以學(xué)習(xí)分類學(xué)的視角看中學(xué)生物學(xué)核心素養(yǎng)

溫亞 付偉麗 何英姿

【摘要】科學(xué)思維的內(nèi)核是邏輯方法，科學(xué)探究的主要內(nèi)容是科學(xué)探究思路和科學(xué)探究技能?？茖W(xué)思維和科學(xué)探究是生命觀念形成的方法和途徑，社會責(zé)任是在生命觀念的支配下，運用科學(xué)思維和科學(xué)探究所進行的社會實踐。以學(xué)習(xí)分類學(xué)的視角重視生物學(xué)核心素養(yǎng)，可看出中學(xué)生物學(xué)核心素養(yǎng)指向?qū)嵺`技能的形成。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? 中學(xué)生物? 學(xué)習(xí)分類

【中圖分類號】G633.91 ? 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）21-0027-03

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準（2017年版）》提出生物學(xué)核心素養(yǎng)的理念，并從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任四方面闡述了課程內(nèi)容的學(xué)業(yè)要求。為更好落實新課標(biāo)要求，本文在探討生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)內(nèi)容之上，以學(xué)習(xí)分類學(xué)的相關(guān)理論為依據(jù)，對生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)進行再分類，并在此基礎(chǔ)上對落實核心素養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)進行探討建議。

一、中學(xué)生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)

生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任各自的含義是什么？在這里，我們需要對各維度的目標(biāo)內(nèi)容進行討論。

（一）生命觀念

課標(biāo)中指出，生命觀念是對觀察到的生命現(xiàn)象及其相互關(guān)系或特性進行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法[1]。這個描述中生命觀念包括了生物學(xué)概念、生物學(xué)意識和生物學(xué)思想，生命觀念與它們的關(guān)系如何？

辨證唯物主義認為，觀念即思想，是人們在實踐基礎(chǔ)上思維活動的結(jié)果，即從感性認識上升到理性認識而形成的對客觀事物及其本質(zhì)的反映，是概念、判斷、推理的體系[2]?？梢钥闯觯飳W(xué)概念是生命觀念的基礎(chǔ)，生命觀念是生物學(xué)概念的上位概念。既然生命觀念不等同于生物學(xué)概念，那生命觀念具體指的是什么？就像有些專家認為的那樣，生命觀念具有模糊性，與生物學(xué)概念相比沒有明顯的界定[3]，這是由于生命觀念是一種意識形態(tài)所決定的，生命觀念產(chǎn)生于客觀世界，是思維的產(chǎn)物，但生命觀念又不僅僅只是客觀生命世界的反映，它反作用于客觀世界，生命觀念的落腳點在于指導(dǎo)實踐。生命觀念界限的模糊性決定了其具有廣泛的遷移性，是學(xué)生忘記所有生物學(xué)課本知識后所留下的最有價值的東西。課標(biāo)中對生命觀念的外延做了解釋，即結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等。

（二）科學(xué)思維

課標(biāo)中對科學(xué)思維的描述是，尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力。該描述中，科學(xué)思維包括了科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維能力和科學(xué)思維習(xí)慣。其中，科學(xué)思維能力主要是指運用科學(xué)思維方法的能力，科學(xué)思維方法是科學(xué)態(tài)度的體現(xiàn)形式，是科學(xué)思維習(xí)慣的主要內(nèi)容。

依據(jù)科學(xué)思維加工材料的不同，可將科學(xué)思維分為科學(xué)抽象思維，科學(xué)形象思維和科學(xué)直覺思維。其中科學(xué)抽象思維是以科學(xué)概念為加工材料[4]，遵循一定的邏輯規(guī)則，來認識事物本質(zhì)及其規(guī)律的過程，是科學(xué)思維的核心。在科學(xué)抽象中常用的邏輯方法有比較、分類、類比、歸納與演繹、分析與綜合等[5]。科學(xué)思維的另一種形式——科學(xué)形象思維，則是思維主體借以圖像等形象符號對感官獲得的形象信息進行想象、聯(lián)想、整合創(chuàng)造出來的具有代表性的新事物[6][7]?？梢?，形象思維的產(chǎn)物，如物理模型、數(shù)學(xué)模型等依然是科學(xué)抽象的產(chǎn)物。結(jié)合以上的描述，不難看出科學(xué)思維的內(nèi)核應(yīng)該是邏輯方法。

（三）科學(xué)探究

課標(biāo)中指出，科學(xué)探究包括科學(xué)探究精神、科學(xué)探究基本思路和科學(xué)探究技能。科學(xué)探究思路是科學(xué)探究的一般工作程序，包括了觀察、提出問題、設(shè)計方案、實施方案、結(jié)果分析與交流等步驟?？茖W(xué)探究技能是指提出科學(xué)問題的技能和解決科學(xué)問題的技能，其中解決科學(xué)問題的技能主要是指信息收集的方法和信息處理的方法兩種[8]。在中學(xué)生物課程中，信息收集的方法主要有觀察、測量、調(diào)查和實驗等，信息處理的方法主要是邏輯方法和數(shù)學(xué)方法?？茖W(xué)探究基本思路是路徑，為科學(xué)探究實踐指出了大致方向，但在具體科學(xué)探究情境中，科學(xué)探究思路不盡相同，而科學(xué)探究技能是載著研究人員沿著探究路徑達到探究彼岸的工具，在不同情境當(dāng)中操作規(guī)則卻有不變性。

（四）社會責(zé)任

課標(biāo)中社會責(zé)任的主要內(nèi)容是指，學(xué)生在學(xué)習(xí)完生物課程之后能夠辨別迷信和偽科學(xué)，形成生態(tài)和環(huán)保的意識，能夠崇尚健康的生活方式。社會責(zé)任內(nèi)容包括了運用生物學(xué)知識處理人與自己、人與社會、人與自然的關(guān)系問題，是認知、情感和行為的統(tǒng)一。生命觀念是社會責(zé)任認知層面的基礎(chǔ)，科學(xué)思維和科學(xué)探究是社會責(zé)任能力層面的保障。科學(xué)需要通過社會責(zé)任行為來對社會產(chǎn)生積極影響，社會責(zé)任是科學(xué)回歸生活的體現(xiàn)。

二、學(xué)習(xí)分類學(xué)理論及各理論之間的關(guān)系

學(xué)習(xí)分類學(xué)是研究人類學(xué)習(xí)類別，及不同學(xué)習(xí)類別的心理表征和發(fā)生過程的理論，有助于理解復(fù)雜教學(xué)目標(biāo)情境中的目標(biāo)種類。以下為幾種重要的學(xué)習(xí)分類：

（一）加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果分類

加涅依據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果，將學(xué)習(xí)分為言語信息、智慧技能、認知策略、動作技能和態(tài)度。如記憶DNA是指脫氧核糖核酸就屬于言語信息學(xué)習(xí)。智慧技能是指運用概念和規(guī)則辦事的能力，包括辨別、概念、規(guī)則和高級規(guī)則。如區(qū)分植物細胞和動物細胞，在諸多的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中識別出氨基酸分子結(jié)構(gòu)式都屬于智慧技能。規(guī)則是學(xué)習(xí)者在多種情境中一致運用若干概念之間關(guān)系的性能。如學(xué)習(xí)了氨基酸脫水縮合的方式后能夠在多種情境中將三個以上的氨基酸分子連接成多肽鏈。而高級規(guī)則是若干簡單規(guī)則組合而成的復(fù)雜規(guī)則，日常的問題解決和探究性學(xué)習(xí)都是運用高級規(guī)則辦事的情境。

（二）奧蘇伯爾的二維學(xué)習(xí)分類

奧蘇伯爾曾依據(jù)學(xué)習(xí)進行的方式是接受的還是發(fā)現(xiàn)的，學(xué)習(xí)材料與學(xué)習(xí)者的原有知識關(guān)系，將學(xué)習(xí)進行了二維分類，并將有意義學(xué)習(xí)從簡到繁分為符號表征學(xué)習(xí)、概念學(xué)習(xí)、命題學(xué)習(xí)、概念和命題的運用以及解決問題與創(chuàng)造。

（三）當(dāng)代信息加工理論的學(xué)習(xí)結(jié)果分類

當(dāng)代信息加工心理學(xué)將人類學(xué)習(xí)的結(jié)果分為兩類，即陳述性知識和程序性知識。陳述性知識是用來回答“是什么”的知識。例如“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”就是一種陳述性知識。程序性知識是用來回答“怎么辦”的知識，日常所說的技能就是一種程序性知識，其心理表征形式是一系列“如果/那么”形式表示的規(guī)則。依據(jù)控制對象的不同，技能包括了按照某種程序完成身體協(xié)調(diào)任務(wù)的能力，也包括了按照某種規(guī)則完成智慧任務(wù)的能力。

（四）各理論之間的關(guān)系

雖然各家對學(xué)習(xí)類別的表述有所不同，但因描述對象的一致性，因此有著許多相通的地方。當(dāng)代信息加工理論中的陳述性知識包括了加涅理論中的言語信息，奧蘇伯爾理論中的表征學(xué)習(xí)。程序性知識則包括了加涅理論中的智慧技能、認知策略、動作技能，奧蘇伯爾理論中的概念學(xué)習(xí)、命題學(xué)習(xí)、概念和命題的運用以及解決問題與創(chuàng)造。

現(xiàn)代認知心理學(xué)家將陳述性知識和程序性知識統(tǒng)稱為“廣義的知識”，并提出了廣義知識學(xué)習(xí)階段與分類模型[9]。在該模型中，廣義學(xué)習(xí)過程分為三個階段，即新知識習(xí)得、知識鞏固和轉(zhuǎn)化以及知識遷移和應(yīng)用。在新知識習(xí)得階段，程序性知識和陳述性知識有著相同的操作步驟。其不同點在于，知識鞏固和轉(zhuǎn)化階段。對于陳述性知識而言，該階段需要經(jīng)過復(fù)述和精加工，對原有的命題網(wǎng)絡(luò)進行修正重組，才可以使新知識在記憶中長時間的保存下來。而對于程序性知識而言，其最終目的是運用規(guī)則來辦事，因此，該階段需要經(jīng)過練習(xí)才可以使程序性知識轉(zhuǎn)變成辦事的能力。

三、學(xué)習(xí)分類學(xué)視角下的生物學(xué)核心素養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)啟示

依據(jù)學(xué)習(xí)分類學(xué)的理論，可以對核心素養(yǎng)目標(biāo)進行再分類，以明確各維度目標(biāo)內(nèi)容的實質(zhì)，為落實核心素養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)提供理論依據(jù)。

如前所述，科學(xué)思維的內(nèi)核是邏輯方法，而邏輯方法是一類指導(dǎo)思維活動的規(guī)則。例如，科學(xué)歸納推理法中的穆勒五法就具有固定的判斷規(guī)則。其中，求同法的規(guī)則是：如果幾組關(guān)系中，考察現(xiàn)象相同，因素項有所不同，那么因素項中相同的因素就可能是考察現(xiàn)象的原因[10]。例如，格里菲思肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，向小鼠體內(nèi)注射S型活細菌的實驗組和向小鼠體內(nèi)注入R型活細菌與加熱殺死后的S型細菌混合液的實驗組，結(jié)果都可以使小鼠死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出S型活細菌。兩個實驗組中相同的因素是“轉(zhuǎn)化因子”，因此“轉(zhuǎn)化因子”是決定細菌是否含有毒性的原因。由此可以看出，科學(xué)思維活動是思維按照一定規(guī)則完成思維判斷的過程，科學(xué)思維是一項智慧技能，其學(xué)習(xí)過程需要遵循技能學(xué)習(xí)的一般規(guī)則。即技能的形成需要足夠的訓(xùn)練才能使程序性知識轉(zhuǎn)變成操作能力，對于智慧技能——科學(xué)思維來說，只有讓學(xué)生親歷了思維過程，學(xué)生才可以習(xí)得科學(xué)思維能力，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。

對于教學(xué)來說，科學(xué)思維的養(yǎng)成需要遵循循序漸進和實踐性原則。循序漸進原則是指科學(xué)思維訓(xùn)練內(nèi)容須由低階到高階過渡，由單一方法訓(xùn)練到綜合方法訓(xùn)練過渡。如在邏輯方法中，“比較”是其他邏輯方法的基礎(chǔ)，因此可以利用引導(dǎo)學(xué)生觀察實物、數(shù)據(jù)或圖表中的共同點和差異點來提升學(xué)生的比較思維能力，從而為高階思維——歸納與概括、演繹與推理的訓(xùn)練做準備?？茖W(xué)探究是多種思維方法并用的過程，例如孟德爾對分離現(xiàn)象原因的假說就是歸納一對相對性狀雜交實驗結(jié)果所提出的，并通過演繹法設(shè)計了一對相對性狀的測交實驗。單一思維方法訓(xùn)練是科學(xué)探究順利開展的基礎(chǔ)，可利用教材中技能訓(xùn)練欄目進行單一技能訓(xùn)練，而后利用科學(xué)探究和科學(xué)史完成科學(xué)思維綜合訓(xùn)練。

科學(xué)探究是特殊的問題解決學(xué)習(xí)，其過程需要運用多種技能，屬于技能學(xué)習(xí)范疇。探究問題的提出、結(jié)果的分析需要邏輯方法，信息的收集需要觀察、測量、調(diào)查、實驗等具體的實操方法。如科學(xué)思維的訓(xùn)練一樣，科學(xué)探究的教學(xué)同樣需要遵循循序漸進和實踐性原則。在以往的科學(xué)探究教學(xué)中，科學(xué)探究一般思路強調(diào)的多，而科學(xué)探究技能訓(xùn)練的少，從而造成學(xué)生會說科學(xué)探究，但不會做科學(xué)探究的情況，這與教師對科學(xué)探究的認識有關(guān)。明確科學(xué)探究是一項技能，而非陳述性知識，有助于改觀科學(xué)探究的教學(xué)現(xiàn)狀。

生命觀念是基于生物學(xué)概念之上運用科學(xué)思維抽象所得的結(jié)果，在核心素養(yǎng)體系中作用于社會責(zé)任。生命觀念的形成需要以生物學(xué)概念為單位進行科學(xué)思維和科學(xué)探究過程。在學(xué)習(xí)分類學(xué)的視域下，很難將生命觀念歸于哪項具體的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，但就生命觀念形成的結(jié)果和過程進行探討，對生命觀念的教學(xué)依然有意義。生命觀念是生物學(xué)教學(xué)在認知領(lǐng)域的終極目標(biāo)，對教學(xué)具有統(tǒng)籌作用，教學(xué)內(nèi)容的安排需由生命觀念入手，將生命觀念分解為若干概念，依據(jù)概念概括程度的不同將概念逐級分解，再依據(jù)具體概念組織事實性材料，安排思維探究或?qū)嶒炋骄炕顒訋椭鷮W(xué)生自己生成概念。

社會責(zé)任重在實踐，受生命觀念的支配，受科學(xué)思維和科學(xué)探究的制約，其動力來自個體的情感體驗，是一種態(tài)度的學(xué)習(xí)。如在落實參與環(huán)境保護實踐目標(biāo)時，學(xué)生首先需要有“穩(wěn)態(tài)與平衡”的觀念，能夠認識到生態(tài)系統(tǒng)中的各種成分相互影響，生態(tài)系統(tǒng)通過自身調(diào)節(jié)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，但生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力有限。同時將生態(tài)系統(tǒng)和個體水平的生命系統(tǒng)進行類比，人體的任一器官出現(xiàn)故障均會影響人的生命活動，作為群體水平的生命系統(tǒng)也一樣，各組分需要行使各自功能以確保生態(tài)系統(tǒng)的正常運行。通過類比同化，領(lǐng)悟到保護環(huán)境的重要性，從而產(chǎn)生行為動機，進而使學(xué)生能夠主動參與環(huán)境保護的實踐中。社會責(zé)任目標(biāo)的落實，一方面是要以生命觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究為基礎(chǔ)。另一方面，由于社會責(zé)任是情感態(tài)度領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，因此需要挖掘課程資源，豐富教學(xué)形式。

四、結(jié)語

以學(xué)習(xí)分類學(xué)視角看中學(xué)生物核心素養(yǎng)，不難發(fā)現(xiàn)，核心素養(yǎng)目標(biāo)指向的是實踐技能而非知識的簡單記憶。這就要求教學(xué)需要遵循技能形成的一般規(guī)律來進行，改變以講授為主的教學(xué)方式，重視思維實踐和實驗探究在實現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)中的作用。

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作者簡介：

溫亞（1990.12-），女，助教，碩士，研究方向：中學(xué)生物課程與教學(xué)論、教師教育。

付偉麗（1973.8-），女，講師，碩士，研究方向：中學(xué)生物教學(xué)。

何英姿（1969.2-），女，教授，博士，研究方向：中學(xué)生物教學(xué)。