例谈初高中生物学教学一体化的依据和价值追求

吴志强

(安徽省芜湖市教育科学研究所)

《教育部关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》(2014年)明确指出必须将核心素养和学业质量标准全面覆盖各学段的课程改革建设中,并对切实巩固学段间纵向衔接与跨学科综合进行重点部署。随着“核心素养为纲”的基础教育课程改革不断深化,培育学生生物学核心素养在《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》《义务教育生物学课程标准(2022年版)》的指导下获得了显著成效。义务教育阶段相应的实践虽有探索,但义务教育学段如何将过去初中存在“知识本位”、缺乏基于核心素养顶层设计的教学现象,向“素养本位”、重视学生核心素养培养的教学方式转变,就需要探索初高中生物学教学一体化的变革。

一、教学一体化的理论之一:贝塔朗菲的一般系统论

贝塔朗菲(Ludwig Von Bertalanffy)的一般系统论具有广泛有效性,该理论认为有机组织在人才培养过程中可连贯性培养。教育衔接以一般系统论理论为基础,通过教育资源的整合、学段间的联结、课程内容的相互渗透与教学方法的科学完善等实现人的全面发展。从本质属性上说,教育是对人培养的一项系统、庞大和复杂的工程。因此,为使系统功能达到最佳效果,就要在当前教育实际中遵循教育系统规律和特点,加强各级各类教育的有序衔接、协调与融合。

例如,关于“细胞的增殖”在初高中的教学中都有涉及,其核心概念主要包括生物体的生长、细胞的生长、细胞的增殖、洋葱根尖细胞有丝分裂装片的观察、细胞分裂的过程、结果和意义。在初中阶段对应的要求包括利用红墨水在不同体积大小的土豆块中的扩散速度、观察装片、染色体的形态变化和数量变化(先复制后均分)、子代细胞与亲代细胞的遗传物质一样。而高中阶段要求学生模拟细胞大小与物质扩散速率的关系、制作并观察装片、细胞分裂期、前中后末期的物质变化、有丝分裂保证了遗传稳定性的意义等。所以在具体教学和评价时,需要有区别和进阶。

例1.(初中命题)在初一这年,小明的身高长高了4厘米,这与( )有关系。

A.细胞的生长

B.细胞的分裂

C.细胞的生长和分化

D.细胞的分裂和生长

答案：D

例2.(高中命题)二甲基亚砜是一种细胞冻存的渗透性保护剂,易与水分子结合。某干细胞在不同合成培养基冻存剂下冻存复苏后,其指标检测结果不同。

指标检测二甲基亚砜二甲基亚砜+血清活细胞数百分比(%)1640G1期细胞数百分比(%)6680

G1期细胞数百分比上升,会导致__________________________________________________________________________________________________________。

答案：更多干细胞直接进入分裂期

例1中,要求学生能分析生物体(身高)由小长大的原因:细胞的分裂(细胞数量的增加)和细胞的生长(细胞体积的增大)。例2更侧重在要求学生分析分裂的具体过程和调控。两例题的设计依据贝塔朗菲的一般系统论,对“细胞的增殖”由感性的表层认识,到深层的细节认知,通过改变“教”与“学”的过程,实现相邻学段学科间的针对性衔接,最终实现学生独立学习。

核心素养追求人的全面发展和素养体系的构建,在我国的教育法中也明确将“建立和完善终身教育体系”确立为教育改革目标,以实现各级各类教育持续发展、齐头并进的整体型“教育社会”。为达成这一目标需要立足于初中和高中阶段生物学核心素养衔接问题,从而实现学科核心素养培育的整体性。

二、教学一体化的理论之二:皮亚杰的认知发展阶段理论

皮亚杰(Jean Piaget)按智力发展阶段将儿童的认知发展进行了划分,认为每个阶段的形成是以上一层阶段作为根底,同时也是形成下一层阶段的先决条件,新阶段与前阶段将结合成新的认知结构整体。而所有儿童的智力发展都伴随着在与环境的交互作用中实现重构认知结构的过程,具有特定的规律,其认知发展阶段是有序的,不可倒置和跨越。实际上,由于社会文化的不同或是相同文化但所受教育的不同,每个阶段的平均年龄具有较大差异,且每阶段中都有相对稳定的部分能概述学生行为的一般特征。到达发展的某个阶段,儿童便能以相当的水平从事各种性质的活动,并会采用不同的思维方式解决问题。

例如,初中阶段在细胞增殖上的认识是“先发生核的分裂,再进行细胞质的分裂,最后发生膜(壁)的分裂,从而实现细胞分裂”,而到了高中阶段,对细胞分裂的认识是基于物质准备和分裂的具体过程,相比初中阶段更科学、严谨和接近事实真相。因此,课程教学都应在面对不同发展阶段的学生时,在该阶段认知同化能力内设置任务要求,从而实现指向更高阶发展又兼具启发性的教学。

三、初高中生物学教学一体化的价值追求

课程标准已经将初高中教学目标、课程内容进行了连贯与统整。这要求学科教学不可受限于某一学科某一学段内容,而应立足核心素养连贯培育的顶层设计,存眷学段间的纵向关联,并进行整合。学生核心素养发展是在学科教学中不断习得的,应该是一个阶段性、系统性的完整过程。通过比较初高中生物学课程标准可以发现,形成生命观念、发展科学思维、培养探究能力和态度责任贯穿于整个中学生物学教学之中。两学段间核心素养四个维度相同,表现水平不同,呈现递进关系。高中进一步强调了学生能够具备解决实际问题的担当和能力,掌握科学探究方法,勇于创新,同时形成生态意识,成为健康社会促进者的培养目标。

然而,现阶段初高中教师对其他学段的目标和内容陌生,初高中生物学课程在难度、教学方式等方面有较大差异,教师很难理解和落实课标中的理念和要求。这就导致较多学生难以适应新素养体系下的高中生物学课程,出现学习障碍、素养养成难等现象。

上述困境的解决,要聚焦以下两方面:一方面,需要解决教师专业发展问题。另一方面,需要解决教师如何教,学生怎么学的问题。

四、初高中生物学教学一体化提速学生核心素养的培育

在新一轮课程改革中,生物学教学过程不仅仅强调掌握知识的系统性与连续性,更为重要的是要关注生物学核心素养养成的教学方式、育人方式的变革。初高中教师采取何种方式才能在执行中按照初高中课标要求落实学生养成学科核心素养值得专项研究。

例如,生物进化概念的构建存在明显的初高一体的现象。义务教育阶段的概念8提出地球上现存的生物来自共同祖先,是长期进化的结果,要求学生运用进化与适应的观点,认识地球上现存的生物具有共同祖先,化石记录是生物进化的直接证据,多种多样的生物是经过自然选择长期进化的结果,遗传变异和环境因素的共同作用导致了生物的进化,并能运用这些观点解释生物多样性的原因。在高中阶段的概念4指出生物的多样性和适应性是进化的结果,要求学生分析不同类型的证据,如尝试通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实,探讨地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的,适应是自然选择的结果,自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。按照一体化教学理念,义务教育阶段能够对生物具有共同的祖先有初步的证据意识和结论认同,到了高中进阶到多方法举证该观点。

因此,研究并构建初高中生物学教学一体化的机制,促进教师专业化发展,找寻出尽可能完善这两个阶段教学的有效路径,帮助初高中生物学习的顺利衔接,帮助学生在不同学段形成不同层面的素养发展水平,保持中学生物学的学习一贯性、递进性,这对学科核心素养全面系统的养成意义重大。