[摘 要] 在我国强调生态环境建设、高校开设生态学专业的背景下，加强生态学科教学具有重要意义。生态学从生物学的一级学科中划分出来，可为生态学科教学提供启示。高中是大学教育的前期阶段和基础，在对比国内外高中生物教学模式的基础上，从培养学生的观察能力、创设教学情境、增强学生自主学习的习惯等方面对我国高校生态学科教育进行了思考。高校教师可以借鉴高中生物教学模式，多方位运用多种教学手段促进课堂教学，让生态教学更高效。

[关键词] 生态学;高校教育;教学模式;科学素养

[基金项目] 2019年度湖北大学研究生教育教学改革研究项目“翻转课堂在拔尖生态学创新人才培养模式中的应用及案例库建设”（2019-yjs009400-014536）

[作者简介] 杨予静（1988—），女，湖北武汉人，博士，湖北大学资源环境学院生态系副教授，主要从事森林生态学研究;潘 磊（1981—），男，湖北武汉人，博士，湖北大学资源环境学院生态系副教授（通信作者），主要从事生理生态学研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）38-0018-04   [收稿日期] 2020-12-24

当前，生态环境的破坏和恶化已经成为制约人类社会和经济可持续健康发展的重要因素，直接威胁着人类的生存与健康。我国生态环境的保护和综合治理工作已引起社会各界的高度重视和广泛关注。我国也多次明确指出和推进生态环境综合保护体系建设，统筹和推进包括生态文明建设在内的“五位一体”总体布局，进行山水林田湖草综合治理[1，2]。

在强调生态建设和生命共同体的背景下，我国部分高校相继开设了生态学本科专业，并有越来越多的高校和研究院所增设了生态学硕士和博士研究生培养点。但是，生态学作为一个相对年轻的学科，2011年才从生物学的一级学科中独立出来。同时，高中是大学教育的前期阶段和基础，在该阶段，生态学属于生物学的内容，对生态学基础知识的关注和强调相对不足。因此，加强我国高等院校生态学科教學，从高中生物教学方式中汲取经验，可为现阶段我国高校生态学科教学提供参考。

一、国内生物学教学方式

生物类课程贴近自然、贴近生活;因此，在条件允许的情况下，生物教师能够充分利用课堂内外的资源进行生物类课程的教学。目前，这些资源主要包括校内的基础设施资源、校外的基础设施和自然资源，以及校内外信息和技术的网络化综合课程资源等。通过现场考察、实验室的动手操作等，学生能对生物学知识和原理产生感性认识，并能在生活中领悟生物学和自然科学的奥妙，进而强化对生物类学科的学习。

此外，在课堂教学中，最常见的是使用多媒体资料。与传统教学手段相比，电脑和多媒体具有内容丰富、开放、形式多样等特点，且能在互联网上随时找到最新资源。它能调动和吸引学生多种视觉感官主动参与课堂教学活动，激发和培养学生的学习兴趣，更有可能紧密联系现代经济社会、科技发展与进步以及学生的生活，促进学生的主动参与、探究、交流和团队合作[3]，这种方式是当今教学的主流方式。近年来的教学改革和翻转课堂理念，使教学过程中的学生变为课堂的主人[4-6]。

二、国外生物学教学方式

国外的高中生物教学以英属国家的IGCSE/GCE A-level和欧美国家的IB生物学、AP生物学为代表[7]，这些课程均在相应的国家被普遍使用和重视，具有如下教学特点。

（一）重视科学史教育，揭示探究过程

在A-Level生物教科书中，每个话题内容都会有若干HSW（How science works），着重介绍科学史和现代科学家探究实验的过程，使学生在了解科技发展和科研过程的同时，学习更多有关的生物和自然知识。课本内容较多地结合具体的教学活动，精选自然科学史（特别是生物学史）中的典型实验和人物事迹作为范例，介绍与教学相关的科学家完整的科学探究过程，即发现问题、提出假说、设计实验并实施、分析实验现象、得出结论等环节。这些内容在用通俗易懂的文字深入浅出地讲述生物学史的同时，还特别配有科学家的照片及其进行科学探究过程的图解。近些年，较为流行的Crash Course也特意加入科学史和人物的介绍。这种教学方式将知识与科学的探究过程相结合，让学生从知识的获得中懂得了为什么要从事这些研究以及结论获得的全部过程。更重要的是，学生能像科学家一样探索、体悟科学思想与方法，培养科学研究精神[8]。

再如，酶在国内外的生物教学中都属于重点。在讲解酶促反应效率时，国内教学重在酶对物质消化的结果。与其不同，国外教学则侧重酶对物质消化的过程，即将淀粉酶和淀粉悬浮液放置在不同温度的水浴中混合，每隔30s依次将一滴混合液转移到点了碘液反应板的不同穴上，记录每个反应穴中液体的颜色。随后，教材给出计算反应速率的公式，并要求学生利用实验数据绘制图表，最后根据图表得出结论。由此看出，国外生物课教学让学生从感知上接受酶对食物的消化是一个持续缓慢的过程。

（二）传授科学方法，体验科学探究

科学探究思维方法的本质是基于对现象的认识和观察，利用科学假设和理论进行各种逻辑推理，最后得到科学的研究结论。然而，科学方法探究的逻辑思维过程又往往表现出某些习惯性思维的方式或途径;因此，国外的生物学教学根据这一特点，特别注意训练学生的科学方法和逻辑思维。

国外多数的生物教材或教辅在课后作业部分，往往通过引导学生创设实验性的问题情境，鼓励学生参加实验探究，强调学生自己发现问题、提出问题，先对所提出的问题进行大胆的预测或猜想，进而引导他们进行实验设计，验证自己的猜想。比如，国外的教学实践特别强调如何提高实验的可靠性（reliability）和准确性（accuracy）。在用图1所示的装置研究光照强度对植物光合作用效率的影响时，教材重在引导学生设置重复、去除异常值提高实验的可靠性;通过集气法而不是数气泡个数、测定气体中的氧气含量，来提高实验的准确性。