生命科學(xué)的提煉和表述論文

　　1提煉小學(xué)階段生命科學(xué)學(xué)科主題的必要性

　　中學(xué)生物學(xué)課程通常包括10個(gè)主題，生物多樣性、生殖和發(fā)育等主題側重在初中階段完成，而像細胞、物質(zhì)與能量、遺傳與進(jìn)化、生物與環(huán)境等較為抽象且對學(xué)生認知能力要求較高的主題，則安排在初、高中兩個(gè)學(xué)段完成。由此可見(jiàn)中學(xué)階段生物學(xué)的科學(xué)主題在初、高中兩個(gè)學(xué)段的分布既各有側重，又在整體上實(shí)現互補。但是在現行《科學(xué)（3～6年級）課程標準》（實(shí)驗稿）中，生命科學(xué)領(lǐng)域（生命世界）各部分內容之間相關(guān)性較小，關(guān)注的程度不一，很難和初、高中相關(guān)學(xué)科主題相銜接。本文根據科學(xué)主題的內涵，結合生命科學(xué)領(lǐng)域的知識和初、高中生物課程主題的特點(diǎn)，提煉出了小學(xué)階段生命科學(xué)領(lǐng)域的6個(gè)科學(xué)主題：同一性、多樣性、適應性、能量、進(jìn)化、穩態(tài)。這6個(gè)核心概念的關(guān)系是：同一性、能量和穩態(tài)是基礎，生物具有共同的物質(zhì)、結構和生命活動(dòng)基礎，能量是各種生命活動(dòng)的基礎，穩態(tài)維持著(zhù)所有的生命系統。在此基礎上，適應性和進(jìn)化表明，生物體的生活環(huán)境不同會(huì )產(chǎn)生不同的適應，并在適應中不斷進(jìn)化，從而形成生物的多樣性。

　　2將小學(xué)階段科學(xué)主題表述為核心概念的原則

　　在對眾多生物學(xué)事實(shí)、現象、機理整合的基礎上，提煉出小學(xué)階段生命科學(xué)領(lǐng)域的6個(gè)學(xué)科主題后，需要使用合適的語(yǔ)言來(lái)表達其內涵，并將其表述為核心概念。劉恩山指出：“用陳述句或以命題的方式來(lái)描述概念的內涵。除了使用概念名詞的方式，還可以用描述概念內涵的方式來(lái)傳遞概念”。張穎之等提出：“為了更加明確地描述出學(xué)生希望了解的內容，研究者們采用了這樣一種完整的陳述句形式來(lái)表述核心概念,在表述中盡可能少地使用術(shù)語(yǔ)。采用這種表述方式更易于確認需要學(xué)生理解和掌握概念的內容及其意義,也更易于建立概念之間的聯(lián)系”。溫·哈倫提出了選擇科學(xué)大概念遵循的4個(gè)標準。胡玉華指出：“生物學(xué)核心概念不是一成不變的，有些概念對中學(xué)生來(lái)說(shuō)是核心概念，對專(zhuān)家來(lái)說(shuō)可能是一般概念。不同學(xué)段的生物學(xué)核心概念是不同的,也就是說(shuō),生物學(xué)核心概念實(shí)際上是教師應該通過(guò)教學(xué)過(guò)程使學(xué)生形成的關(guān)于生命本質(zhì)的正確認識或看法�！被�于上述對核心概念的理解，筆者選擇下面兩條原則表述了小學(xué)階段生命科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科主題的內涵———核心概念。第一，選擇能夠表現生命科學(xué)最基本、最本質(zhì)、最核心的概念性知識，通過(guò)若干個(gè)核心概念相互組合，構成生命科學(xué)領(lǐng)域基本結構的骨架，反映出生命科學(xué)的基本面貌。第二，充分考慮到了小學(xué)生的認知特點(diǎn)。6～12歲的兒童處于皮亞杰提出的認知發(fā)展的具體運算階段，此階段兒童的特點(diǎn)是思維開(kāi)始變得更加協(xié)調、更加理性，變得更傾向于聆聽(tīng)他人的想法，但這是一個(gè)緩慢的過(guò)程，如果兒童能夠操縱所思考的物體，就能進(jìn)行邏輯思考。這個(gè)階段科學(xué)的學(xué)習要求具有很強的體驗性，以便讓兒童能夠發(fā)展、修正或改變自己的想法。所以核心概念在表述上照顧到了小學(xué)生的理解能力，多數是具體的、宏觀(guān)的概念，少有抽象的、難理解的概念。

　　3小學(xué)階段生命科學(xué)領(lǐng)域學(xué)科核心概念的表述

　　3.1同一性

　　生物體具有共同的物質(zhì)組成、結構基礎和生命活動(dòng)特性。這里使用了同一性，而不是統一性。從哲學(xué)的觀(guān)點(diǎn)看：同一性和統一性不是一個(gè)概念，“同一”是與“差異”相對立的范疇；“統一”是與“對立”相對立的范疇。統一性在初中以上使用，小學(xué)階段使用同一性。同一性強調的是生物具有共同的屬性，是指生物體在物質(zhì)組成上都具有生物大分子蛋白質(zhì)和核酸；在結構上都是由細胞構成的，在生命活動(dòng)上具有生長(cháng)、發(fā)育、繁殖、新陳代謝、遺傳和變異等生命活動(dòng)特性。

　　3.2多樣性

　　生物在各個(gè)方面都具有多樣性。生物的類(lèi)群、種類(lèi)、結構和生命活動(dòng)過(guò)程等都是多種多樣的。生命現象最突出的特征是它幾乎無(wú)限的多樣性，它存在于生物界等級結構的每一個(gè)層次中。在有性繁殖的種群中，沒(méi)有兩個(gè)個(gè)體是完全相同的，這種不同，不僅是由于它們在遺傳上的獨特性，也是性別、年齡、免疫系統以及在開(kāi)放的記憶程序中所收集到的信息不同所致，這種多樣性是生態(tài)系統的基礎，也是競爭與共生現象的原因，從而促成了自然選擇。無(wú)論在自然界的什么地方都會(huì )看到獨特性，獨特性就意味著(zhù)多樣性。任何生物性過(guò)程和現象都和多樣性有關(guān)。

　　3.3適應性

　　強調生物結構、功能和環(huán)境相互關(guān)系，生物的結構和功能相適應，生物的結構是為了適應相應的環(huán)境而形成的。生物界沒(méi)有無(wú)功能的結構和無(wú)結構的功能。生物體由于結構不同各有不同的性能。生物體具有和結構相適應的功能，生物體的結構是在適應環(huán)境的過(guò)程中形成的。生物體結構可以在與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量、信息的交換與流通中實(shí)現自我組織，從而適應環(huán)境，因而生物器官會(huì )出現用進(jìn)廢退的情況。

　　3.4能量

　　一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)能量。能量是人類(lèi)在探索自然界的各個(gè)領(lǐng)域中共同使用的一個(gè)概念，能量構成了任何相互作用的系統的基礎，是連接不同學(xué)科的紐帶。生命科學(xué)領(lǐng)域有其自己的特色；生命能量的來(lái)源是太陽(yáng)能；生命活動(dòng)中伴隨著(zhù)能量的吸收和能量的轉化；生命體內的能量流動(dòng)驅動(dòng)其新陳代謝和生長(cháng)發(fā)育，生態(tài)系統中的能量流動(dòng)使其得以存在繁衍。

　　3.5進(jìn)化

　　進(jìn)化是生命變化的過(guò)程和結果。生物進(jìn)化是從簡(jiǎn)單到復雜、從單一到多樣、從低級到高級的不可逆過(guò)程。生物變異和遺傳是進(jìn)化的基礎，變異為進(jìn)化提供原料,通過(guò)遺傳保存和積累了某些變異。生物與其生存環(huán)境之間相互作用并導致遺傳系統和表型發(fā)生一系列不可逆轉改變的過(guò)程形成了生物的進(jìn)化。生物進(jìn)化不僅表現在生物多樣性種類(lèi)和數量的增加,還表現在生物體的構造不斷趨于復雜和完善。

　　3.6穩態(tài)

　　所有的生命系統都存在于一定的環(huán)境中，在不斷變化的環(huán)境條件下，依靠自我調節機制維持其穩態(tài)。世界上一切事物都在變化中，又都具有相對的穩定性。穩定與不穩定是自然界一切事物所固有的屬性，一切事物都是穩定和不穩定的辨證統一。許多系統最后都會(huì )停留在穩定狀態(tài)下。穩定狀態(tài)應該有兩種情況：穩定和穩態(tài)。穩定一般是物理學(xué)上的稱(chēng)謂，是指系統抵抗了外來(lái)的或內部的干擾力，在短時(shí)期內沒(méi)有變化，具有抗干擾性保持自身原狀的性質(zhì)。在穩定狀態(tài)下，所有的力都是平衡的。生命系統中的穩定性非常少見(jiàn)，因為生命系統總是在不斷變化的。所以生命科學(xué)領(lǐng)域存在著(zhù)穩態(tài)，也叫動(dòng)態(tài)平衡。這是一般化學(xué)和生物學(xué)上的稱(chēng)謂，指系統表面是穩定的，而內部卻發(fā)生著(zhù)非常大的變化。

　　４結語(yǔ)

　　10余年來(lái)的課程改革經(jīng)驗和對其他國家科學(xué)教育的研究表明：科學(xué)教育不應該傳授給學(xué)生抽象的、脫離生活的、支離破碎的理論和事實(shí)，應該選擇一些重要的核心概念，用恰當、生動(dòng)的教學(xué)方法幫助學(xué)生建立一個(gè)相對完整的對自然世界的理解。小學(xué)科學(xué)課的內容不適合安排過(guò)多的知識內容，重點(diǎn)要讓學(xué)生通過(guò)相關(guān)的知識學(xué)習，學(xué)會(huì )基本的科學(xué)過(guò)程技能，養成運用探究式的方法學(xué)習的習慣。筆者提煉的小學(xué)階段生命科學(xué)領(lǐng)域的核心概念，就是適合小學(xué)生理解生命學(xué)科最基本面貌的一組核心概念，這6個(gè)核心概念對于小學(xué)生來(lái)說(shuō)理解的層次是不一樣的，多樣性、適應性和能量是可以充分理解的；同一性和進(jìn)化可以初步理解；而穩態(tài)則是初步建立意識即可。但是小學(xué)科學(xué)教師對這6個(gè)核心概念都要充分理解，只有這樣，教師在組織教學(xué)時(shí)，既可以刪除那些與理解核心概念沒(méi)有直接關(guān)系的繁瑣知識，還可以選擇出同時(shí)具有教育意義和培養學(xué)生技能的知識，利用這些較少量的知識使學(xué)生形成簡(jiǎn)化的、實(shí)用的、對未來(lái)學(xué)習更有支持意義的、內在邏輯性較強的知識概念體系，為今后能從科學(xué)主題理解科學(xué)知識打下基礎，也為今后學(xué)習和生活打下良好的基礎。

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