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高中生物學(xué)概念教學(xué)

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高中生物學(xué)概念教學(xué)

概念是生物學(xué)理論的基礎(chǔ)和精髓,也是思維過程的核心。在人教版《全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書·生物》(2003年6月第一版)后附錄上就有211個(gè)生物概念,其中必修本有154個(gè),選修本有57個(gè)。但近年來,人們對(duì)生物概念教學(xué)的研究卻很少,基本上是關(guān)于概念教學(xué)的體會(huì),如如何識(shí)記、辨別、掌握概念等,很少涉及有關(guān)理論指導(dǎo)下的概念教學(xué)研究,如前概念的剖析與矯正,概念的有效建構(gòu)等。對(duì)生物學(xué)概念的本身研究更少,幾乎沒有涉及概念發(fā)展的過程、負(fù)載的方法和蘊(yùn)涵的價(jià)值等等。[1]鑒于此,對(duì)生物概念教學(xué)進(jìn)行深入地、系統(tǒng)地探討、研究,對(duì)把握和落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)精神、推動(dòng)和促進(jìn)當(dāng)前的生物學(xué)教學(xué)改革,不無裨益。

一、生物學(xué)前概念的遷移與矯正

學(xué)生在學(xué)習(xí)任何概念性知識(shí)之前,實(shí)際上都已經(jīng)有了前概念。前概念是存在于人們頭腦中相對(duì)于新知識(shí)的已有的認(rèn)知,可能是正確的,也可能是片面的或錯(cuò)誤的。前概念的成因,主要是日常生活中的經(jīng)驗(yàn)及正確或錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的積累。我們認(rèn)識(shí)事物的過程,就是這樣一個(gè)從前概念逐步發(fā)展到新概念的過程。無論對(duì)哪一門學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí),也無論是哪一個(gè)年齡段的認(rèn)知,都有這樣的特點(diǎn),尤其生物學(xué)科與人類生活實(shí)際聯(lián)系非常緊密,所以前概念非常豐富。奧蘇貝爾(D.P.Ausubel)的同化論觀點(diǎn)對(duì)概念的習(xí)得作了精辟論述,認(rèn)為學(xué)習(xí)者頭腦中已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)在新概念的習(xí)得中起著至關(guān)重要的作用,當(dāng)新概念與頭腦中前概念間存在某種類屬關(guān)系時(shí),若指導(dǎo)者能給予有效引導(dǎo),使學(xué)習(xí)者能將新概念與頭腦中已有概念間的這種類屬關(guān)系進(jìn)行正確鏈接,將有利于學(xué)習(xí)者將新概念同化到自己頭腦的已有概念體系中,從而習(xí)得概念。因此,如何利用前概念進(jìn)行有效的生物學(xué)概念教學(xué),值得探討研究。

正確的前概念是學(xué)習(xí)生物學(xué)科學(xué)概念的良好基礎(chǔ)和鋪墊,它的正遷移作用可成為生物學(xué)概念學(xué)習(xí)的資源和概念學(xué)習(xí)的新的增長(zhǎng)點(diǎn),可使學(xué)生盡快地掌握新知識(shí)和知識(shí)結(jié)構(gòu)。如學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)概念前自己對(duì)生活中的一些生命現(xiàn)象和規(guī)律已有所了解,如:“向日葵隨太陽轉(zhuǎn)”“根的向地性與莖的背地性”,能促進(jìn)對(duì)“生長(zhǎng)素”概念的理解;“人感到寒冷時(shí)會(huì)打哆嗦”“一個(gè)球向你飛來時(shí),你會(huì)接住或躲開它”,這些都能促進(jìn)對(duì)“激素調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)”概念的理解;“種瓜得瓜,種豆得豆”“一貓生九崽,連母十個(gè)樣”,可促進(jìn)對(duì)“遺傳與變異”概念的理解。這些已知正確的前概念,一方面有助于遷移到新概念的習(xí)得和有意義的建構(gòu),另一方面,有助于激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣和動(dòng)機(jī)。

片面或錯(cuò)誤的前概念會(huì)成為生物學(xué)概念學(xué)習(xí)的障礙,這些錯(cuò)誤的前概念如果得不到及時(shí)矯正,將影響對(duì)生物學(xué)概念的同化和順應(yīng),使學(xué)生形成錯(cuò)誤的思維,阻礙生物學(xué)科學(xué)概念的建構(gòu)。如學(xué)習(xí)“植物個(gè)體發(fā)育”概念前,學(xué)生頭腦中就有農(nóng)作物的“春天播種,秋天豐收”的前概念,片面地認(rèn)為植物的個(gè)體發(fā)育從種子開始,這就阻礙了學(xué)生建構(gòu)“植物個(gè)體發(fā)育從受精卵開始”的科學(xué)概念;由于綠色植物能吸收二氧化碳、產(chǎn)生氧氣,學(xué)生自然形成植物呼吸作用吸入二氧化碳、放出氧氣的前概念,這個(gè)錯(cuò)誤的前概念阻礙了“呼吸作用”概念的建構(gòu)。又如,前些時(shí)間媒體上猛然間刮起了“吃基因補(bǔ)基因”的風(fēng)潮,在社會(huì)上形成“吃核酸長(zhǎng)核酸”的錯(cuò)誤前概念。對(duì)于這些片面、錯(cuò)誤的前概念,必須給予矯正,否則不能建構(gòu)科學(xué)的概念。例如,針對(duì)“吃基因補(bǔ)基因”的前概念,可以通過對(duì)核酸的消化、代謝、合成的分析,使新知識(shí)與學(xué)生的前概念產(chǎn)生沖突,讓學(xué)生暴露出錯(cuò)誤觀念,正確看待自己原有的生活經(jīng)驗(yàn),把對(duì)事物表面現(xiàn)象觀察所得到的經(jīng)驗(yàn)與生物學(xué)知識(shí)不一致的地方提出來進(jìn)行反思,找出矛盾所在,經(jīng)歷思想上的沖突和震撼,造成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的不平衡,促成原有知識(shí)結(jié)構(gòu)的順應(yīng),用科學(xué)的概念代替原有的錯(cuò)誤觀念,實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

二、生物學(xué)概念的有效建構(gòu)

瑞士著名心理學(xué)家皮亞杰(J.Piaget)在其《發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理》中指出:“認(rèn)知的結(jié)構(gòu)既不是在客體中預(yù)先形成了的,因?yàn)檫@些客體總是被同化到那些超越于客體之上的邏輯框架中去,也不是在必須不斷地進(jìn)行重新組織的主體中預(yù)先形成了的。因此,認(rèn)識(shí)的獲得必須用一個(gè)將結(jié)構(gòu)主義和建構(gòu)主義緊密地連接起來的理論來說明,也就是說,每一個(gè)心理結(jié)構(gòu)都是心理發(fā)生的結(jié)果,而心理發(fā)生就是從一個(gè)較初級(jí)的結(jié)構(gòu)過渡到一個(gè)不那么初級(jí)的(或較復(fù)雜的)結(jié)構(gòu)?!盵1]概念圖的運(yùn)用能較好地促進(jìn)生物學(xué)概念的有意義的建構(gòu),如學(xué)習(xí)“光合作用”的概念時(shí),指導(dǎo)學(xué)生利用概念圖(如下圖)建構(gòu)光合作用的概念,不僅能拓展科學(xué)概念,還能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。它為學(xué)習(xí)者提供了一種學(xué)習(xí)科學(xué)語言的形式和建構(gòu)科學(xué)知識(shí)的有效手段,有利于對(duì)概念知識(shí)的整合,有利于把握生物學(xué)概念的內(nèi)涵與外延,能較好地提高學(xué)生生物學(xué)概念的結(jié)構(gòu)化程度,有助于學(xué)生建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。大量的研究表明:概念圖可以幫助教師提高教學(xué)效率,概念圖策略更適合于科學(xué)課程,且生物學(xué)上的顯著性要大于化學(xué)和物理;它可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí);可以改變學(xué)習(xí)者的認(rèn)知方式;有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。

三、生物學(xué)概念發(fā)展過程的展示

學(xué)習(xí)生物學(xué)的概念,不僅要學(xué)習(xí)概念的內(nèi)涵與外延等理論知識(shí),也要學(xué)習(xí)概念的產(chǎn)生、發(fā)展的演變過程??茖W(xué)是一個(gè)發(fā)展的過程,任何生物學(xué)概念都要經(jīng)歷產(chǎn)生、發(fā)展的過程。其實(shí)學(xué)習(xí)生物學(xué)概念的產(chǎn)生發(fā)展的過程,就是學(xué)習(xí)概念的發(fā)展史。

(一)學(xué)習(xí)概念的發(fā)展過程是生物學(xué)科教學(xué)的需求

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》(以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》)中建議安排的學(xué)習(xí)概念發(fā)展史有兩類。一類是必修或選修課本中以課文形式呈現(xiàn)的史料,如學(xué)習(xí)“細(xì)胞”概念時(shí),要求分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程;學(xué)習(xí)“光合作用”概念時(shí),要求說明光合作用及其對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程;學(xué)習(xí)“遺傳物質(zhì)”概念時(shí),要求總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程;學(xué)習(xí)“生長(zhǎng)素”概念時(shí),要求概述植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)和作用;學(xué)習(xí)“基因工程”概念時(shí),要求簡(jiǎn)述基因工程的誕生過程;等等。另一類是建議學(xué)生自行搜集的相關(guān)資料,如學(xué)習(xí)“DNA”概念時(shí),建議學(xué)生搜集DNA分子結(jié)構(gòu)模型建立過程的資料;學(xué)習(xí)“進(jìn)化”概念時(shí),要求學(xué)生搜集生物進(jìn)化理論發(fā)展的資料;學(xué)習(xí)“免疫”概念時(shí),要求學(xué)生搜集有關(guān)干細(xì)胞研究進(jìn)展的資料。除此之外,教材有些專題內(nèi)容還涉及科學(xué)家進(jìn)行探索的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及資料,如孟德爾定律的發(fā)現(xiàn)、核酸是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分析等。

(二)學(xué)習(xí)生物學(xué)概念發(fā)展過程有助于理解概念的科學(xué)知識(shí)

科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過程,任何生物學(xué)概念都要經(jīng)歷產(chǎn)生、發(fā)展的過程。學(xué)習(xí)概念發(fā)展過程不僅有助于了解概念的演變過程,而且有助于學(xué)生深刻地理解和牢固地掌握生物學(xué)概念的內(nèi)涵與外延,從而理解生物學(xué)概念的科學(xué)本質(zhì)。如在學(xué)習(xí)“光合作用”的概念時(shí),讓學(xué)生學(xué)習(xí)“光合作用”的發(fā)展史:古希臘學(xué)者亞里士多德提出,土壤是構(gòu)成植物體的原料;1642年赫爾蒙特(J.vanHelmont)栽培的柳苗試驗(yàn),證明柳樹營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)物質(zhì)不是來源于土壤,而與空氣和雨水相關(guān);1771年普利斯特利“綠色植物—燭—小鼠”實(shí)驗(yàn),證明植物光合作用可以更新空氣;1864年薩克斯“葉片半遮光—碘蒸氣”實(shí)驗(yàn),證明光合作用可能產(chǎn)生淀粉,并需要光;1880年恩吉爾曼“水綿—好氧性細(xì)菌”實(shí)驗(yàn),證明光合作用產(chǎn)生O[,2],葉綠體是綠色植物光合作用場(chǎng)所;上世紀(jì)30年代魯賓和卡門同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn),證明光合作用產(chǎn)生的O[,2]全部來自H[,2]O。通過概念發(fā)展史的學(xué)習(xí),學(xué)生自然得出光合作用概念的實(shí)質(zhì),把無機(jī)物(O[,2]和H[,2]O)轉(zhuǎn)變成有機(jī)物,把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,同時(shí)也清晰地掌握光合作用的物質(zhì)變換的過程及場(chǎng)所。

(三)學(xué)習(xí)生物學(xué)概念發(fā)展過程有助于學(xué)生形成科學(xué)的觀念

英國的“國家科學(xué)課程”中對(duì)于引入科學(xué)概念的解釋為:學(xué)生應(yīng)該理解科學(xué)概念隨著時(shí)間而改變、發(fā)展的方式,理解這些概念及其應(yīng)用是如何受社會(huì)、精神和文化背景影響的。由此不難看出,生物學(xué)概念的發(fā)展史中,不僅記載著生命科學(xué)知識(shí)的形成過程,而且蘊(yùn)涵著科學(xué)家的創(chuàng)造思維方式和靈活多樣的科學(xué)方法,體現(xiàn)科學(xué)家尊重事實(shí)、服從真理和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,以及勇于創(chuàng)新、善于合作和無私奉獻(xiàn)的科學(xué)精神。所以學(xué)習(xí)生物學(xué)概念的發(fā)展史,不僅有利于更好地理解、掌握生物學(xué)概念,而且有利于學(xué)生形成科學(xué)的觀念,提高生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。

四、生物學(xué)概念負(fù)載研究方法的滲透

生物學(xué)是一門自然科學(xué),也是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。在生物學(xué)的發(fā)展過程中,尤其是實(shí)驗(yàn)生物學(xué)出現(xiàn)以后,研究手段和方法一直起著非常重要的促進(jìn)作用。有些研究技術(shù)和方法的出現(xiàn),甚至使生物學(xué)產(chǎn)生了飛躍性的發(fā)展,如顯微鏡技術(shù)和基因工程技術(shù)等分別導(dǎo)致了近代和現(xiàn)代生物學(xué)的產(chǎn)生。沒有研究技術(shù)和方法的不斷進(jìn)步,也就沒有生物學(xué)今天的巨大發(fā)展。所以學(xué)習(xí)生物科學(xué),不僅要學(xué)習(xí)生物學(xué)的概念,還要了解生物學(xué)概念所蘊(yùn)涵的科學(xué)技術(shù)和研究方法。

(一)滲透?jìng)鹘y(tǒng)的生物學(xué)研究方法

生物學(xué)傳統(tǒng)的方法較多,如觀察法、調(diào)查法、顯微鏡法、放射性同位素示蹤法、解剖法、實(shí)驗(yàn)法等,它們不僅是生物學(xué)積累事實(shí)材料的基本手段,而且是檢驗(yàn)假說和理論的重要途徑。如學(xué)習(xí)“生物體的化學(xué)元素”的概念時(shí),滲透“放射性同位素示蹤法”;學(xué)習(xí)“礦質(zhì)元素”概念時(shí),滲透“土培法”“沙培法”“水培法”;學(xué)習(xí)“葉綠素”概念時(shí),滲透“層析法”和“光譜法”;學(xué)習(xí)“動(dòng)物激素調(diào)節(jié)”的概念時(shí),滲透臨床觀察法和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)法(如腺體摘除法、腺體移植法、結(jié)扎法、注射法、口服法等);學(xué)習(xí)“種群”概念時(shí),滲透“標(biāo)志重捕法”。

(二)滲透模型方法

美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》把模型和科學(xué)事實(shí)、概念、原理、理論并列為科學(xué)主題的重點(diǎn),并將構(gòu)建、修改、分析、評(píng)價(jià)模型作為高中學(xué)生的基本科學(xué)探究能力?!稑?biāo)準(zhǔn)》依據(jù)國際科學(xué)教育的發(fā)展,將模型和模型方法列入了課程目標(biāo)。所謂“模型”,是指模擬原型(所要研究的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)或運(yùn)動(dòng)形態(tài))的形式。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本質(zhì)特征。模型方法是以研究模型來揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法,是邏輯方法的一種特有形式。如在高中生物課程中經(jīng)常使用的物質(zhì)模型有實(shí)物模型如生物體結(jié)構(gòu)的模式標(biāo)本,模擬模型如細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型、各種組織器官的立體結(jié)構(gòu)模型等;思想模型是物質(zhì)模型在思維中的引申,根據(jù)構(gòu)建模型的思想方法的不同,又可以分為兩類。一類是以形象化方法(或稱為意象思維方法)構(gòu)建的具象模型,它是人們?cè)谒季S中通過對(duì)生物原型的簡(jiǎn)化和純化而構(gòu)思出來的。具象模型具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征,如DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)、生物膜液態(tài)鑲嵌模型等。它能使研究對(duì)象直觀化,既可以促進(jìn)研究,又可以簡(jiǎn)略描述研究成果,使之便于理解和傳播。另一類是以理想化方法(或稱抽象思維方法)構(gòu)建的模型,是人們抽象出生物原型某方面的本質(zhì)屬性而構(gòu)思出來的,例如,呼吸作用過程圖解、光合作用過程圖解等過程理想模型,食物鏈和食物網(wǎng)等系統(tǒng)理想模型。[2]《標(biāo)準(zhǔn)》很重視模型和模型方法。例如,“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中有兩個(gè)活動(dòng)建議:“探究水族箱(或魚缸)中群落的演替”和“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)瓶”,都是運(yùn)用模型的探究。所以,生物學(xué)教學(xué)中,要結(jié)合生物學(xué)概念的教學(xué),不斷地滲透模型的方法,這不僅能完善學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的認(rèn)知結(jié)構(gòu),而且能提升思維能力。

(三)滲透數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法指運(yùn)用數(shù)學(xué)語言表述事物的狀態(tài)、關(guān)系和過程,并加以推導(dǎo)、演算和分析,以形成對(duì)問題的解釋、判斷和預(yù)測(cè)的方法。目前,數(shù)學(xué)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域正起著越來越重要的作用,數(shù)學(xué)方法在科學(xué)教育中的價(jià)值更是不言而喻。高中生物課程對(duì)數(shù)學(xué)方法的使用主要有三個(gè)方面。第一,用數(shù)學(xué)式來定義抽象的生物學(xué)概念?!稑?biāo)準(zhǔn)》沒有明確要求用數(shù)學(xué)式定義概念,但“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中,列舉“種群的特征”這個(gè)知識(shí)點(diǎn),如果涉及種群密度,年齡結(jié)構(gòu)和性別結(jié)構(gòu),出生率和死亡率等,就是用數(shù)學(xué)式定義的概念。這類定量的概念以數(shù)學(xué)方法揭示事物的本質(zhì)及其發(fā)展變化規(guī)律,為研究工作提供一種簡(jiǎn)明精確的形式語言,具有重要的科學(xué)認(rèn)識(shí)論價(jià)值和方法論價(jià)值。第二,用數(shù)學(xué)方法對(duì)生命現(xiàn)象的空間關(guān)系和數(shù)量關(guān)系進(jìn)行描述、分析和計(jì)算。如以條形圖、曲線圖、統(tǒng)計(jì)圖等來表現(xiàn)某一生命現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)數(shù)字大小及其變化。第三,用統(tǒng)計(jì)方法來研究隨機(jī)現(xiàn)象的規(guī)律性變化。統(tǒng)計(jì)方法在生物界廣泛存在,學(xué)習(xí)“遺傳定律”時(shí),滲透孟德爾是如何使用描述統(tǒng)計(jì)方法對(duì)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行定量觀察和數(shù)據(jù)分析,依據(jù)統(tǒng)計(jì)方法從樣本到總體的推理,才發(fā)現(xiàn)了遺傳性狀的分離現(xiàn)象和自由組合現(xiàn)象。

(四)滲透系統(tǒng)分析方法

現(xiàn)代生物學(xué)的分析性研究已深入到分子、量子水平,但為了揭示生命運(yùn)動(dòng)的奧秘,還必須從生命系統(tǒng)的各個(gè)組成部分的聯(lián)系和相互作用中,從它們和外界環(huán)境的相互聯(lián)系和相互作用中了解整體。這就需要進(jìn)行系統(tǒng)分析?,F(xiàn)代系統(tǒng)分析包括定性分析和定量分析,高中生物學(xué)教育一般只能做定性分析,如同美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》所要求的“學(xué)會(huì)從系統(tǒng)的角度思考和分析問題”。例如,學(xué)習(xí)“細(xì)胞器”的概念時(shí),要讓學(xué)生明白每個(gè)細(xì)胞器都具有一定功能,而且它們的結(jié)構(gòu)與功能一般相互聯(lián)系,但要完成某個(gè)具體功能時(shí),細(xì)胞必須是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu),否則就不行。又如,生物膜也是一個(gè)系統(tǒng),它包括細(xì)胞膜、核膜、液泡膜、線粒體模、葉綠體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基膜等,它們的組成成分是一樣的,但具體的功能不同,它們是相互聯(lián)系、相互制約、不可分割的統(tǒng)一的整體。又如“生態(tài)系統(tǒng)”的概念,是一個(gè)宏觀的系統(tǒng),它們的組成及營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)組成一個(gè)典型的系統(tǒng)。

五、生物學(xué)概念蘊(yùn)涵價(jià)值的體現(xiàn)

生物課程中的價(jià)值觀具有豐富的內(nèi)涵,價(jià)值觀不僅強(qiáng)調(diào)對(duì)個(gè)人價(jià)值的判斷,更強(qiáng)調(diào)對(duì)社會(huì)價(jià)值、科學(xué)價(jià)值、人文價(jià)值的判斷。在生物學(xué)概念的教學(xué)中,要充分挖掘概念所蘊(yùn)涵的價(jià)值因素,并有意識(shí)地貫穿于教學(xué)過程之中,這樣才能使情感態(tài)度與價(jià)值觀有機(jī)地滲透到課程教學(xué)內(nèi)容中去。

(一)實(shí)用價(jià)值

生物學(xué)與人們的衣食住行、衛(wèi)生保健以及環(huán)保密切相關(guān)。生物學(xué)對(duì)人類生活的實(shí)用價(jià)值是人類發(fā)展史上一個(gè)古老的話題,但在今天卻被賦予新的意義。例如,在學(xué)習(xí)“細(xì)胞的分裂、分化、癌變、衰老”“生殖、發(fā)育”等概念時(shí),可以讓學(xué)生了解目前生物學(xué)在植物組織培養(yǎng)技術(shù)、克隆技術(shù)、生殖技術(shù)、器官移植、惡性腫瘤治療等方面的應(yīng)用價(jià)值;在學(xué)習(xí)“植物新陳代謝”概念時(shí),可以讓學(xué)生了解生物學(xué)在解決我國目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大熱點(diǎn)——“三農(nóng)”問題中的重大作用;學(xué)習(xí)“發(fā)酵”概念時(shí),讓學(xué)生了解利用酵母菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精,利用乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素,利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品,如人的干擾素、胰島素和生長(zhǎng)激素等方面的應(yīng)用價(jià)值。

(二)科學(xué)人文價(jià)值

人們常說,21世紀(jì)生命科學(xué)將成為帶頭科學(xué),這一方面指生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展正在極大地影響著人們的生活和經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展,另一方面指生物科學(xué)的發(fā)展正在深刻地改變著人類的思想和思維方式。生物學(xué)不僅具有科學(xué)價(jià)值,還具有巨大的人文價(jià)值。在生物學(xué)概念教學(xué)中,滲透人文性和科學(xué)性的統(tǒng)一,能拓寬學(xué)生的學(xué)科視野,使學(xué)生的抽象思維和形象思維協(xié)調(diào)發(fā)展,既有利于學(xué)生全面發(fā)展,又有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的思維品質(zhì)。例如,在學(xué)習(xí)“酶”的概念時(shí),讓學(xué)生了解有關(guān)酶的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者及成就,同時(shí),還可以講解其中一些科學(xué)家不畏艱難、不畏權(quán)威,勇于攀登的科學(xué)精神。這樣不僅能激發(fā)學(xué)生以后從事科學(xué)研究的動(dòng)機(jī),而且能激發(fā)學(xué)生形成勇往直前的精神。

(三)美育價(jià)值

從提高生物學(xué)教育的價(jià)值這個(gè)角度思考,美育是一個(gè)幾乎未曾開發(fā)的處女地。生物學(xué)概念教學(xué)體現(xiàn)的美育價(jià)值,重點(diǎn)在于提高學(xué)生的審美能力。中國傳統(tǒng)的審美方式重在感悟式的直覺思維,而生物學(xué)教育作為科學(xué)教育的一部分,應(yīng)以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇苑治鰹橹?。生物學(xué)中美的存在主要有兩種,一種是生命美,生命世界給人類提供了無限廣闊的審美領(lǐng)域,我們可以把它們統(tǒng)稱為生命美。在學(xué)習(xí)“細(xì)胞”的概念時(shí),可以讓學(xué)生感悟各種細(xì)胞形態(tài)所蘊(yùn)涵的形態(tài)美;在學(xué)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)”的概念時(shí),可以講生命本身的形式美,如生物體的色彩、線條、形狀、聲音美及生物界的和諧美。另一種是生物科學(xué)美。生物科學(xué)中的科學(xué)美包括理論美和實(shí)驗(yàn)美等,是生命世界本身的美學(xué)特征在生命科學(xué)中的體現(xiàn)。例如,學(xué)習(xí)“化學(xué)元素”和“細(xì)胞”概念時(shí),可以讓學(xué)生感悟生物界與非生物界的統(tǒng)一美和生物界細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物的統(tǒng)一美;在學(xué)習(xí)“細(xì)胞分裂”概念時(shí),可以讓學(xué)生感悟細(xì)胞分裂的規(guī)律美;在學(xué)習(xí)“DNA”概念時(shí),讓學(xué)生感悟DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的對(duì)稱性體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)美。還可以讓學(xué)生感悟噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的新奇美,因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)以奇妙的構(gòu)思,確證了DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

生物學(xué)概念是生物課程具體目標(biāo)中的知識(shí)、情感態(tài)度與價(jià)值觀、能力的雜合子。課程目標(biāo)的三個(gè)維度只是理論上的一種分類,從生物科學(xué)素養(yǎng)的形成來說,這三個(gè)緯度是同等重要、缺一不可的,從教學(xué)實(shí)踐來看,這三個(gè)維度并不是彼此孤立,毫無聯(lián)系的。相反,它們之間是相互依存,互為基礎(chǔ),你中有我,我中有你的不可分割的關(guān)系。就像《標(biāo)準(zhǔn)》所說,“在課程實(shí)施過程中它們是一個(gè)有機(jī)整體”。因此,在生物學(xué)概念教學(xué)中,不僅要關(guān)注剖析前概念,運(yùn)用概念圖建構(gòu)概念體系,而且要展示生物學(xué)概念的產(chǎn)生、發(fā)展的演變過程,滲透概念研究過程中所負(fù)載的研究方法,體現(xiàn)生物學(xué)概念所蘊(yùn)涵的價(jià)值的研究。只有這樣,才能較好地落實(shí)《標(biāo)準(zhǔn)》的三維目標(biāo),提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)。

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