追求本真與自然的生物學(xué)教學(xué)

陸敏剛

【摘 要】新時代基礎(chǔ)教育呼喚指向立德樹人視域的課堂教學(xué)樣態(tài)，生物學(xué)課堂要返教育本真，于簡致中潤澤生命，精致溫潤課堂，形塑生命觀念;達生命自然，于無為中彰顯有為，品悟和諧無為，踐行自發(fā)有為。

【關(guān)鍵詞】生命自然;教育本真;核心素養(yǎng);光合作用

【中圖分類號】G633.91? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2021）28-0076-04

【作者簡介】陸敏剛，江蘇省無錫市教師發(fā)展學(xué)院（江蘇無錫，214121）培訓(xùn)部主任，正高級教師，江蘇省特級教師。

伴隨著各種教育理論引領(lǐng)的課程改革深化，筆者對教育教學(xué)的理解也在潛移默化中不斷改變和發(fā)展。作為一名生物學(xué)科教師，我們應(yīng)當關(guān)注生物學(xué)科教學(xué)中的生命本質(zhì)，關(guān)注學(xué)生個體生命本身的生長;于無為中彰顯有為，不斷引導(dǎo)學(xué)生從生活經(jīng)驗中學(xué)習(xí)新知識，激起探究學(xué)習(xí)的興趣，讓課堂煥發(fā)生命活力;在教學(xué)情境的設(shè)置中，讓學(xué)生逐漸產(chǎn)生問題意識，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。基于此，“返教育本真、達生命自然”成為筆者多年來一貫的教育追求。

一、返教育本真——于簡致中潤澤生命

“本真”為立本求真?！傲⒈尽背鲎浴吨杏埂返?2章“立天下之大本、知天地之化育”;“求真”來自陶行知先生的教育名言“千教萬教教人求真，千學(xué)萬學(xué)學(xué)做真人”?！胺到逃菊妗睆娬{(diào)在實踐教學(xué)中追求精致，在簡約的教學(xué)過程中凸顯內(nèi)容的深度與溫度，并讓學(xué)生在春風化雨般的點點浸潤中獲取在天地間立足的根本，成為有真知識、真能力、真品格之人。

“光合作用的探究歷程”是人教版高中生物教材必修1第5章第4節(jié)的重要內(nèi)容。“光合作用的探究歷程”中包含著豐富的生命科學(xué)史的要素，沿著生物學(xué)科發(fā)展的脈絡(luò)軌跡，可以讓學(xué)生感悟科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)探究的思路方法，感知“科學(xué)工作依賴觀察和推論”和“科學(xué)工作采用基于實證的范式”[1]的科學(xué)研究方法。光合作用是自然界最基本的新陳代謝方式，是教材中的“大概念”，因此本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)是通過分析探索光合作用的主要歷程，再現(xiàn)探索生物世界的經(jīng)典實驗，讓學(xué)生歸納出光合作用的概念，寫出光合作用總反應(yīng)，了解從科學(xué)探究到基于證據(jù)的科學(xué)范式，感悟科學(xué)家的精妙設(shè)計和精密思維，從而培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

1.簡約教學(xué)過程，精致溫潤課堂。

課堂教學(xué)過程往往會因課型內(nèi)容、學(xué)生學(xué)力水平等差異而迥然不同，但教學(xué)過程的簡約、教學(xué)環(huán)境的溫潤卻是筆者永恒不變的追求。其實，一堂好課不在于所用情境多么新穎、所教過程多么流暢、所涉知識多么完善，而在于能否“歷經(jīng)平凡現(xiàn)起伏，繁華落盡顯樸實”，創(chuàng)生出扎實、充實且真實的課堂。光合作用的探究歷程也是一部人類認識自然、利用自然和改造自然的科學(xué)史，含有豐富的生物學(xué)知識、生物學(xué)研究思想方法以及獨特的社會價值。在實際教學(xué)中筆者將紛繁復(fù)雜的教學(xué)過程刪繁就簡，凝煉出清晰且深入的邏輯線索，即充分利用教材中關(guān)于生命科學(xué)史內(nèi)容的教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。為此，我將教學(xué)設(shè)計為引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)家探尋的心路歷程，沿著科學(xué)家的思路作一次思維探究。

科學(xué)史情境設(shè)計：1627年海爾蒙特實驗→1771年普利斯特利實驗→1779年英格豪斯實驗→1785年謝尼伯實驗→1804年索熱爾實驗→1864年薩克斯實驗→1880年恩格爾曼實驗→1941年美國魯賓和卡門實驗→1948年卡爾文實驗。

教學(xué)中，通過遵循學(xué)生的認知邏輯，分析光合作用探究史的事實邏輯，還原生物學(xué)科本來面目，重視探究中蘊藏的科學(xué)道理，感悟科學(xué)發(fā)展的艱辛和曲折，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)認知方式，以簡約的過程凸顯知識本質(zhì)的不簡單。

除此之外，由于教師無法回答學(xué)生所提出的全部疑問，無法掌握所教授學(xué)科的全部知識，筆者對教學(xué)情境的構(gòu)建是以學(xué)生為本、以問題為導(dǎo)向的。

問題鏈設(shè)計：①海爾蒙特實驗結(jié)果土壤減少了，減少的是什么物質(zhì)？木桶上加蓋，目的是什么？海爾蒙特的結(jié)論完全正確嗎？為什么？

②后來科學(xué)家重復(fù)普利斯特利實驗，發(fā)現(xiàn)有時候成功，有時候失敗，失敗的最可能原因是什么？你認為普利斯特利在實驗中忽視了哪種條件在光合作用中的關(guān)鍵作用？

③英格豪斯實驗中控制的單一變量是什么？他知道植物更新了空氣中的什么成分嗎？為什么？

④謝尼伯實驗可以證明光合作用吸收了什么氣體？釋放了什么氣體？

⑤薩克斯的實驗中碘蒸氣處理的目的是什么？為什么要黑暗處理？為什么要一半曝光一半遮光？該實驗的結(jié)論是什么？

⑥恩格爾曼的實驗結(jié)論是什么？

⑦魯賓和卡門實驗需要標記什么元素？該元素有哪些同位素？怎樣設(shè)計分組對照實驗？

教學(xué)中，筆者堅守著“溫潤課堂”這一教學(xué)基本理念，教師表現(xiàn)出的溫情與關(guān)懷會給學(xué)生提供一個溫馨友善的環(huán)境，進而讓其在該環(huán)境中更好地內(nèi)化知識。正是基于“簡約教學(xué)過程，精致溫潤課堂”的教育主張，讓教學(xué)內(nèi)容中的邏輯思維、學(xué)科體系與情感觀念等本質(zhì)內(nèi)涵在不經(jīng)意間緩緩流露。

2.立足學(xué)科本位，形塑生命觀念。

除了教學(xué)的過程回歸簡約與教學(xué)環(huán)境復(fù)歸溫潤以外，筆者還提出“立足學(xué)科本位，形塑生命觀念”的教學(xué)主張，讓教學(xué)目標返歸本真。教師應(yīng)更多思考學(xué)科的育人價值究竟為何的問題?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》基于生物學(xué)學(xué)科本質(zhì)提出了“生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責任”的學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者認為生物學(xué)學(xué)科育人功能是引導(dǎo)學(xué)生習(xí)得生物學(xué)知識建構(gòu)生命觀念，形成思維習(xí)慣，改善思維品質(zhì)，基于學(xué)科規(guī)識、證據(jù)和邏輯提升探究能力，培育社會責任，助力生活生產(chǎn)。由此可見，生命觀念成了生物學(xué)育人價值的基礎(chǔ)與核心。然而，實際的生物學(xué)教學(xué)中卻因重知識技能、輕核心素養(yǎng)，不聚焦典型學(xué)科學(xué)習(xí)活動，不注重發(fā)揮課程育人功能，學(xué)生無法達成對學(xué)科觀念的提煉與學(xué)科本質(zhì)的回歸。生命觀念作為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，具有高度概括性與思想性。

本節(jié)課中“光合作用”是“大概念”，大概念的形成來自事實（證據(jù)），由眾多事實（證據(jù)）的分析和推理方可得出。光合作用的概念教學(xué)理應(yīng)建立在“生命科學(xué)史—光合作用實質(zhì)—實驗探究”的進階結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在學(xué)習(xí)過程中，要以生命科學(xué)史為主線，通過不斷分析實驗探究，幫助學(xué)生歸納得出光合作用的實質(zhì)。這些設(shè)計遵循學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)特點，以特定教學(xué)情境的設(shè)置，合理質(zhì)疑、大膽假設(shè)、巧妙設(shè)計，從而逐步形塑其生命觀念：從物質(zhì)和能力視角，闡明光合作用過程中貫穿著物質(zhì)與能量的變化。

二、達生命自然——于無為中彰顯有為

讓教育回歸本真是為了學(xué)生達成“生命自然”的狀態(tài)。此處的“生命自然”有兩層含義，一是學(xué)生在未來社會的個人生存與生活中，應(yīng)當達成生命對外界環(huán)境“無為”的自適應(yīng)狀態(tài);二是達成生命自然狀態(tài)時，學(xué)生能夠依據(jù)所學(xué)知識把握事物間的相互關(guān)系，發(fā)揮生命自發(fā)能動、積極協(xié)調(diào)的“有為”之作用。正因如此，筆者的教學(xué)主張還包含了“達生命自然”，即讓學(xué)生在敬畏生命、品悟和諧共生理念的基礎(chǔ)上，進一步增強其社會責任意識。

1.浸潤生態(tài)思想，品悟和諧無為。

生態(tài)學(xué)作為生物學(xué)的分支以及新興的一級學(xué)科，其對于學(xué)生品悟人與自然應(yīng)達成的和諧關(guān)系大有裨益。無論是“天地萬物、本吾一體”所提倡的人類與生命萬物本為一體的理念，還是“贊天地之化育”所體現(xiàn)的人類尊重客觀規(guī)律的思想，均強調(diào)了人類應(yīng)當在滿足自我的物質(zhì)需求與對自我的理性規(guī)約中，與外界生命或環(huán)境達成一種和諧狀態(tài)。為此，本節(jié)課中筆者設(shè)計了如下問題：

從17世紀到20世紀的300多年時間里，從海爾蒙特、普利斯特利、英格豪斯實驗到薩克斯、恩格爾曼、魯賓卡門及卡爾文實驗，經(jīng)歷了實驗證明、類比推理到學(xué)科交叉研究和同位素研究，體現(xiàn)了科學(xué)家合理質(zhì)疑、大膽假設(shè)和巧妙設(shè)計的優(yōu)秀科學(xué)品質(zhì)，使光合作用的研究從分子水平進入了量子水平，那卡爾文循環(huán)的實質(zhì)和意義是什么？

該問題是讓學(xué)生感受到生命系統(tǒng)是靈動而開放的，內(nèi)部在時刻發(fā)生著物質(zhì)和能力的轉(zhuǎn)換，自我維持著物質(zhì)、能量和信息的平衡，不斷體現(xiàn)著自然界的穩(wěn)態(tài)與平衡觀。讓學(xué)生深刻理解人與自然是命運共同體，只有尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然，才能與自然和諧相處。這樣的“和諧無為”并非真的無為，而是讓學(xué)生真正品悟到人類的主觀能動性應(yīng)服從于自然界的基本規(guī)律，方能達成“天人合一”，即了解、敬畏并適度利用生態(tài)環(huán)境及其他物種生命的理念。

2.培植社會責任，踐行自發(fā)有為。

馬克思指出人類“全部社會生活是實踐的”?，F(xiàn)代社會勞動生產(chǎn)、科學(xué)研究等一系列實踐活動造就了豐富多彩的物質(zhì)生活，然而這背后離不開人們對社會生產(chǎn)所出現(xiàn)問題主動承擔、積極解決的責任意識。在本節(jié)課結(jié)尾部分進行了如下設(shè)計。

展示8個圍繞光合作用研究獲得諾貝爾獎的事例：德國科學(xué)家威爾施泰特研究指出葉綠素是一種由葉綠醇和含鎂的葉綠酸形成的酯;德國生物化學(xué)家費歇爾研究血液和植物葉子的色素并制造成人造血紅素;瑞士科學(xué)家卡勒因研究類胡蘿卜素等物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu);美國科學(xué)家卡爾文歷經(jīng)10年通過同位素標記發(fā)現(xiàn)卡爾文循環(huán);美國科學(xué)家伍德沃德合成了葉綠素;英國生物化學(xué)家米切爾提出“化學(xué)滲透學(xué)說”;德國科學(xué)家戴森霍弗、胡貝爾、米歇爾共同測定出了光合作用反應(yīng)中心“蛋白-色素”的空間結(jié)構(gòu)，揭示出點子和能量的傳遞作用;美國科學(xué)家博耶、英國科學(xué)家沃克和丹麥科學(xué)家斯科共同研究ATP合成機理。

問題：光合系統(tǒng)的高效傳能和轉(zhuǎn)能超快過程到底是如何進行的？光合作用在常溫常壓下使水裂解、釋放氧氣，這是怎樣做到的？

和學(xué)生一起探討得出結(jié)論：目前人類還無法解答這些困惑，因此光合作用的機制仍然迷霧重重;揭示出社會責任——通過研究光合作用提高農(nóng)作物產(chǎn)量，造福人類，激發(fā)學(xué)生進一步探究的欲望。這樣就在教學(xué)中踐行了“培植社會責任，踐行自發(fā)有為”的基本主張。

培植社會責任意味著教師要用生物學(xué)的基本知識向?qū)W生解釋和說明人類生活和社會發(fā)展中遇到的問題，要讓學(xué)生了解生物學(xué)科知識在人類生活和社會發(fā)展中的應(yīng)用，并能夠運用生物學(xué)知識對有關(guān)見解、實驗方案、過程和結(jié)果進行評價?？萍际前央p刃劍，在帶給人類進步的同時，也會帶來一些負面影響和社會問題，因此教師在教學(xué)中既要辨別迷信和偽科學(xué)，又要正確對待科技發(fā)展帶來的一些生活問題和社會議題;要讓學(xué)生獲得一種立場、一種態(tài)度，更加自覺地珍愛自然，保護生態(tài)，建設(shè)健康中國、美麗中國，形成與自然界和諧相處的正確價值觀。

生物學(xué)教學(xué)應(yīng)當積極幫助學(xué)生參與社會服務(wù)，踐行自發(fā)有為。正是基于這樣的認識，筆者創(chuàng)建了江蘇省高中生物實驗課程基地，從實驗室到生態(tài)區(qū)、工藝坊，以生物實驗、生態(tài)文明實踐和生物與環(huán)境創(chuàng)意發(fā)明活動為載體，從學(xué)科教學(xué)到實踐育人、綜合育人，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力，培育學(xué)生優(yōu)秀品格，引領(lǐng)學(xué)生實現(xiàn)自我價值、服務(wù)社會，高質(zhì)量落實“立德樹人”的教育目標。

教學(xué)有標準，但沒有模式;思想有個性，更沒有定式。“追求教育本真，凸顯生命自然”教育主張的實現(xiàn)需要一個過程，從這個意義上說，筆者還需要持續(xù)不斷地實踐。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)愛生命，關(guān)注生活，加強社會責任感，踐行基于學(xué)科思維的生長課堂，就是追求教學(xué)的本真，就是追求教育的智慧，就是追求教育的境界。

【參考文獻】

[1]教育部.普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：44.