因应生命科学进展的 中学生物学课程实施方略探讨

马香华 王林玲

[摘要] 当今生命科学的研究进展表现在后疫情时代的新冠病毒防治、为人类健康福祉而研究、采取多元化研究手段融合、生物技术应用问题频现、生命规律发展的不确定性等多个方面。研究建议：在未来的中学生物学课程实施中，应当加强生命安全与健康内容的渗透、健康生活与绿色生态的教学情境应用、跨学科实践的落实、SSI课程与教学的关注，以及生物学学科思想的深入等。

[关键词] 中学生物学;课程实施;生物技术;SSI课程;跨学科实践

任何学科教育学的发展必然离不开学科研究的进展，如生物学教育是在生命科学日新月异、方兴未艾的发展基础上，加之社会人才培养的需求，结合教育学、心理学等基本原理与学习科学的最新研究成果，不断进步发展而来。正如泰勒在《课程与教学的基本原理》一书中所强调“课程目标来源的学科逻辑重要性”，生物学课程的实施必须要参照生命科学的相关进展做出方法或策略上的调整。近年来，青蒿素的发现问鼎诺贝尔奖、基因编辑技术发明与应用、新冠病毒带来的疫情及其防治等生命科学事件离我们的生活越来越近，生物学课程也随着新课标、新教材与新高考的实施逐步转向。那么，因应生命科学的相关进展，我们中学生物学课程实施应该向何处去、又如何去就成为一个热门话题。正因如此，研究者从近年来生命科学发展的热点新闻与科学事件出发，以此透视当今生命科学进展下中学生物学课程实施的应然行进方向，并探讨说明实施的相关方略。

一、后疫情时代下的生命安全与健康教育渗透

2019年年底，突如其来的新冠疫情打乱了人们正常的生产生活。[1]为了克服疫情对社会政治、经济与文化造成的影响，恢复并保障全民的生活状态，全世界众多生命科学的研究者均投入到了新冠病毒的研究中。一时间，定量PCR进行的核酸检测、多途径的疫苗开发，以及病毒结构解析与位点变异等研究名词不断涌现，中学生物学教育中对于各类疫情防治手段，及其背后原理的考查也更为深入。除此之外，在疫情影响下学生受伪科学新闻等方面的影响，致使自身防护不当、心态焦虑等情况频发。相较于疫情防治研究知识的讲授，在中学生物学课程实施中进行疫情防控的科普势在必行，学生生命安全与健康教育的落实显得尤为重要。教育部近期发布了《生命安全与健康教育进中小学课程教材指南》，其中承担学科育人主要任务的就是生物学课程。[2]综上所述，后疫情时代下中学生物学课程实施应当发生的重要变化就是进行生命安全与健康教育的渗透。

具体而言，生物学课程中生命安全与健康教育的渗透应当包括如下几个方面。第一，加强健康行为与生活方式的教育。环境保护、营养学、卫生学以及青春期教育等都是中学生物学教育的重要内容，新冠肺炎疫情防治工作的重要举措之一就是要树立健康的生活行为与习惯。因此，在生物学教学中要融入新冠肺炎疫情防治的知识及其背后原理，让学生更好地理解科学研究的范式，并改进自我的生活方式、涵养健康生活的理念。

第二，进行生长发育与青春期保健的教育。中学生正处于个人成长与价值观生成的关键阶段。教师在教学过程中要积极开展生命健康教育。例如，在中学生物学教学中以生命多样性、统一性与延续性的特征讲解，让学生进行生命现象与规律的发现式探究与推理式探究。在此过程中，可以让学生以“生命是什么”为主题进行交流探讨、拓展相关知识，让学生体会孕育生命的艰辛，进而敬畏生命与把握生命。

第三，后疫情时代应在生物学课程中加强学生的心理健康教育。在新冠肺炎疫情初期，部分学生由于知识学习的薄弱、生活经验的欠缺往往呈现出恐慌感，并显性化为各类心理健康问题。因此，为了增强学生战胜疫情的自信，消除学生对新冠肺炎的恐惧心理，应利用中学生物学的相关知识开展心理健康教育，让学生掌握缓解心理问题的技巧。

第四，需要加强传染病预防与突发公共卫生事件的应对、安全应急与避险教育。新冠肺炎疫情作为一场生态性危机，生物学课程实施中可以采用绿色生态的理念，教授学生如何预防，并涵育其社会责任。[3]比如，教师可以将《传染病防治法》等法律知识融入课堂教学中，借此引导青少年爱护生态环境、尊重野生动物、自觉维护公共医疗卫生。

二、为人类健康福祉而研究的教学情境应用

依据国际著名科学期刊评选“2021十大科学研究进展”来看，其中七个生命科学的进展均与人类疾病的治疗密切相关，如CRISPR基因编辑对人类疾病疗效、单克隆抗体治疗传染性疾病，以及研发新冠肺炎强效药物等。[4]无独有偶，在公布的2021年度“中國生命科学十大进展”中涉及健康生活与绿色生态的生命科学研究进展达到了半数以上。生命科学自从其诞生起就在人类健康福祉的研究领域中不断深耕，并且人类健康福祉也是生命科学发展的重要方向。随着生命科学研究的目的性逐步明晰，中学生物学课程实施也必须要以人类健康福祉为核心优化教学策略，尝试采用多样化、实践性强、与生命科学进程相符的教学情境。

生命科学进展事关人类健康福祉，与学生的日常生活息息相关。随着生命科学研究的不断推进，诸多新知识、新概念不断涌出，传统课堂的教学情境难以适应最新的学科发展，部分教师甚至不具备相应知识体系。因此，在中学生物学课程中要因应生命科学进展、学生的学情，搭建与当下生产生活相关、未来人类生存方式变革相关的教学情境。例如，在生物学类群的教学中为了让学生理解病毒的结构特征与传播方式等，可以以新冠肺炎病毒为例，融入新颖的、贴近学生生活的知识。然而，传统课堂的情境教学方式不足以完全调动学生主动地投入学习，尤其是不能将新冠病毒在内的一系列病毒形态结构与繁殖方式等呈现出来，使得学生对其没有全面的认知。为此，教师要利用可视化、动态化的微视频情境构建微课堂，利用微课堂加强师生互动。

具体而言，首先，在课前教师要为学生推送关于该病毒研究相关的视频资料，让学生在课前完成观看视频的任务，并且按照要求完成教师布置相关的问题，当然在布置作业任务时需要结合本节课的教学内容。其次，在课堂中教师要利用微课堂将枯燥的生物知识转化为生动的视频资料，让学生了解病毒的形态结构、营养方式、繁殖方式等内容。同时，教师要创设问题情境，提升学生的思维能力，即通过提出问题引导学生探索解决问题的能力。例如，在进入课堂教学阶段后，教师可以提出“为什么新冠病毒具有较强的传播性？”通过提问引导学生主动探索相关知识，增强学生参与课堂的积极性;最后，课后为学生布置与生活密切联系的作业，促使生物教学与实际生活相结合。一方面在课后作业布置上要突出创新性，引导学生探索生命科学领域的相关成果，以此激发学生投入此生命科学研究领域的积极性，另一方面要侧重作业的差异性，围绕学生学习状态布置情境适切、能力考查多元的作业。如教师可以向学生布置一些具有社会实践性的作业，让学生参与到社区防疫调查中，还可以让学生通过对社区卫生环境，以及相关疾病的调查，让学生体会到养成健康卫生的生活习惯与保护生态环境的重要意义。

三、多元化研究手段融合的跨学科实践落实

跨学科是将不同专业适当结合在一起，对新出现的问题给予全新的解答。随着工业革命4.0时代的到来，我们似乎正面临着信息交流与传递越来越迅速、文化碰撞与冲突越来越显性的新趋势。[5]人类面临的社会问题日益复杂化、更具挑战性。解决生命科学问题不仅需要专业的知识，而且还亟需应用跨学科的研究方法。自DNA双螺旋结构的发现以来，跨学科的生命科学研究成为新范式。例如，上文所述的解决新冠肺炎疫情爆发与传播的问题，就必须利用跨学科的研究方法，因为传染病防治工作涉及社会学、经济学、公共卫生，以及数学建模等多学科领域。此外，微观生物世界的研究工作强调通过结构生物学进行解析生物大分子的三维结构，从而探究生物学微观世界的生命规律，而冷冻电镜、射线衍射等技术的发展无疑推动了结构生物学的发展。例如，冷冻电镜技术可以通过快速冷冻的方式获得生物大分子的天然状态，该技术的发展是多学科融合发展的产物。

基于生命科学多学科融合发展的趋势，针对新高考方案的实施要求，中学生物学课程应实施跨学科实践教学：一是在跨学科教学时，教师必须要树立跨学科的意识，主动在课堂教学中融入不同的学科知识。生物学课程跨学科教学正处于初步探索阶段，制约生物课程跨学科教学的最大瓶颈是教师对各学科知识与观点的协同能力不足，不能有效把握跨学科知识融合的切入点。因此，作为学校而言必须要加强对教师跨学科素养的培养力度，建立跨学科融合发展的协同机制。作为教师必须要明白所跨学科与生物学课程之间的关联性，只有了解别的学科知识在生物学课程上有对应的表现，才能在实践教学中有效融入相关知识。二是，采取多元化手段落实生物学跨学科教学。中学生正处于“形式运算”阶段，抽象逻辑思维开展逐渐占据主导地位，融合学习是以“主题”为核心，以解决生活现实问题为目标。在跨学科教学时要突出问题导向，突出学生的主体性。例如，在学习“鸟类飞行”知识时，教师要融入物理学等学科知识，让学生通过观察和比较的方式研究鸟类飞行的特点，通过融入物理学中的空气阻力、人教版教材中关于鸟类“食量大、消化能力强、食物经过消化吸收后形成的残渣很快就会随粪便排出”的语言描述等知识，让学生明白鸟类之所以飞行的原理。三是利用跨学科知识，突破生物学基本观念的感悟。例如，根据调查初中生物学课程中关于“生物与生物圈”的知识点对于学生而言比较难以掌握，剖析原因主要是学生对生物与环境之间的知识认知较为抽象。因此，教師要寻求解决生物学知识难点的切入点。根据研究地理学科与生物学科具有较强的联系性，所以选择“植被与地理环境的适应性”作为生物与地理跨学科的桥梁。通过设置在大山上种植植被需要考虑哪些影响因素，哪些因素会影响气温，哪些条件会制约降水等问题，拓展学生的思维，帮助学生逐步生成适应性与演化的基本思想。

四、生物技术应用问题下的SSI课程关注

生命科学研究的发展也是一把双刃剑，如其应用不当，同样会给社会带来负面的影响。实则，人类在生命科学研究领域存在诸多难以解决的问题，如转基因技术的发展虽然为人类解决粮食问题提供了有效的技术支撑，但是转基因食品的安全性问题成为当前生物学应用中市场探讨的话题。此外，类似“克隆技术”“试管婴儿”“动物实验”等课程内容说明了生物学技术应用下存在着种种问题。与此同时，社会性科学议题（SSI）是以基于生物科学技术快速发展而出现的系列争议性社会问题。SSI课程是以SSI为素材开展的教育，其具有人本性、非线性、情境性、对话性以及伦理性的特点。[6]关注SSI课程有助于引导学生开展讨论、推理以及决策，以此促进学生形成科学合理的态度和正确的价值观，让学生形成健康的生命观。由此可见，引入SSI课程不仅可以促进学生道德感的提升，而且还可以有效适应新高考改革方案的实施，尤其是通过引入生物技术领域的热点问题可以促进学生对生命科学的探索动力，助力于学生生物思维的发散培养。

在中学生物课堂教学中关注SSI课程，需要从以下三个方面入手：一方面针对生命科学进程积极开发SSI校本课程。为了达到SSI课程教学的目的，教师要加大对生命科学进程的了解，了解生物科学前沿的发展动向，结合中学生的特点善于开发有价值的社会性科学议题，在“生物技术与工程”模块中要引入“克隆技术”“试管婴儿”“动物实验”等内容。例如基于“设计试管婴儿”的原理及特点，教师可以从其合理性与对社会造成的影响入手，让学生展开科学辩论会，并通过课后论证式写作的方式给学生布置作业，以此引导学生形成正确的科学伦理观。另一方面，合理进行教学设计，创设完整性、进阶性的教学情境。社会性科学议题具有开放性，通过组织学生探讨分析SSI课程有助于学生养成良好的生活方式，形成正确的生命价值观。基于议题的情境学习是SSI教学的基础，其主要是通过个体在情境中参与活动实现的认知活动，强调学习和认知的情境本质。[7]因此，中学生物课程实施中要创造合适的教学情境进行SSI教学。

例如，基于当前“绿色蔬菜”或“有机蔬菜”深受群众欢迎的特点，教师可以组织学生开展无土栽培实验操作，学生在无土栽培的实际操作中发现虫害困扰问题、实验室水体富营养化问题，亲自动手配制绿色环保杀虫剂，通过制作绿色环保杀虫剂形成对科学技术应用的辩证思考。具体而言，可以让学生从安全角度了解绿色杀虫剂的杀虫效果及副作用;从经济角度可以考虑其是否具有市场推广价值;从环保角度可以看到杀虫剂使用过程中是否对生态系统造成负面影响等等。该过程可以让学生在现实问题的解决中养成发现问题、解决问题的能力，陶冶学生爱护自然的情感态度和绿色治理的科学精神。此外，SSI课程的关注与实施需要在教学中合理引导，尊重每个学生的意见。SSI课程最大的特征就是尚未解决的生物技术问题，因而实施SSI课程时教师要尊重每个学生的意见，对于不同观点要给予包容性的态度。当然，由于学生的认知水平有限，因此为了让他们形成正确的价值观，教师可以采取小组合作的方式，通过小组合作的形式，鼓励学生之间自由探讨，形成相对正确的观点。

五、生命规律不确定性下的学科思想深入

生物学中唯一没有例外的就是例外，由于生命科学规律的得出与发现均离不开由特殊到一般的推理过程，每当在特殊生命体中发现不符合前人的研究规律时，总会在先前的定律上加上“除外”二字，如所有的动物细胞均具有中心体，但是涡虫除外。在学科核心素养落地的大背景下，中学生物学课程恰恰要教授这一生命规律不确定性的学科思想。生命科学进展存在不确定性，主要表现为生命科学技术的更新突破，使得之前各物种生命现象观察的难以穷尽不断全面化、细致化。为此，要求在生物学教学当中突破生物学知识的表层，不断融入学科思想。首先，需要构建整体性知识框架。生命科学进程在创新发展，新的知识体系不断形成。因此，生物学教师要立足于生物学自身的知识体系，打破学科内和学科间的隔阂，实现知识的横向、纵向联系，帮助学生养成多层次、跨学科思考问题的习惯。对于学生而言，培养生物学学科核心素养的关键就是在继承原有思想的基础上，吸收当下生物学科的新思想、原理以及方法，要掌握生物学的解决问题的实际能力。

其次，做好生物学知识的情境变通与迁移应用。课程改革的深化突出了学科知识的社会实践性。学习中有序形成的知识只能解决典型情境中的生物学问题，并不一定能有效解决生活中的生物问题。基于生物技术的创新发展，要求在生物课程教学中注重生物知识的系统性与整体性的基础上，强调知识迁移和变通能力的训练，培养学生的跨学科、多思维的培养。具体而言就是在生物课程教学中实行项目化教学，项目化教学便于渗透生物学学科思想。学生在进行项目化教学的学习时可能会有不同的想法，此时就可能产生一定的思维空间，让学生能够在继承学科内容中进行建构性的实践，促使学生在建构中可以思考、可以质疑，在质疑与继承中不断创造。

此外，生物学教育的意义在于为大众建构起蕴含生物学思想的观念体系，于回归学科本质中发展探究能力、提升科学素养，助力生活生产。[8]因此，在生物课程教学时要以现实问题来激发学生探究的欲望，让学生在多边的互动中达到融会贯通，帮助学生达成生命观念和科学核心素养。例如，在学习了“绿叶中色素的提取和分离实验”之后，教师可以引导学生探究绿色苋菜与红色苋菜叶片中色素种类的异同，组织学生进行自主设计、小组探究。[9]摆脱了教科书中让学生用有机溶剂萃取的定势，让学生在日常的实验探究中体会生物学知识获取的创造性，从而进一步在生物学教学中渗透生命规律的不确定性。实则，只有让学生意识到生命科学研究领域的诸多不确定变化，才能进一步提升学生对生物学概念的认知水平，培养其严谨的科学态度和缜密的科学思维。

[本文系江蘇省教育科学“十三五”规划专项课题“基于学习者立场的生物学教学设计”（项目编号：R-b/2018/01）研究成果]

[参考文献]

[1]丁奕然，倪娟.协同学视域下教育风险治理的“溯源模式”研究[J].湖北社会科学，2021（05）：145-150.

[2]教育部关于印发《生命安全与健康教育进中小学课程教材指南》的通知[EB/OL].2021-11-02.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202111/t20211115_579815.html.

[3]胡继飞，许少敏.由新冠肺炎疫情引发的对学校生命教育的思考[J].广东第二师范学院学报，2020，40（02）：1-7.

[4]Voosen P，Servick K，O’grady C. Breakdowns of the year [J]. Science，2021，374（6574）：1436.

[5]托马斯 弗里德曼.世界是平的[M].何帆，等译.长沙：湖南科学技术出版社，2006：5.

[6]邴杰，刘恩山.科学教育中社会性科学议题研究的国际经验及启示[J].天津师范大学学报（基础教育版），2022，23（01）：47-52.

[7]司风玲，朱万莉.生物学教育研究10年：基于CiteSpace的知识图谱分析[J].中小学班主任，2020（06）：70-72.

[8]丁奕然，吕立杰，任小文.朱正威生物教育思想的时代回响——兼论对生物学学科核心素养培养的启示[J].课程·教材·教法，2019，39（05）：37-43.

[9]王波.核心素养视角下生物学科思想方法及其教学策略[J].中学生物教学，2020（01）：4-6.