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高中生物教学创设问题情境的路径探析 李伟(江苏省南通第一中学)   学生学习和探究活动的发生和维持往往带有一定的意识倾向,与相应的情感相联系,因此落实学科核心素养的高中生物教学的各个环节应该是在激发学生认知需要和积极情感体验的情境中进行的,使学生善思乐学。创设问题情境就是教师结合教学目标和教学内容,重构教学要解决的关键问题,并在此基础上创设真实的、有价值和意义的问题情境,将学生由原有认知状态,带入一种新的问题情境中去,从而唤起学生积极思维,激发学生内驱力,使学生带着解决问题的迫切愿望进入学习和探究活动中。有效的问题情境有利于学生运用已有的生物学知识、证据和逻辑对问题进行思考和讨论,在理解问题、分析问题、解决问题的过程中掌握科学思维和科学探究的方法,提高从实践层面分析问题、解决问题的能力,从而形成独立解决现实生活中复杂问题的能力,有利于学生在解决真实情境的实际问题时逐步形成正确的价值观、必备品格和关键能力。教师在教学的整个过程,甚至在教学的每一个环节都应该高度关注问题情境的创设。下面就问题情境的创设进行一定的探析。 1 挖掘教材思维题材,创设问题情境 教材是课程实施的基本依据和载体,高中生物新教材提供了丰富的创设问题情境的素材。以2019年人教版高中生物学教材为例,教材中“问题探讨”“科学·技术·社会”“思考·讨论”“拓展应用”“探究·实践”“科学方法”“思维训练”“生物科技进展”“知识链接”“与社会的联系”“生物科学史话”等栏目等都蕴含着大量与教学内容密切联系和符合知识积累的逻辑顺序的素材。教师应对这些素材进行加工,结合知识的发生和发展过程,理顺知识之间的相互关联,创设问题情境,使学生带着问题阅读教材、进行实验、讨论问题,从而达到既深化知识又发展能力的目的。 例如,在“蛋白质是生命活动的主要承担者”一节中,教师可以利用“问题探讨”中的问题,创设蛋白质的组成单位以及基本单位如何构成蛋白质的问题情境,利用“思考·讨论”栏目中氨基酸的结构信息,创设氨基酸结构的共同特点及氨基酸名称与结构的对应关系等问题情境;利用“与社会的联系”的信息创设与氨基酸与健康生活的问题情境;利用教材图片1-12创设氨基酸如何构成蛋白质问题情境;利用教材图片2-8创设蛋白质功能问题情境。围绕蛋白质一系列问题的探讨和解决过程不仅以持续的驱动力促使学生主动构建知识,还有效地调动学生的积极思维,促进学生的生物学学科核心素养的养成。 2 基于生物实验探究,创设问题情境 在生物实验教学时,教师常常要求学生严格按照教材上的步骤去操作,会束缚学生的思维,会出现“学生动手时不用动脑,动脑时又不用动手,手脑分离”的状态。这种流于形式的生物实验只会把学生训练成流水线上的操作工。生物实验教学决不是用粉笔在黑板上的“做实验”,也不是电脑视频上的“看实验”,更不是报告册中“填实验”,而应该是为了每一个学生的发展,把学生看作具有生成潜能的主体,以生物实验为载体,促进学生应用科学方法亲自参与整个实验过程,从而学习从全方位、多角度发现问题和解决问题。这就要求教师创设问题情境,设计探究性生物实验,根据生物学科的特点、实验的具体内容,设计一些具有一定的研究价值、可行的又富有启发性的问题情境,使学生经常处于积极的思维之中,让实验成为思维的必然需要。例如,在“调查种群密度”的实验介绍前,可通过视频或资料激发学生急于知道某地区某种生物数量的情境。然后,学生自然就会思考有调查某地区某种生物数量的方法。再如,在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中,教师可展示菠菜的绿叶和黄叶,引导学生思考讨论绿叶变黄的原因,促进学生比较绿叶和黄叶的色素种类与含量。这样,色素的提取和分离的方法成为一种思维的必然。 教师可以将验证性实验改为探究性实验、定性实验改成定量实验,以此创设问题情境,打开学生思维的大门,引导学生收集各种证据、基于证据进行分析推理以及建立解决复杂生物问题的思维框架。同时,在创设问题情境时,教师要注意紧密结合实验要求,使实验成为问题解决的需要。在学生开展探究时,教师要引导学生搜集信息,提出假设,并能结合证据进行分析推理,通过证据得出结论,从而落实新课程标准中科学探究和科学思维的核心素养培养目标。 3 联系实际生产生活,创设问题情境 课程标准要求能运用科学的观点、知识、思路和方法,探讨或解决现实生活中的某些问题。因此在生物学教学过程中,生命观念的建立、生命规律的探究需要学生在教师创设的问题情境,应用生物学知识解决具体问题应结合具体的实际情境。教师要注意紧密联系学生的生产、生活实际,提炼出有关问题,创设问题情境,激发起学生有意义学习,有利于学生真正理解和掌握知识本质,并能运用所掌握的知识解决生产、生活实际问题,形成生物学科核心素养。 教师展示距离教室被阴面较近和较远的两株同时栽种的长势相似的茶树多年后生长状况的照片,创设问题情境,引导学生探讨光合作用影响因素。再如,利用过氧化氢的储存条件(低温、避光、避免铁罐储存)创设问题情境,促进学生探讨影响过氧化氢分解的因素。又如,借鉴草场退化问题,创设过度放牧的问题情境,引导学生探讨能量流动问题。这样联系生产、生活实际,将会大大提高学生的学习兴趣和热情,促进学生思维的发展。 4 融合生物科学史,创设问题情境 生物科学史是一个个问题解决、一个个生命奥秘被发现的历史。生物科学史的内容在很大程度上反映了科学家的探究活动与方法,能够作为理解科学探究、掌握科学思维的范例。教师在教学中充分挖掘、利用生命科学史创设问题情境,不仅可以使教学不再局限于现成知识本身的静态结果,而且可以追溯到它的来源和动态演变的过程,使学生理解生物科学的动态产生过程,同时揭示出反映在认识过程中的科学态度和科学思想。学生能通过过程式的学习,形成理解知识和运用知识的科学方法,激活创造力,逐步形成科学的世界观。例如,在细胞膜成分和结构的探索过程中,从1895年欧文顿对植物细胞膜通透性进行了上万次实验,到1925年人红细胞膜面积和其脂质单层分子面积关系的研究,再到细胞膜表面张力的研究,直至1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。前后近80年的时间,凝聚了几代科学家孜孜不倦的探索。他们探索中所遇到的问题都可以成为教师创设问题情境的素材,如细胞膜成分的推测,不同成分是如何构成细胞膜的。此外,教师还可结合磷脂分子特点,让学生尝试构建磷脂双分子层,从而促进学生构建流动镶嵌模型等。学生在重温生物膜结构和功能的探究历程中,感悟科学家发现问题、进行推理判断、提出假设进行验证的科学思维过程,激发兴趣,激活思维,使情感活动与认知活动相结合,体验知识发生、发展的过程,提高科学素养和创造性思维能力。 5 关注社会热点,创设问题情境 新课程强调教学内容要联系社会关注的与生物学有关的热点问题。在立足新课程标准教学要求的前提下,教师精选与生命科学相关的热点问题创设问题情境,有利于调动学生学习积极性,让学生体验生物学知识对解决社会热点问题的应用价值,培养学生的社会责任感。例如,教师可结合新冠疫情,从病毒的致病机理、核酸检测基本流程和原理、抗体检测的原理、疫苗的研制过程和发挥作用原理等生物学密切相关的问题设置问题情境,加强学生相关知识的理解和运用,引导学生学会辨别网上不科学的言论,培养学生的社会责任素养。再如,结合本地区生态保护或治理措施创设问题情境,运用种群、群落和生态系统的知识解决保护、治理和开发利用生态资源中的一些问题,形成生态意识,树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念。教师利用社会热点问题创设情境,加强对学生的科学引导,使学生体验知识价值,产生学习的渴望,培养学生分析问题和解决实际问题的能力,使他们理解学好生物学的重要意义,同时培养学生遇到社会热点问题独立思考、正确判断的能力。 此外,近年来,高考命题趋向于强化试题与社会实际、学生生活之间的联系,习题的情境化已成为命题的必然要求。因此,高中生物教学中问题情境的创设,有助于学生顺利理解、分析新情境中的问题,有效建立与已有知识的关联,实现知识的迁移应用。同时,恰当地利用问题情境教学是实现新课改目标,落实学科核心素养的重要途径。教师应该在教学实践中积极思考,合理运用。来源:李伟.高中生物教学创设问题情境的路径探析[J].中学生物学,2021,37(06):17-18.
 1   0  422天前
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高中生物学社会责任素养测评框架的构建与应用   李瑞雪,北京师范大学生命科学学院在读博士生; 王  健,北京师范大学生命科学学院教授。   摘  要  生物学社会责任素养是社会责任素养和科学素养的融合,包含生物学社会责任态度和生物学社会责任能力2个要素。为测评学生的生物学社会责任素养,应基于生物学社会责任情境,通过学生的生物学社会责任行为表现加以推断。根据高中生的身心发展特征和社会角色特点,构建高中生物学社会责任素养测评框架。基于此框架,设计生物学社会责任测评任务时,需要突出生物学特性,注重生物学科核心素养各维度的融合,紧密联系高中生物学科课程内容。在进行情境设计和问题设计时要把握情境设计原则,遵守试题设计规范。测评高中生物学社会责任要依循路径策略,将基于证据的表现性评价与情境化纸笔测试相结合。 关键词  核心素养测评;社会责任素养测评;高中生物;科学素养测评;试题情境;表现性评价     2017年版的《普通高中生物学课程标准》将生物学科核心素养概括为生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面。其中,社会责任具有特殊性和复杂性,其测评面临一定的困难和挑战。在已有研究中,对社会责任的测评内容多偏向态度维度,而忽视能力要素;在测评手段方面,多用量表法,而没有突出社会责任的学科特性,难以做到准确全面。本研究针对高中生物学,旨在测评学生的生物学社会责任素养。为此,首先要明晰生物学社会责任内涵要素,对生物学社会责任进行测评维度和测评体系分析,建构生物学社会责任测评框架;在此基础上,设计情境和表现任务,提出基于证据的表现性评价和情境化纸笔测试法。   1  生物学社会责任的内涵与要素   1.1 生物学社会责任的内涵   基于教育学和跨文化比较视角,社会责任可以看作社会个体对自己、他人(包括家庭)、集体、社会、国家民族、人类社会及自然界承担使命和履行义务的心理和行为表现。生物学社会责任是社会责任中特色鲜明、颇具价值的重要组成部分,指社会个体立足特定社会角色,借助生物学,对自己、他人(包括家庭)、集体、社会、国家民族、人类社会及自然环境主动承担使命,履行义务,并积极维护和增益的心理和行为表现。生物学社会责任是社会责任与生物学科交互作用的结果,是社会责任素养和科学素养的综合表现。   1.2 生物学社会责任的组成要素   素养是指在特定的情境中,通过利用和调动心理社会资源(包括技能和态度),满足复杂需要的能力,是适用于特定情境的知识、技能和态度的综合表现。素养最根本的是其心理属性,具有独特的心理结构。知识是能力与态度的基础,但不被包含在心理活动层面。因此,从素养内涵的角度来看,素养的心理成分包含能力(技能)和态度,忽视能力的素养是片面的、不完整的,忽视态度的素养是有缺陷的,素养作为能力,是道德的、负责任的。从责任心理学的有关概念界定和心理结构分析可以看出,责任心理成分基本相同,主要包括态度、能力、意志。从东西方文化比较的角度理解,西方责任心理强调能力、忽视态度,东方更强调责任情感和态度、忽略能力。基于以上分析,将社会责任的心理结构分为社会责任态度和社会责任能力,社会责任态度主要包括社会责任认知态度和社会责任情感态度。   借鉴以上分析结果,可将生物学社会责任分为生物学社会责任态度、生物学社会责任能力。生物学社会责任态度包括情感态度和认知态度2个层面。情感态度包括责任情感态度和生物学情感态度,前者主要是指同情心、义务感、良心、羞耻感和爱心与奉献的精神,后者主要是对生物学的兴趣、好奇。认知态度包括责任认知态度和生物学认知态度,前者指是否应当承担责任的价值判断,后者指能够承担起责任的生物学判断。生物学社会责任能力是面对生物学问题情境时,作出明智而富有创造性的判断、决策和行动能力,是高度依赖学习过程的综合能力;它不是一种简单的能力,而是一种复杂的能力;它不仅包含智力能力,而且包含非智力能力;它不只是社会责任能力,还包括生物学能力。基于此,形成生物学社会责任心理结构,见图1。 2  生物学社会责任素养测评框架与任务设计   2.1 生物学社会责任素养测评框架   情境、态度和能力是生物学社会责任素养测评的3个维度,以生物学社会责任情境为测评基础,以生物学社会责任态度和生物学社会责任能力为主要内容。   生物学社会责任是一种重要的素养。测评素养离不开情境,社会责任依存于社会责任情境。从广义角度理解,社会责任情境包括作为责任主体的复杂人际关系中的社会个体,包括他人(家庭)、集体、国家民族、人类社会多个层级社会关系的网络,也包括与人类生产、生活相关的自然环境。社会责任建立在社会关系的链条和网络上,必须依赖特定的社会情境。根据社会责任情境依存的特点,测评社会责任时应以社会责任情境作为基础维度。   根据社会责任态度与能力融合、态度包含情感态度和认知态度的特点,社会责任的测评应基于特定情境对社会责任态度和能力、情感态度和认知态度同时进行测评。测评态度比较常用的技术是量表法,但它无法完整、准确测评社会责任态度,也无法将社会责任态度和能力统一起来;因此,采用基于情境的社会责任态度测评法——以情境法为基础,吸纳主题统觉测试、开放式自由反应等方法,从情境、问题层面测评社会责任态度。   生物学的社会价值决定生物学社会责任,既包括运用生物科学技术,推动社会发展,造福人类;也包括防止生物科学技术异化,控制和减少生物科学技术对人们的负面影响。科学家是科学领域的社会责任的主体,所有人都有承担科学领域的社会责任的义务。高中生是受教育者,未来将成为负责任的公民,应该从自身做起,承担起属于自己的科学领域的社会责任。以科学家的社会责任为基础,参照社会公众在科学领域的社会责任,结合生物学科特点,根据高中生的身心发展特征和社会角色特点,总结出高中生应具备的5个方面的生物学社会责任:责任1,运用生物科学技术解决现实问题,为社会提供有益服务;责任2,认识生物技术负面作用,反对生物技术滥用;责任3,宣传生物科学,抵制有关迷信和伪科学;责任4,为有关生物科学决策、应用提出意见建议,维护公众利益;责任5,钻研生物科学,立志献身科学造福人类的事业。其中,责任1和责任2是基本责任,责任3和责任4是基本责任的衍生责任,责任5是具有高中生社会角色特点的重要责任。将上述5个方面的行为表现用可观察的表述逐条列出,见表1。向50名高中生物学科一线教师和教研员发放调查问卷,征求意见。对收回的50份有效问卷统计,分析这些人员对各项责任要素的认可度,结果见表2。调查结果显示,教师对这5个方面的认可度较高,可作为测评的设计依据。 2.2 生物学社会责任测评任务的设计   生物学社会责任的测评应基于生物学社会责任情境,由学生的生物学社会责任行为表现推断其生物学社会责任素养。在设计生物学社会责任测评任务时,需要设计生物学社会责任情境,以及整合态度维度和能力维度的测评试题。生物学社会责任测评任务的设计要突出生物学特性,并具有可操作性。 2.2.1 设计原则   第一,体现社会责任的生物学属性。测评时需把握社会责任和生物学科的关联性,理解独特的社会责任内涵,关注社会责任与生物学科的融合,注重对社会责任产生和发展的影响,强调社会责任的生物学属性。   第二,注重生物学科核心素养4个维度的融合。生物学科核心素养的4个维度——生命观念、科学思维、科学探究和社会责任是一个密不可分、立体综合的整体。社会责任的测评,必定要以其他3个要素为基础,与其他3个要素相联系。生物学社会责任水平也体现了高中生对生命观念的理解能力、科学思维能力和科学探究能力。   第三,紧密联系高中生物学科的课程内容。社会责任作为核心素养,对其测评不能脱离具体领域的课程内容。个体只有具备系统的、结构化的学科知识和技能,思想方法和探究模式,才能深刻理解特定任务情境,明确问题,形成假设,解决问题。测评高中生物学社会责任时,要避免简单地将高中生物学科知识化,应强调生物学科内容的结构性和关联性,突出思想方法和探究技能的运用,直接将社会责任的形成和发展与学科相关联。 2.2.2 情境设计   根据对社会责任内涵的界定和测评的实际需求,本研究提出社会责任测评情境的4个要素:1)社会责任事件。该事件要发生在特定的时空环境中,置于社会关系的网络。2)社会责任问题。基于测评要求,社会责任情境要有待解决的靶向问题,情境具有不完整性,需要补足社会责任事件。3)学生的介入角色位置。学生作为社会责任的主体,要以一定的角色进入社会责任事件,并与事件中的社会关系相关联,因此,情境中必须留有其虚位。4)学生与社会事件暗含责任关系。学生基于意识和信念,应该对事件承担某种责任,并产生相应的责任感知和推断。   设计社会责任测评情境,必须满足以下3个基本要求:第一,客观真实。设计社会责任情境,本身就是主观行为,但要努力保持情境的客观真实性。这种真实性就是要反映客观责任事件的本质,就是要反映学生真实的责任环境。第二,新颖陌生。为保证社会责任情境价值,必须给学生提供新颖陌生的社会责任情境,方法是设计等值社会责任情境,依据社会责任问题建立社会责任情境库,分类管理,机动灵活选取,避免雷同。第三,控制导引。社会责任测评情境的基本作用是用于测评,因此要控制无关变量、引导相关变量,设计模糊性、可变性环节,强化故事性、刺激性,以最大限度实现测评目标。   生物学社会责任测评情境是包括生物学背景材料,以生物学问题为靶向问题的社会责任测评情境。设计时应当包含社会责任测评情境的4个要素,遵守社会责任测评情境的3个要求。生物学背景材料要取自日常社会生活,与社会责任测评情境相匹配。生物学社会责任测评情境设计有2种路径:一是将生物学测评情境嵌入社会责任测评情境中,用生物学问题代替社会责任事件中的靶向问题;二是将生物学测评情境拓展至社会责任测评情境中,成为其中的核心部分。 2.2.3 问题设计   在设计测评任务时,要将社会责任态度和能力分开进行测评。社会责任态度包括情感态度和认知态度。测评情感态度时,要求回答感觉、体验等直观性问题;测评认知态度时,要求分析原因,阐释观点。社会责任态度的测评主要依靠情境,同时兼顾问题回答和任务完成;社会责任能力测评围绕社会责任问题的解决,可以使用解释、传播、设计等多种方式,提出的结构不良问题要具有不确定性和开放性,以激发学生的创造性,为学生提供广阔的答题空间。评判结果时,不限于标准答案,要鼓励开放性和创新性的作答。   设计生物学社会责任测评题目,应该遵守测评设计的规范。测试题目前面需要有引导语,将学生置于设计好的生物学社会责任测评情境,以便学生完成测评任务。设计生物学社会责任态度测评任务可为开放式问答题,考查学生的感触和反应,并通过原因分析深入了解其认知态度;设计生物学社会责任的测评问题,既可以设计结构良好的问题,也可以设计结构不良的问题,检视学生完成情况,判定其能力水平。   3  生物学社会责任素养测评实践   生物学社会责任测评在实践中的应用一般采用基于证据的表现性评价和情境化纸笔测试2种方式。   3.1 基于证据的表现性评价   基于证据对高中生物学社会责任进行表现性评价,有以下4种形式。   第一,基于日常生物学教育教学过程进行评价。高中生物学教师要把握本学科社会责任的特征,在课堂教学、作业批改、学习辅导等环节,观察、记录学生相关表现,收集多重证据,这些证据包括学生的口头报告、回答问题、与同伴的讨论和交流等,在此基础上依据测评框架评定学生的社会责任水平。比如,教师在教学活动中,注意观察学生是否对生物学有兴趣,是否乐于探索生物科学的奥秘,是否认真学习生物学并取得良好成绩,在交流中获知其是否有将来从事生物科学研究事业的意愿,以此判断该学生在生物学社会责任5的水平状况。该形式可考查学生是否具有对生物科学有较强的好奇心和探求欲的情感态度,是否具有从事研究生物科学、报效社会的认知态度,是否具备克服困难、取得良好成绩并主动开展生物科学探究和实践的能力。   第二,基于生物科学社会实践活动进行评价。在教学中,通过开展形式多样的校内外社会实践活动,创造更多测评机会,观察学生在社会实践活动中的社会责任态度和能力表现,评价学生的生物学社会责任水平。比如,教师可以设计一场以“如何看待对婴儿进行基因编辑”为主题的辩论会,号召学生积极参加。通过学生参与情况和在辩论会上的具体表现,教师可以评价学生在生物学社会责任2的水平状况。该形式可考查学生是否具有反对基因编辑技术滥用的情感态度,是否具有认识基因编辑技术负面作用的认知态度,是否具备在基因编辑技术应用中自觉遵守伦理道德规范的能力。   第三,通过情境模拟进行评价。借鉴人力资源测评中的情境测评法,以生物学社会责任情境为基础维度,模拟现实社会中的生物学问题,设置测试主题和测试任务,让学生参与,观察其表现,判断其社会责任水平。具体方式可以是现场模拟、角色扮演、无领导小组讨论等。比如,生物学教师可以将学生带到一条污水横流、植被稀少的河边,观察学生的态度,让学生就如何呈现“鱼翔浅底,绿护两岸”的环境,从生物学角度给当地政府提出建议,通过任务完成情况,判断其社会责任4的水平表现情况。该形式可考查学生是否具有积极参与有关生物科学决策的情感态度,是否具有用生物科学服务社会的认知态度,是否具备基于生物科学观点为公共决策及社会、集体、他人提供可行意见和建议、维护公众利益的能力。   第四,基于现代信息技术进行评价。基于计算机设计测评情境,让学生置身于虚拟的社会责任情境中,观察其反应及表现,以测试其生物学社会责任水平。可以通过故事顺叙或游戏串联形式,将高中生物学社会责任的5个方面一体地进行综合测评,形成系统化的测评模式和单元。计算机测评技术创新将为评价高中生物学社会责任带来新突破。   通过表现性评价测评学生的高中生物学社会责任,具有真实性强、准确度高的优点,但费时费力、操作不便,难以系统化、规模化施测。   3.2 情境化纸笔测试   情境化纸笔测试将情境模拟测评书面化,力求达到表现性评价的同样效果。使用这种方法测评中学生社会责任时,具有局限性,难以做到全面准确,但它具有简便、系统和可大面积施测等优点。基于生物学社会责任测评框架,可以命制情境化试题,考查学生的生物学社会责任水平。举例如下:   例1:为探索动物本身的生命现象和规律,需用动物进行科学研究,比如研究各种疾病与衰老机制时,检测药品、食品、化妆品、放射品对人类的危害时,都需要用实验动物进行安全评估和效果测试,进而推广到人类。   请问:   1)你对利用动物进行实验持怎样的态度?   2)在学习“哺乳动物的主要器官结构及功能”时,老师让同学们观看实验室中解剖家兔的视频。课后几位同学讨论该不该用活兔子做实验,大家各执己见。如果你参与讨论,你会说些什么?至少写出3条。   3)根据科技部、中央宣传部、中国科协2018年全国科技活动周精神,全社会应大力普及科学知识,弘扬科学精神,提高全民科学素养,因此学校与实验动物学会准备联合开展“实验动物福利与伦理”主题的科普宣传活动。如果老师请你安排此次活动的形式,你会如何设计?   4)据新闻报道,某医学院被网友曝光随意丢弃实验用狗的尸体。视频显示,数十只狗被放置在户外,部分狗有多处伤口,疼得一直在抽搐。事后,校方回应,相关人员在按规定程序做完实验后对动物尸体处理不当,要求实验室规范动物实验守则。如果你是学校的实验老师,考虑到实验过程及实验前后处理,你会提出哪些要求?请回答至少3条建议。   例1对生物学社会责任1、责任2予以考查。题目第1)问以利用动物进行科学实验为主题,考查学生对动物实验持有的基本情感态度和认知态度。第2)问以真实生物学实验课堂中观看解剖家兔视频后同学们进行讨论为现实生物学情境,考查学生是否具有乐于运用生物科学技术、反对技术滥用的情感态度,以及理解生物科学技术对社会有积极作用、认识生物技术负面作用的认知态度。第3)问以设计主题科普宣传活动为现实生物学情境,深入考查学生是否具备灵活综合运用生物学知识和方法解决生活中与该主题相关的较复杂生物学问题,以及为社会提供有益服务的能力。第4)问以某医学院随意丢弃实验用狗尸体这一现实生活中的生物学情境,请学生提出利用动物进行科学实验的行为规范,考查学生是否具备在生物技术应用中自觉遵守伦理和道德规范的能力。   例2:“权健事件”引发社会关注。罹患癌症的4岁小女孩周洋,因权健公司医院介入治疗,病情恶化而死去。权健作为一个保健品公司,千元一双的鞋垫,号称可以矫正O型腿,还能当枕头改善睡眠,放腋窝急救心脏病发作;风味饮料本草清液,被销售方宣传为排毒保健品,可通过腹泻排除身体五脏六腑的毒素,而且均价格高昂。   请问:   1)日常生活中,你是否会对保健品的相关宣传进行了解?你认为它们在治疗疾病方面有用吗?   2)周末,小明去看爷爷奶奶,正好看到电视里在播“权健事件”的新闻,爷爷奶奶很诧异保健品居然还能“害人”,还说自己昨天跟邻居张奶奶一起刚买了降压茶,商家说每次感觉不舒服的时候喝两杯,不吃药也能好。如果你是小明,对于“权健事件”和降压茶,你有什么看法?你会跟爷爷奶奶及邻居张奶奶说些什么?   例2对生物学社会责任3予以考查。题目以周洋患癌死亡事件为中心,呈现权健公司不当广告宣传且非法牟利的现实情境。将学生置于此生物学情境,考查其担当宣传生物科学,抵制有关迷信和伪科学的社会责任表现。通过对权健事件、保健品、降压茶的理解,可以考查学生是否具有崇尚生物科学的情感态度和正确价值判断的认知态度。通过与爷爷奶奶及邻居的沟通情况,可以考查学生是否具备传播生物科学知识、反对有关伪科学的能力。   在测评高中生物学社会责任时,情境化纸笔测试和表现性评价各有优长,应该将二者结合起来,统筹运用,这样才能达到全面准确测评的效果。   4  结束语     生物学社会责任是科学素养的重要内容,培养生物学社会责任是科学教育的重要目标。准确、全面地评价高中生物学社会责任,对促进中学科学教育具有重要作用。生物学社会责任具有情境依存性,是生物学社会责任态度与生物学社会责任能力的融合体,是一种复合素养。为精准测评生物学社会责任,要在把握生物学社会责任内涵、要素的基础上,理解三维结构,建构完整的测评框架,准确选择路径策略,精心系统设计题目,统筹运用不同方法。   作为核心素养,社会责任既要可教可学,又要能测能评。然而,社会责任的位阶较高,面向较广,内容较多,全面准确测评难度较大。基于生物学科,把握社会责任的生物学特性,对高中生物学社会责任实施测评,开辟了测评社会责任的新途径。   来源:《中国考试》2021年第8期    
 0   0  471天前
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中科院院士:转基因争论 20年后看会是一场笑话 来源:“iPlants”微信公众号   ►中国科学院院士朱作言 撰文 | 吴跃伟 樊雨轩   转基因名字让人恐慌,准确应叫分子杂交育种“转基因这个名字,我不太喜欢。因为别人听了,什么是转基因啊,转个什么基因啊,老百姓听了就恐慌。”近日,中国科学院院士朱作言就转基因问题,接受澎湃新闻专访时表示,准确地说,人们常说的转基因,是一种分子杂交,或分子杂交育种。 他进一步解释说,传统的杂交育种是两个物种、品种进行杂交,引入成千上万个基因。而转基因,或叫分子杂交育种技术,唯一的不同是用一个基因去和另一物种或品种杂交,引入的是唯一一条基因,更精准高效。 7月初,全球100多位诺贝奖获得者联合发表公开信,支持转基因技术和转基因农作物,重申其安全可靠。这一活动引发人们的广泛关注。 朱作言是国家农业转基因生物安全委员会第一届委员会成员,也是2016年最新一届委员会的成员。 国家农业转基因生物安全委员会是农业部履行农业转基因生物安全管理职能的技术咨询机构,由领域内专家出任,主要对农业转基因生物的安全性进行评价,并提出咨询意见。 “转基因争论20年后再看会是一场笑话”澎湃新闻:您怎么看100多位诺奖得主联合署名支持转基因技术和黄金大米这件事?中国科学家在转基因话题上有无一致声音? 朱作言:你谈到中国科学家群体,显然中国科学家中不少人对这个问题是不理解的,甚至持怀疑态度,这就是为什么中国科学家没有一致起来。 实际上,中国科学家有一部分人,比较知道转基因科学背景的人,比如说分子生物学界的人,是毫无疑问会支持的。 我们中国好像没有发声,不是没有发声,中国科学院发布过关于支持转基因的声明,专门发布过,院士们发表的,可以查得到,但是这个声明在社会上无声无息,就没什么影响。 澎湃新闻:您意思是说,很缺少那种引起大家关注、掀起大讨论的,知晓度很高的科学家? 朱作言:对。说出来好像看不起自己,但中国科学家群体在社会上的影响,真正发挥的作用还是很有限。当然,国外科学家发挥的作用有多大,我也不太清楚,但100多个诺贝尔奖获得者的签名,权威显然在。 澎湃新闻:我们在媒体上也能看到一些专家学者说转基因是安全的,但是老百姓好像不买账。 朱作言:专家越说,他越不买账。我看过相关的研究文章,一种社会人的心理,对主流的声音听不进去,越是非主流的声音,越是听得进去。 澎湃新闻:很少在媒体上看到公众表达自己对转基因食品、农作物的担忧,是不是老百姓表达出来,会更有助于解决这个问题? 朱作言:现在的问题是越做科普,疑虑越多。 澎湃新闻:那应该怎么做呢? 朱作言:就是这个问题,科学对话需要再深刻地考虑一下了。 澎湃新闻:是不是科普的方式需要改变一下,带人到实验室亲自看一下? 朱作言:看也不行,看不懂。 澎湃新闻:是不是有一个接受的过程,公众的态度会慢慢改变? 朱作言:我个人的观点是,不管政府态度怎么样,反转的态度怎么样,我们不看现在,过20年后,回过头来看,这是一场笑话。 为什么?科学的发展就是这样。布鲁诺、哥白尼、伽利略,当时他们有人受到宗教的迫害,有人被烧死,现在看来,他们是被冤枉的,当时的愚昧造成的。 我们看近代一点的例子,四十年以前,那时候试管婴儿,第一个试管婴儿出来的时候,全世界舆论口诛笔伐。现在呢,试管婴儿有多少,据说通过试管婴儿出生的人口接近上千万。这也就几十年的事情。 转基因这个问题用不着这么久,我想,再过二十年回头来看这场争论,一场笑话!这就是科学和科学的进步,最后是不可阻挡的。 但是在一段时间内,它会受很多委屈,被暂时封杀。 美国90%以上大豆的种植是转基因,这封杀得了吗?让他们回过头种传统大豆?根本不可能。 “转基因这个名字我不太喜欢” ►转基因黄金大米。 澎湃新闻:你怎么看转基因这种技术?朱作言:转基因这个名字,我不太喜欢。因为别人听了,什么是转基因啊,转个什么基因啊,莫名其妙,说不清楚。准确地说,人们理解的转基因、常说的转基因,应该是一种分子杂交,或分子杂交育种。   什么是分子杂交育种呢? 原来培育作物品种过程中,杂交是应用非常广泛的。如袁隆平先生培育的杂交水稻,如同驴和马杂交后生出来的骡子。 一个物种和一个物种的杂交,是二者各自全套的基因的杂交、混合。转基因呢,也是杂交,但它不是全套基因的杂交,它只是一个物种的一个基因,和另一个物种的全套基因进行的杂交。 我把马的一个基因拿出来,放到驴子里边去,或者把驴子的一个基因,放到马里边去。这种杂交,是很精准地杂交,是目的性很明确的杂交,而且是在高技术基础上、现代科学技术发展的前提下。 因为以前杂交糊里糊涂嘛,把精子和卵子放在一起,让不同的物种交配一下就行了。(澎湃新闻注:随后还要从大量产物中筛选,筛选出需要的品种) 现在我们不用做这种,因为这种传统的杂交是非常复杂的。 因为每个物种,它有它相对的优点,也有缺点。这个优点和缺点的基因都放在一起,就一起洗牌了,将来长成什么样,听天由命了。然后再去选好的(产物)。袁隆平不是一天到晚在那儿选择嘛,选择好的(产物)。 但现代科学发展不用这样,一个物种,比如野生稻,如果我知道这个野生稻里的一个基因是高产的,或者粒穗多啊,或者粒穗饱满啊等等,那我把这个基因拿出来,跟现在我们种的常规水稻杂交,结果呢,既保持了现在种植的常规水稻的生产优越性,又只改变了它一个原来的缺点,比如说产量不够高等。 这样就说得非常清楚,不是什么转基因。否则别人听了,转了个什么基因啊,搞得糊里糊涂,老百姓听了就恐慌。 再准确地阐述一遍就是:我把一个优良性状的基因拿出来,跟另外一个所需要的生产品种杂交,这就是分子杂交育种。 比如说,我把一个β-胡萝卜素基因拿出来,跟水稻杂交,让原本不具有这一基因的水稻,有了这一基因,这是分子杂交,一个基因和一个品种的杂交嘛。 如果我说转基因,跟老百姓说转胡萝卜基因,他就恐慌,也说不清楚。如果我说,β-胡萝卜素基因跟水稻杂交,跟籼什么品种的水稻杂交;说把一个抗虫蛋白的基因跟玉米杂交,这样玉米也抗虫了;或者说把一个作物抗旱的基因拿出来,与水稻杂交,这样来提高水稻的抗旱性,这样说,比较清楚一点。 质疑转基因食品长期安全的问题是“欲加之罪”转基因食品普遍安全吗? 这可能是“挺转”者和“反转”者争论最为胶着的一个问题。 尽管“挺转”者均称,转基因食品已通过安全性评价试验,但“反转”者依旧有疑问:人类现在食用的农作物已历数千年历史,而转基因食品不过才几十年,这么短的时间不足以检验出其是否绝对安全。 朱作言在接受澎湃新闻专访时表示,“对这个问题的基本观点应该是这样的,中国有专门的委员会监管一个食品或药品是不是安全的。包括转基因食品在内的所有的食品或药品,如果国家指定和授权的专门委员会、权威的机构,认定它是安全的,那么它就是安全的。不能这个人说安全,那个人说不安全,这个人说需要三年验证,那个人说需要十年,这是一个无解的争论。我们只能按照国家权威机构的认定。当然,其他人可以表达自己的观点。” 朱作言取得了多项具有开创意义的重要成果,为鱼类基因育种奠定了理论基础,全球第一条转基因黄河鲤鱼也诞生在他带领的团队手中。但31年过去了,这条鱼还没有“游”出实验室,“游”上餐桌。而比该转基因鱼研发较晚的转基因三文鱼,已在美国批准上市。 朱作言谈转基因食品安全问题 ►转基因大米。 情形一:将一种食品的基因转入另一种食品澎湃新闻:即使是吃了转基因食品,食品中转的那个基因,也不会对人体产生任何影响吗?朱作言:不能这么说,“转基因”这个词太泛了。首先我们要看转什么基因。比如说黄金大米的基因,转的是维生素A前体类胡萝卜素的基因。类胡萝卜素,实际上,人们从别的地方也吃得到,吃药也能摄入。维生素A嘛,对人体就没有影响。把这样一个基因转到大米中去,大米本来不含类胡萝卜素,现在含了,像其他的胡萝卜一样,有了这种营养成分了,你说这有什么影响? 澎湃新闻:你们研究的转基因鲤鱼呢?朱作言:我们做的那个(转基因)鲤鱼,说白了就是,把一个草鱼的生长基因跟鲤鱼杂交。因为草鱼长得快嘛,就把草鱼长得快的基因拿出来,跟鲤鱼杂交,放到鲤鱼里边。如果说转基因,是转了这么一个基因。草鱼嘛,人们天天在吃,鲤鱼,人们也天天在吃。这有什么问题呢?没有任何问题,或值得怀疑的地方。这样说的话,即使再笨的人他也能理解。但是“转基因”三个字,别人一听到,只知道是转基因进去,不知道是个什么东西。 澎湃新闻:这个鲤鱼的安全性评价实验也做了?朱作言:对,都做了。 澎湃新闻:就等着国家批了就可以上市?朱作言:还有很多程序,要一步步走,这不知道猴年马月的事情。 情形二:将非食物基因转入食物中澎湃新闻:还有其他转基因情形吗?朱作言:转基因还有一种情形是,原来吃的食物里没有这种东西,现在转进去了,大家可能有一点担心。比如说抗虫蛋白,你转一个基因进去让水稻或者玉米抗虫。Bt蛋白是一种抗虫蛋白,棉花上的铃虫吃进去后,它消化不了,肠道会胀起来,最终死掉。这种基因转进水稻之后,就可以抗虫,少打农药。但是疑问就来了,棉花可以,因为我们不吃棉花。但是水稻,我们是要吃的呀,这是不是安全?人们有担心。 澎湃新闻:人们这种担心有道理吗?朱作言:科学的实验证明,第一,人对这种蛋白没有反应。吃了之后,这种蛋白不会对人产生(副)作用;第二,转进去后,它在稻米中含量极少、极少、极少,非常微量。微到什么程度呢?根据田间害虫的情况,可以使用农药,其中一种很有效的农药就是这种抗虫蛋白农药。农民们在田间喷洒的时候,天女散花一样,拼命洒,空气中都是。这时候,喷药的人接触的量,是稻米中的成千上万倍。没有人担心这件事,也没有哪个人担心农民使用这个农药会对身体不好。但这个(转基因)水稻中有几百万分之一的含量,有人倒关心起来了。当然有些人就讲,科学证明了“第一年、第二年我吃了没有(副)作用”,那第三年呢?这就有点儿胡搅蛮缠了。 澎湃新闻:为什们说是胡搅蛮缠?朱作言:现有的科学都证明没有问题了,你说未来有没有问题。那我可以说,现在任何一种东西,比如说,开发出来的野菜啊,很多时髦的绿色的食品,比如说以前不吃的树叶啊、或者草啊,变成了新的市场产品。有谁做过实验?没有任何人做过实验。这反而被当做绿色食品来推广。我也可以来问一下,“好,你今天吃了,没有(副)作用;那吃了两年以后,有没有(副)作用,对后代有没有(副)作用呢?”照样可以问这个问题。这些问题,相当于“欲加之罪,何患无辞”。 转基因不是农业发展的唯一道路,但效果最好朱作言表示,转基因技术只是整个农业育种技术的一个新的方法、新的发展,此外还有很多其他的育种方法,如传统的杂交、分子标记育种、选择育种等方法,“但目前这些方法已经发挥到极致了,或者说发展的空间比较有限。而‘转基因’——我说的‘分子杂交育种’,是目前科技含量最高的一个方法,效果也会是最好的一个方法。”对于转基因食物是否应标识问题,朱作言持中立态度:“标不标,我觉得都行,我没有特别地支持哪种。标,我不反对。因为在目前的情况下,老百姓不大清楚的时候,你说不能标,他越发怀疑,这显然有问题的。”但他同时表示,从商业的角度,转基因标识会使成本相应增加。 “转基因不是农业发展的唯一道路”澎湃新闻:为了增产、抗虫而培育转基因农作物品种,但生态农业是不是也能实现这些?转基因是不是非转不可?农业发展是不是只有转基因这一条路?朱作言:转基因不是未来农业发展的唯一道路,这是第一点。第二点,传统的,包括你讲的方法,在解决这些问题当中已经发挥得很充分了,也许还可以发挥,但是是有限的。这就是为什么要尽快找到新的方法。转基因是这些方法的补充或者说进一步发展,代表了育种技术发展的未来。转基因是这些方法的补充或者说进一步发展。它是整个农业育种技术的一个新的方法、新的发展,它的目标就是要解决农业生产的品种问题。原来的杂交、分子标记育种、选择育种等等,都是为了解决品种的问题,为了改良品种。但是目前这些方法已经发挥到极致了,还可以有潜力,但潜力看起来是比较有限的。如果要进一步突破,必须用新的方法,转基因显然是其中一种。随着科学的发展,未来可能出现比转基因更好、更科学的方法。但就目前来讲,利用现代科学技术的成果进行育种,转基因是科技含量最高的一个方法,它的效果也会是最好的一个方法。这是毫无疑问的。 澎湃新闻:您的意思是说,老百姓面对的还是一个多重的选择,不是必须种转基因、吃转基因?朱作言:包括生产者消费者也是这样。但是现在问题在什么地方呢?你知道,种田的人追求什么呢?他追求高效,追求高产,追求节约成本,追求省事,追求省力。农民种了转基因玉米之后,他不会再去种其它的玉米。因为它少用农药,少用除草剂,省事、产量又高。他们为什么要回过头再去种那些品种呢(澎湃新闻注:传统的玉米)?吃力不讨好。转基因大豆也是这样,美国种植的95%以上的大豆是转基因大豆。你要这些农场主再去种传统大豆,他们不会去种。 “百姓认不认转基因只能通过市场解决”澎湃新闻:有的人希望自己有知情权和选择权,他的想法是,你说转基因安全,那你标识。我购买的时候,能够自主选择。朱作言:对这个问题,我持中立态度。标不标,我觉得都行,我没有特别地支持哪种。 澎湃新闻:标,您也不反对?朱作言:我不反对。因为在目前的情况下,老百姓不大清楚的时候,你说不能标,他越发怀疑,这显然有问题的。如果真的是光明正大地标出来,我不认为这有什么特别的不好。现在美国是不标,他认为是增加成本。标识的确是增加很多成本。可能我们看得很简单,但是从商业的角度,整个社会的成本会大大增加。 澎湃新闻:转基因食品是好的、安全的,我就一定得买账,一定得吃这个吗?有人说,自己情愿吃那个天然的,即使价格贵一些。朱作言:我认为这个只能通过市场解决。国家通过科学,阐明这个产品或品种是可用还是不可用。如果是可用,那么国家发通行证。将来这个品种有没有市场,靠消费者决定。如果这个转基因品种,不好吃又卖得贵,政府即使规定每个人一天要吃一斤也不会有人听。但是如果这个东西又便宜,又好吃,又安全,营养又好,他会慢慢接受。还有种植者。市场分为两方面:一个是生产者,一个是消费者。生产者愿不愿意种?假如生产者种植后,发现这个东西省事,产量又高,抗风险能力又大,他大量种植,丰收了。但他的产品消费者不接受、卖不出去也不行,也不会继续种。所以让转基因产品由市场决定。但关键是国家的科学监管,敢控敢放,对严格科学论证通过的产品,国家要敢于发通行证。它的市场表现,不用国家担心,让时间来说话。 “国家要敢于批,也要最严格监管”澎湃新闻:您是说,关键是国家要敢于发一个通行证,开一个口子,试水一下?朱作言:现在问题是,老百姓没有机会来选择,因为市场上没有这个产品。生产者没法选择,因为没有准入证,国家不让种植。很难理解的是,转基因作物,比如转基因大豆,允许进口,允许吃,但不允许种植。这是奇怪的事情。转基因新品种要进入生产的话,要经过国家批准。批准之前,如果乱种,就是违法。但现在的问题是什么呢?我们国家就是不批。已经科学地分析过,其安全性已经到了非常完备的情况下,也不批。而且,美国已经种了,我们还不批,现在是这个问题。并不是说,不要国家监管,一定要国家监管。我的观点是,一定要最严格地监管。同时,要对合格产品准入有所作为,其准入产品的前景由市场决定。转基因鲤鱼,我们做得比别人早;转基因玉米,不能说比他们(国外研究者)早,但已经有品种了,政府就是不让上,没批准种植。 澎湃新闻:生物安全评价也做了吗,还不让种?朱作言:在这个问题上,我也感到困惑。美国社会的反转压力也非常非常大,不比中国小。美国政府也考虑到社会民意,不是“今天科学家做出来,明天就批准了”,也拖了好长时间。社会民众对这些东西有议论。但拖了一段时间后,民众议论以后,它最后不管你怎么议论,它根据科学做出决策。当然有一种谣言说,美国人不吃,这是完全误传。他们直接或间接吃了近20年。   来源:中科院院士:转基因争论 20年后看会是一场笑话
 0   0  496天前
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高山仰止,景行行止 ——试论朱正威先生的课程观   岳文果(甘肃省教育科学研究院) 摘  要  朱正威先生是我国当代著名的中学生物学教育家,作为核心成员参与研制生物学课程标准,作为主编之一主持编写了人教版《义务教育教科书·生物学》《普通高中教科书·生物学》等教材。朱正威先生的课程观可概述为课程性质阐释内涵、课程理念寓意深长、课程目标厘定清晰、课程内容兼容并包、课程实施倡导自觉、课程评价维度多元。 关键词  朱正威;生物学课程;课程观   笔者案头有一本绿色封面的书,是人民教育出版社为纪念朱正威先生而出版的《朱正威教育文集》,书中收录了先生正式发表的60多篇学术论文。在笔者从事中学生物学教育、教学、教研工作的20多年时间里,时常读到先生的文章,也有幸多次聆听先生的谆谆教诲,而现如今只能通过研读先生的论著来怀念先生,不禁怅然若失。朱正威先生作为当代教育名家,教育思想博大精深,笔者以一隅之见书得拙文一篇,解读先生的生物学课程观,难免挂一漏万,不当之处恳请同仁批评。 1  课程性质阐释内涵 生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学[1,2]。朱正威先生倡导生物学教育是科学教育的重要部分,根本任务是培养学生必备的、可持续发展的科学素养。因此,他主张生物学课程的精要是展示生物学的基本内容、反映生命科学的本质;通过学习生物学课程,既要让学生获得基础的生物学知识,又要让学生领悟科学家在探索生命科学的过程中所主张的观点以及解决问题的思路和方法[3]。 普通高中教育的根本任务是促进学生全面而有个性的发展,为学生适应社会生活、接受高等教育和进行职业发展做准备,为学生的终身发展奠定基础[4]。朱正威先生对生物学课程性质的阐释与党和国家的教育方针高度契合,强调生物学课程隶属自然科学领域,要培养提高学生的学科素养,养成科学思维的习惯,形成积极的科学态度,以满足未来生活、工作、终身学习和发展的需要[3]。他在课程标准研制和教科书编写过程中,始终贯彻这一观点。例如,人教版七年级下册生物学教科书中在介绍了食物中的营养物质、消化和吸收之后,将“合理营养与食品安全”单列一节,让学生在学习了人体消化系统结构和功能知识的基础上,进一步理解合理营养与健康生活的关系。又如,人教版普通高中生物学教科书设计了“科学·技术·社会”“生物科技进展”“与生物学有关的职业”等栏目,反映了生物科学技术的最新进展以及对社会发展和个人生活的影响,开阔了学生的视野,培养了学生适应终身发展和社会发展需要的正确价值观念、必备品格和关键能力[5]。 2 课程理念寓意深长 在历次课程改革中,朱正威先生始终坚持将“提高生物科学素养”作为生物学课程的重要理念之一。他认为,生物科学素养反映了一个人对生命科学领域核心内容的理解、掌握和应用水平,以及在现有基础上不断提升自身生物科学素养的能力[3]。 中共中央、国务院《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》和国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》均将培养学生的科学探究能力作为优化教学方式、深化课堂教学改革的重要举措之一。朱正威先生早在20世纪90年代就提出,探究性学习既是学习方式,也是学习内容,其目的在于培养学生的独立性和自主性,引导学生在质疑、调查、实验、分析、推理、判断等探究活动中,既能理解、掌握和应用知识,又发展收集信息、处理信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力,交流与合作的能力,特别是创新精神和实践能力[3,6]。他在生物学教科书中设计了大量的探究实践活动,如义务教育阶段的“种子萌发的环境条件”“酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”,普通高中阶段的“尝试制作真核细胞的三维结构模型”“影响酶活性的条件”等。学生通过动手探究获得了生物学知识,增强了对生命现象的好奇心和求知欲,体验了探究过程带来的快乐,培养了探究能力,且能充分认识到科学、技术和社会的紧密联系。 3 课程目标厘定清晰 课程目标是指学生通过学习课程,在德智体美劳等方面期望实现的发展程度。课程目标既是确定课程结构、课程内容、教学目标和教学方法的基础,也是课程本身要达成的具体目标和意图。朱正威先生认为生物学课程目标是由课程总目标和课程具体目标组成的。在义务教育阶段生物学课程具体目标的构成中,知识目标并不是唯一的,而是与能力目标、情感态度价值观目标“三分天下”[3]。例如,义务教育生物学课程标准的内容标准中第八个一级主题“生物的多样性”分为“生物的多样性”和“生命的起源和生物进化”两个二级主题,具体内容标准又分为十项。其中,既包括“尝试根据一定特征对生物进行分类”“概述生物进化的主要历程”等知识目标,又包括“观察酵母菌、霉菌”“认识校园内的植物并挂牌”等探究能力目标,还包括“关注我国特有的珍稀植物”“说明保护生物多样性的重要性”等情感态度价值观目标。 朱正威先生多次指出,课程目标应体现贯彻于教学活动中[3]。课程标准所规定的课程总目标和具体目标主要体现在教科书的每一模块(单元)、每一章、每一节和教师讲授的每一节课之中。因此,教师在教育教学实践中要充分考虑课程目标的贯彻和落实。随着年级递增,学生很容易遗忘过去所学习的知识,但是获取新知识的能力、正确的生命观念、科学思维方法、科学探究能力和社会责任感都在不断发展提升。教师在制订教学目标时,不能仅囿于知识层面的重难点突破,还应根据具体教学内容将能力、情感态度价值观进行充分渗透,以达成课程标准期望实现的课程目标[7]。 4 课程内容兼容并包 生物学是研究生物的结构、功能、发生和发展规律的科学,属于自然科学六大基础学科之一,具体学科分支包括动物学、植物学、微生物学、免疫学、生物化学、生态学、细胞及分子生物学等。据赵占良先生回忆,朱正威先生在《义务教育生物学课程标准:2011年版》研制过程中提出,人既是生物学的研究主体,又是生物学的研究对象,人与生物圈的关系在很大程度上决定了人类社会的可持续发展,因此创造性地建议将“人与生物圈”的关系作为主线构建义务教育生物学课程知识体系,并最终形成了突出人与生物圈的关系、由十大主题共同构成的内容标准[3]。同时,他还主张教科书的知识体系也应重点突出人与生物圈的关系,并在教科书编写过程中充分渗透了这一理念。朱正威先生和赵占良先生共同主编的义务教育生物学教科书分为4册、8个单元、31章、80余节,内容涵盖了生物学的绝大多数内容,包括生物体的结构层次、生物与环境、生物圈中的绿色植物、生物圈中的人、动物的运动和行为、生物的生殖发育与遗传、生物的多样性、健康地生活等,并将科学探究、生物技术有机融入相关章节之中。 在此基础上,普通高中生物学教科书则纵向深化生物学课程内容:微观层面突出细胞的分子组成、细胞的结构和新陈代谢、遗传变异的分子基础等;中观层面涉及人体内环境与稳态、人和动物生命活动的调节等;宏观层面包括种群和群落、生态系统和环境保护等;并将细胞工程、基因工程、发酵工程、生物技术安全与伦理等单列成一个模块,再辅以现实生活应用、职业规划前瞻、学业发展基础等选修内容,构建了一个科学完备、兼容并包的高中生物学知识体系[3]。 在朱正威先生的倡导下,义务教育和普通高中生物学教科书向学生展示了一个横向全覆盖、纵向全贯通、领域全融合的生命科学世界。这种整体设计使得两个学段的生物学课程既合理分工、有所侧重,又紧密衔接[3]。学生通过生物学课程的学习,能够树立正确的生命观念,形成科学思维的习惯,掌握科学探究的思路和方法,具有开展生物学实践活动的意愿和社会责任感,可为未来继续学习和适应社会生活打下认识和实践的坚实基础。 5 课程实施倡导自觉 课程实施是将课程标准和教科书付诸实践的过程,是实践课程理念、达到预期课程目标、实现育人宗旨的重要手段。朱正威先生始终秉持科学的课程实施观,积极倡导德育为先、全面发展、面向全体、知行合一[3]。 在义务教育阶段,他提出提高贯彻课程目标的自觉性,引导组织学生进行探究性学习,关注重要概念的学习,加强和完善实验教学,落实科学、技术和社会相互关系的教育等课程实施建议[1]。在普通高中阶段,他认为教师需要关注每一个学生、关注每一节课的教学过程,应高度关注生物学学科核心素养的达成,组织以探究为特点的主动学习,帮助学生形成生命观念,加强和完善生物学实验教学,落实科学、技术和社会相互关系的教育,注重生物科学史和科学本质的学习等建议[2]。 课堂教学是教师向学生传授知识、培养能力、培育观念的互动活动,是一种创造性、多样化、个性化的双边活动,一节好课是以教师和学生的自觉为基础的。许嘉璐先生在“朱正威先生从教50周年教育教学研讨会”上谈道:“朱正威的名气,是朱先生从教50年来一节课、一节课讲出来的。”[3]朱正威先生也曾说过,几十年来支撑他的,是对学生和对生物学的热爱。他认为生物学教师只有发自内心地喜爱、热爱所教授的课程,全面深刻地钻研课程标准和教科书,才能取得良好的教学效果,使课堂教学活动达成课程育人目标[3,8,9]。谭永平先生回忆朱正威先生对青年教师的关爱、期望和专业成长的培养时提到,朱先生鼓励青年教师要多读书、广读书,达到“渊”“博”的境界,从而解决教师知识储备的有限性和学生求知欲的无限性这一矛盾[3,10]。 6 课程评价维度多元 课程评价是指根据课程方案和课程标准,用科学方法评估课程目标、课程内容的实施是否实现了教育目标,实现的程度如何,以判定课程设计的效果,并可据此作出改进决策。评价是教育教学实践中不可或缺的重要环节,是教师了解教学过程、调控教学行为、提高教学质量的重要手段。朱正威先生始终主张评价应将质性评价和量化评价综合应用,倡导教师采用多元化评价方式评价学生的学业成就,如学生成长记录、课堂行为观察、作业练习检测、实践应用检测、阶段性纸笔测试等[3]。义务教育生物学课程标准评价建议中将评价学生的探究能力放在了首要位置,之后才是情感态度价值观的发展状况、知识目标的达成情况[1]。普通高中生物学课程标准进一步淡化以知识为主的评价方式,将学生生命观念的树立、科学思维的发展、科学探究能力的培养和社会责任意识的形成作为评价内容[2]。 中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》明确提出,要改革学生学业评价,完善过程性考核与结果性考核有机结合的学业考评制度。朱正威先生早在20世纪80年代就提出,必须要改变传统的考查方式,一要重视过程性考查,二要适当减少偏重记忆的试题,增加考查分析问题、解决问题能力的试题[3]。这种前瞻性的思想与新时代教育评价改革倡导的评价理念不谋而合,令人拍案叫绝。朱正威先生也将这种理念充分渗透在义务教育和普通高中生物学教科书中。例如,在正文部分设计“想一想,议一议”“本节聚焦”等栏目,在每一章节后均设计有“练习”“练习与应用”“复习与提高”等版块,让学生在每一节课的学习过程中和学习结束后都能随时发现问题、分析问题、解决问题。充分体现了课程评价不仅要关注学生的学习结果,更要关注学生在学习过程中的发展和变化。 斯人已去,往事可追。尊敬的朱正威先生已经离开我们3年了,但先生的音容笑貌和谆谆教诲始终在笔者的脑海中回荡。我们既是朱正威先生的学生,更是朱正威先生生物学课程观的践行者,我们要发扬先生无限热爱中学生物学教育事业的精神,为中学生物学教育事业作出应有的贡献。   参考文献 [1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准:2011年版[M].北京:北京师范大学出版社,2012. [2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准:2017年版2020年修订[M].北京:人民教育出版社,2020. [3]人民教育出版社生物室.朱正威教育文集[M].北京:人民教育出版社,2020. [4]中华人民共和国教育部.普通高中课程方案:2017年版2020年修订[M].北京:人民教育出版社,2020. [5]刘杨,任媛媛,李高峰.朱正威的教材观[J].中小学教材教学,2020(12):12-14. [6]王颖,包春莹.朱正威先生教材编写思想研究[J].教育理论与实践,2020(20):40-43. [7]刘杨,任媛媛,吕贝贝,等.朱正威先生的课程观:“自立、借鉴与改革”鼎足之势[J].中学生物学,2019,35(6):50-52. [8]包春莹.立足中国紧跟时代:对朱正威先生学术观点的个人理解[J].中学生物教学,2019(7):8-11. [9]王天祥.生物学教师专业化发展的必备基础和实践要求:朱正威先生对教师专业化发展的论述及其对专业成长的启示[J].教育科学论坛,2020(7):59-62. [10]谭永平.追忆朱老师:回忆交往琐事里的先生[J].中学生物教学,2018(13):66-67.   来源:“陕师大中学生物教学”公众号    推荐阅读丨高山仰止,景行行止——试论朱正威先生的课程观  
 3   0  579天前
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核心素养视域下“糖代谢”内容的拓展延伸  郭学恒(教育部考试中心)裘 莹(清华大学医学院) 摘  要 糖代谢是高中生物学课程的核心内容之一,在糖的合成代谢、分解代谢、消化吸收等方面进行内容延伸,有助于深化概念认知、强化能力培育、优化学科素养。关键词 核心素养 糖代谢 光合作用 糖酵解来源:《生物学教学》 2021年第3期        
 0   0  579天前
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“五构概念”教学法在单元整体教学中的实践研究 周初霞(浙江省教育厅教研室)   摘  要 聚焦重要概念的单元整体教学研究中,尝试了“五构概念”教学法,将单元重要概念“解构”为若干个次位概念的“学习图谱”,以“情境-任务-活动-评价”为课时教学主线,进行概念的“初构”“重构”“架构”和“创构”,从而在建构概念为明线的同时,与生物学学科核心素养发展的暗线相交融。 关键词 重要概念 单元整体 “五构概念” 学科核心素养   整体认识论认为在涉及知觉过程的整体和局部加工问题上,整体大于部分之和,整体决定部分的知觉,整体是在部分之前被知觉的。整体性教学是基于整体认识论所形成的一种科学设计观,是以设计整体学习任务为核心,主张教学设计回归学习的复杂性、真实性本质,在复杂的、真实的学习任务中去寻求“科学理性”的设计意义。单元整体教学既要求教师基于学科核心素养发展的视角设计教学目标,整体把握教材的深度和广度,对教学内容进行分析、整合、重组,又要回归概念教学的基本问题,将单元分解成若干具进阶性和连贯性的次位概念的课时教学。聚焦重要概念的单元整体教学研究中,尝试了“五构概念”教学法:将重要概念“解构”为若干个次位概念的课时“学习图谱”,明确单元整体教学目标与路径;设计“情境-任务-活动-评价”的课时教学主线,通过创设情境,初构概念;活动论证,重构概念;整合建模,架构概念;迁移拓展,创构概念。“五构概念”教学法能帮助学生形成“整体分析——部分分析——整体总结”的思维方式,改善传统课时教学造成学习的碎片化和浅表化。学生在一般概念、次位概念的课时学习基础上,达成单元重要概念的建构,理解概念和规律的内在联系,提高运用生物学知识解决实际问题的能力,发展生物学学科核心素养。 1.“解构”单元重要概念体系,设计单元整体“学习图谱” 1.1 以重要概念为中心,解构单元整体概念体系 从某重要概念出发,结合单元内容和学生者的学情,厘清次位概念→重要概念→大概念等各层级概念的逻辑关系,以及重要概念之间、次位概念之间的逻辑关系和相互支持作用等等,从而建构概念体系。 以“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”为主题的单元整体概念体系解构如图 1。 1.2 以次位概念为目标,解析课时概念序列 每节课的时间都是有限的,课时数也是有限的,因此要将有限的时间集中在对生物学重要概念的理解上,为学生学习概念创造条件。所以,对于课时教学来说,教师还需要对次位概念进行细化,将上位的概念拆分为一系列较为具体的概念,并依次列出概念序列。例如“细胞膜控制细胞与周围环境的联系”这一次位概念的学习,将其拆分为如下概念序列: A.1.细胞膜控制细胞与周围环境的联系    A.1.1.细胞膜具有选择透过性 A.1.2.细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成 A.1.3.细胞膜具体一定的流动性 然后,将基本概念转化为学习任务或探究的进阶问题,基于任务或问题,设计学生主动学习的系列活动。学生带着任务或问题进行活动,学习才得以真正发生。 1.3 以“情境-任务-活动-评价”为主线,设计单元“学习图谱” 单元“学习图谱”是学生学习本单元的“锚点”,帮助学生明确单元学习的逻辑关系、逻辑脉络,课时学习的目标和内容等学习的主要方向。以逆向设计教学路线为指导,通过创设情境,设置问题以激发学习动机。学生带着挑战性任务或有思维深度的问题主动参与活动、深入探究,经历“体验”“探索”“发现”等知识的形成过程;学生获取有效信息以解决问题的过程中同时伴随着教学评价。基于评价,教师引导学生进行反思,帮助学生澄清“迷思”“错误”的前概念,从而形成科学概念。学生在获得新概念后,教师应采取各种手段评价学生最终的学习成果,尤其是在新情境中的应用迁移能力以及学习过程中的自我认知意识,从而使浅层学习走向深度学习。 重要概念“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”的单元整体学习图谱设计如图 2(参考杭州第十四中学卓芳芳老师获得的 2020 年浙江省高中生物教学活 动评比一等奖案例)。 2.实施“初构”“重构”“架构”和“创构”概念教学路径 以“细胞核是细胞生命活动的控制中心”为例,具体阐述如下。 2.1 创设情境,初构概念 基于情境,形成思维冲突,暴露原有的“迷思”概念。建构主义学习观认为学习是学习者以已有知识和经验为基础的主动建构活动,学习者依据自己的观点解读学习内容,进而在自己的头脑中建构出新知识。在教学中,教师创设真实的生物学情境,结合学习内容的知识结构,凝练真实问题,以真实问题情境引导学生思维。例如,老师展示伞藻的生长过程,提出问题“细胞生命活动的控制中心是哪个结构?”学生明确学习目标,基于情境问题,联系生活经验和原有认知提出自己的预测、判断、解释和分析,形成思维冲突,暴露原有的“迷思”概念。 2.2 活动论证,重构概念 通过科学论证或探究等活动,将“迷思”概念调整为科学概念。要帮助学生形成正确的生物学概念,必然需要给他提供大量生物学事实以支撑。教师围绕概念组织事实性知识或活动,为学生搭建形成科学概念的阶梯,通过实验、生物学科学史论证等活动来引导学生精制编码、促进图式建构。学生动手操作或者动脑思考,观察现象及事物间的联系,通过归纳或演绎来达成概念的建构。例如,活动 1“以伞藻去帽、嫁接、核移植实验为素材,探究细胞核控制细胞的遗传和代谢”,将难以重复的探究实验,引入科学论证,使课堂更接近真实的科学研究,帮助学生发展科学思维和科学探究,理解科学本质。活动 2“用 3D 打印技术制作核模型并进行交流”,旨在课堂中渗透 STEM 教育理念,帮助学生夯实科学、技术、工程和数学等跨学科知识的同时,提升其实践能力与创新精神。学生主动参与活动,进行讨论、实践等主动学习,经历“体验”“探索”“发现”等知识的形成过程。从而明确自己原有“迷思”概念的不足,尝试将“迷思”概念进行适当的调整,进而引发学生进行深入探究,尝试运用多种多样的证据,表达自己对新知识的理解或观点,并论证自己或他人的理解或观点。在论证、模型建构等过程中逐渐明晰概念的内涵和外延,生成科学概念。 2.3 整合建模,架构概念 将概念进行表达或结构化整合,从概念走向概念化。美国著名教育心理学家布鲁姆提出了学科结构论的教学论思想。他指出学习的实质是一个人把同类事物联系起来,并把它们组织成赋予它们意义的结构。教学中,教师引导学生将所学概念外显表达,并且与相关的概念进行比较、辨析,将新学习的概念进行内化,并纳入到原有概念体系中。例如“借助模型说出伞藻细胞核的结构和特点”“并在之前学习的细胞膜、细胞器等概念框架基础上,完成细胞核的概念架构”。特别是单元学习完成后,用概念图等方式架构个性化的概念框架。将课时学习的一个个具体的概念“锚点”连成“线”构成“面”,领会次位概念之间、次位概念与重要概念之间的逻辑关系,最终形成整体化、结构化、系统化的概念体系。一个良好的概念结构就是一个有序的系统,在这样的系统中,信息可以有效地储存、加工和输出。 2.4 迁移拓展,创构概念 在新情境中迁移应用概念,使概念得以拓展和创新。杜威在《我们怎样思维》一书中指出:思维最主要的一个功能就是在新情境中解答问题,排除疑虑,整个思维的过程其实就是梳理、分析和解决问题的过程。教师为学生提供新情境,特别是布置动手和实践类作业,尽量给学生提供实验、实践的机会和交流与分享的机会。例如“呈现克隆猴研究过程的新情境,让学生应用知识判断哪个细胞核模型能更好的表示激活后重组细胞的细胞核”“课后查阅和讨论克隆技术等前沿科技”。通过实践练习等评价学生能否迁移应用,“举一反三”,从而判断教学目标的落实情况,特别是学科核心素养的发展。同时,学生在实践过程中可产生新的体验、新的问题、新的思考,使所学概念得以拓展和创新,而这些又 将成为后续学习的动力和源泉。 3.实践总结与反思 单元教学设计有利于教师追求学科教学目标的有效设计和持续落实,而不拘泥于一个课时的内容来落实学科核心素养。“五构概念”教学中,解构单元概念体系,设计单元整体“学习图谱”是开展单元与课时教学的“GPS”,旨在追求知识的整体性、教学安排的整体性和学习的整体性,较好地处理教师整体设计思路与学生认知思路的矛盾,帮助教师和学生厘清单元整体与课时教学的概念层级、学习目标、学习活动与评价方向,从而实现整体设计与课时教学的内在逻辑关联性。 “五构概念”教学中在实施过程中还需要研究诸多实际问题:①概念建构的明线与素养发展的暗线要交融。单元整体情境与问题的设计要主线化,有整体性和连续性,一条情境主线贯穿整体单元始末。同时,“情境”的创设必须承载社会责任的落实,导向“立德树人”“五育并举”。情境主线与知识主线、素养主线融合,概念知识网络建构的同时生物学学科核心素养得以发展②概念教学必须突出科学概念的建构。通过“初构”“重构”“架构”“创构”概念的过程,旨在突出科学概念建构的“四个”关注,即关注“迷思”概念的暴露;关注学生形成概念的过程;关注概念体系的建构;关注概念的迁移应用③课堂实施要从被动学习走向主动学习。教师组织学生讨论并释疑,将科学概念聚焦清晰,学生自主或合作学习,找出核心问题的答案。教师必须给学生留出思考、活动、交流、提问等的时空,特别是学生提出疑问、“生-生互动”、“生教生”的开展,是走向主动学习的必然路径④落实多元评价,促进概念深入理解。课堂实施中,要重视形成性评价方式,让学生学会控制和促进自己的学习,评价和反思自己的思维过程,审慎地选择解决问题的策略,从而从浅层学习走向深度学习。单元学习评价应聚焦在学生对概念的理解与应用,而不是复述事实。理解表现在两方面:一是概念之间的关联;一是新的情境下对概念的应用。因此评价工作就应该更多的考查学生对概念的理解,以及更高认知层次的概念应用。采用有一定情境的开放式评价方式,如访谈、简答、任务、报告、绘制概念图、真实情境下的问题解决等。 来源:[1]周初霞.“五构概念”教学法在单元整体教学中的实践研究[J/OL].生物学教学:1-4[2021-03-31]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/31.1009.g4.20210323.1913.002.html. 
 1   0  613天前
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全面准确理解高中生物学课程标准对命题情境的建议 俞如旺 方雪静 (福建师范大学生命科学学院)   摘 要 通过相关试题解析,全面把握《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订) 》中的命题情境要求: 理解命题情境的真实性,联系学生的生活实际; 理解命题情境的思维性,关注学生的思维过程; 理解命题情境的层级性,指向学生的不同发展水平。 关键词 课程标准 核心素养 命题情境 高中生物学   生物学核心素养强调情境的养成作用,学科知识也带有境域性,这决定了对学生的素养测评必然要在情境中加以实现。因此,指向核心素养的试题命制应重视情境的构建。可以认为,情境是落实素养导向命题的重要载体。在《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(简称:新课标)中,“情境”一词共出现了38次,较高的词频体现了生物学课程对情境有较高的关注。全面、深入地理解新课标中的命题情境建议,是生物学教学研究与教学实践的必然要求。 1 命题情境的真实性 基于素养的学习与评价要整合知识、技能以及情感态度,学习活动也应发生在各种真实情境中。在真实的问题情境中考查学生的综合素质是高考评价体系着重强调之处。新课标在“命题建议”中指出,要以真实的问题情境组织命题,试题情境要围绕现实问题、热点问题,贴近学生的生活实际,注重考查学生综合运用所学的知识和技能解决真实情境问题的能力。如果设置的情境失真,不符合学生的认知经验,学生在解题过程可能就只是机械地套用概念、原理,甚至试题的科学性也会引起争议,更遑论实现预定的考查目标,情境作为考查载体也就失去了存在的意义。相较国内的试题,国外的一些试题比较关注命题情境的真实性。 例1  2018年澳大利亚维多利亚州教育证书考试(VCE)第8题:甲氨蝶呤是一种用于治疗某些癌症和自身免疫性疾病(如银屑病,该病会影响皮肤,有时还会影响关节)的药物。在这两类疾病中,细胞生长都很迅速。甲氨蝶呤在结构上与叶酸非常相似,甲氨蝶呤通过抑制一种酶而起作用,这种酶能催化叶酸的非活性形式转变为活性形式。叶酸的活性形式是DNA合成所必需的。 (a)基于所提供的信息,解释甲氨蝶呤为什么可以作为酶的竞争性抑制剂。 (b)解释为什么甲氨蝶呤影响细胞生长。 (c)一位银屑病患者去看医生,抗生素是否能有效治疗这种疾病?证明你的回答是正确的。 本题以药物甲氨蝶呤的作用机理和银屑病的治疗为背景材料,情境贴近实际生活。银屑病又称为牛皮癣,以实际病例为情境能引导学生思考疾病的患病原因及治疗方法,让试题立意真正落实到社会生活情境中。解答(a)(b)两小题,学生需厘清酶、叶酸和DNA等概念与甲氨蝶呤之间的关系,理解甲氨蝶呤具有类似于叶酸的结构,可以附着在酶的活性部位,从而减少非活性形式叶酸与酶的结合。学生再联系“叶酸的活性形式是DNA合成所必需的”,由于活性形式的叶酸减少了,DNA的合成被抑制,细胞的生长也就不那么迅速了。而(c)小题向学生进一步提出问题:抗生素能有效治疗银屑病吗?该题属于开放性试题,学生若在日常生活中了解到细菌感染也是银屑病的诱因,便能回答出“抗生素是有效”的。若没有相关认知,根据情境中介绍的“该疾病是自身免疫性疾病”,因此可以推导出“抗生素是无效”的也能够得分。试题主要考查学生的生命观念,要求学生能运用生物学概念分析和解释实际问题。 命题的真实性不仅能提高试题的科学性、实践性,还能加强考试的教育功能,引导学生关注生物学在生产生活中的价值。近年来,关于疾病防控和治疗的关注越来越高,2020年新修订的课程标准增加了新型冠状病毒肺炎的相关表述。以真实情境为试题背景能够激发学生联系实际,体会学以致用的成就感。需要注意的是,真实的问题情境并不意味着照搬实际生活中的事件,它强调的是与现实的关联度和情境的可信度,在实际命题工作中可适当简化和修饰。 2 命题情境的思维性 学生的思维过程是内隐的,即便思维结果可以呈现在答案中,但其思维链条、思维深度和思维转换,往往无法让评价者予以精准的评判。因此,如何在试题中创造更多的机会去“捕捉”学生的思维过程值得研究。新课标指出,命题情境应尽量做到新颖,有一定的信息量和适当的复杂度。新颖的情境更能体现学生的思维过程,让学生在全新的背景下运用知识、转换思维,实现知识与能力的迁移。美国大学先修课程考试常常采用科研一线的最新研究进展,来作为创设情境之用。 例2  2019年美国大学先修课程考试(AP)第7题:一位研究人员正在研究小鼠的基因表达模式,从一只健康小鼠的6个不同组织中收集了样本,并测量出6种基因中mRNA的含量。根据图1所提供的数据,确定最可能编码作为糖酵解必要组成部分的蛋白质基因。请提供理由来支持你的判断。   试题以研究人员研究小鼠基因表达模式的科研工作为情境,情境比较简约。为提高试题情境的思维性,命题中隐去学生熟悉的一些信息和条件,提高了情境的思维含量。学生首先要对图片进行解读,理解涂色深浅表示mRNA含量,mRNA含量代表了基因的表达水平,进而理解各个组织中6种基因的表达情况。通过思维过程,学生要能将内隐的“基因通过转录、翻译实现控制蛋白质的合成”等信息连接起来。即根据“糖酵解发生在所有组织中”,找出在6个组织中都表达的基因G,并确认在人体的“肝脏”“大脑”和“骨骼肌”中表达水平更高。该题虽然难度不大,内容上考查“基因的选择性表达”“糖酵解”等知识,能力上考查学生解读图表和数据分析的能力,但对学生思维链的完整性要求较高。 3 命题情境的层级性 学生认知能力具有差异性,达成核心素养的水平不尽相同。新课标对学科核心素养进行了水平划分,并结合学科的具体内容研制了学业质量标准。根据不同水平表现的关键特征,划分了从低到高具有递进关系的4个水平,每个水平都指向特定情境问题的解决。 不同水平体现了对不同复杂程度的情境或任务进行分析判断的质性变化,以及学科观念、思维方式和探究模式的发展水平和综合程度。创设具有层级性的命题情境,是实现对学生不同学业水平考查的重要抓手。 新课标在命题建议中明确提出:试题情境的设问要有清晰的层次和严谨的逻辑,分别指向核心素养的不同水平。其中,一、二级水平解决问题的情境相对简单,信息量较少,情境包含的逻辑关系一般1~2个;三、四级水平解决问题的情境相对复杂,信息量较多,情境包含的逻辑关系一般3~4个。2019年天津高考卷第8题就很好地通过具有层级性的情境,来考查学生不同的素养水平。 例3  2019年天津高考卷第8题(节选):人类心脏组织受损后难以再生。该现象可追溯到哺乳动物祖先,随着它们恒温状态的建立,心脏组织再生能力减弱。活跃分裂的动物细胞多是二倍体细胞,多倍体细胞通常不能分裂。 (1)对比不同动物心脏中二倍体细胞所占比例及其甲状腺激素水平,恒温动物的心脏组织因二倍体细胞比例___________,再生能力较差;同时体内甲状腺激素水平___________。由此表明甲状腺激素水平与心脏组织再生能力呈负相关。 (2)制备基因工程小鼠,使其心脏细胞缺乏甲状腺激素受体,导致心脏细胞不受___________调节。与正常小鼠相比,基因工程小鼠体内的甲状腺激素水平正常,心脏组织中二倍体细胞数目却大幅增加,由此证明甲状腺激素___________正常小鼠心脏组织再生能力。 (3)以斑马鱼为材料进一步研究。将成年斑马鱼分成A、B两组,分别饲养在不同水箱中,A组作为对照,B组加入甲状腺激素。若___________组斑马鱼心脏组织受损后的再生能力比另一组弱,则证明甲状腺激素对变温动物斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对恒温动物小鼠的影响一致。 本题以追溯哺乳动物祖先的心脏组织再生能力为背景,考查学生正确获取图表信息、通过科学思维与科学探究理解生命变化的历程。命题情境属于学习探索类情境。第(1)小题要求学生解释附图曲线信息,把握甲状腺激素水平与心脏组织再生能力的关系,这也是作答第(2)(3)两题的基础。解题过程主要考查学生的科学思维素养,要求学生能够认识到生物学概念都是基于科学事实经过论证形成的。考查的素养要求为水平一层次。第(2)小题以基因工程小鼠为背景材料,考查学生的生命观念和科学思维素养。试题首先要求学生具有结构与功能相适应的观念,能运用观念分析和解释简单情境中的生命现象。学生根据题意“基因工程小鼠心脏细胞缺乏甲状腺激素受体”,基于结构与功能观得出“心脏细胞不受甲状腺激素调节”,考查的生命观念素养达到水平二层次。试题进一步考查学生的科学思维,要求学生能够从不同的生命现象中,基于事实和证据概括出生物学规律。学生根据“基因工程小鼠的甲状腺激素不能作用于心脏,心脏组织中二倍体细胞数目却大幅增加”的事实和现象,分析推理得出“甲状腺激素可以抑制正常小鼠心脏组织的再生能力”,考查的素养要求达到水平三层次。第(3)小题以探究“甲状腺激素对斑马鱼心脏组织再生能力的影响”为情境,考查学生科学探究素养。由第(2)小题“甲状腺激素抑制正常小鼠心脏组织再生能力”可知,若甲状腺激素对斑马鱼心脏组织再生能力的影响与对小鼠的影响一致,则本题的实验结论可以简化为“甲状腺激素抑制斑马鱼心脏组织的再生能力”。因此,加入甲状腺激素的B组,若其心脏组织的再生能力较弱,则可证明上述结论。该题创设的探究情境要求学生能根据已有的实验结果,基于给定的实验方案,对未知进行探究。通过逆推实验结果,得出实验结论,考查的素养要求达到水平四层次。 教学评价是实现核心素养落地的关键环节,新课标指出:学业水平考试的主要目的是评价学生学科核心素养的发展水平。强调命题情境的真实性、思维性和层级性是新课标命题原则中的应有之义。最新颁布的《中国高考评价体系》提出考查内容、考查要求和考查载体“三位一体”的评价模式,情境作为考查载体,应精挑细选、精心设计,才能更好地承载考查内容,进而实现考查要求。生物学教师和命题相关人员应在深度研读新课标的基础上,全面理解命题情境,在实际工作中,善于挖掘情境用于培养和考查学生核心素养的价值,以评促教,真正地实现“学业评价促发展”。来源:《生物学教学》2021年第1期      
 2   0  637天前
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基于能力测试的生物学科学表述题答题策略 平 原 (上海市控江中学)   摘 要 科学表述题是高中生物学学业水平等级考试中重要的能力测试题型,答题涉及的关键能力包括提取信息、图表分析、图文转化和科学表述。可以采用以“引用—分析—结论”为基本模式的答题策略。本文将科学表述题分为过程描述型、知识分析型和实验设计型 3 类,并进行策略应用分析和例题说明。 关键词 科学表述题 答题策略 学业水平等级考试 生物学   高中学业水平等级性考试( 简称“等级考”) 是高考改革的重要组成部分,也是高校录取的依据之一,具有选拔功能。命题重视考查学生综合运用生物学知识分析和解决学科或生活实际问题的能力。科学表述题即在特定情境下,学生结合科学图表或某生理过程模式图,综合运用所学知识进行分析和评价,是等级考对科学思维和科学探究进行考查的重要形式,对学生提取信息、图表分析、图文转化和科学表述等关键能力有较高的要求。 1 科学表述题的关键能力 科学表述题对学生核心素养和关键能力要求较高,符合等级考重视能力考查的命题要求,在等级考中具有重要地位。 科学表述题 答题涉及的关键能力包括: 提取信息、图表分析、图文转化和科学表述(图1) 。提取信息是阅读题干,识别关键信息,并正确理解试题要求的能力,是答题的基础。图表分析是依据试题要求,分析实验数据图表或遗传系谱图,推导研究结论的能力,体现科学探究素养。图文转化是通过阅读生理过程模式图,将其中图像信息转化为文字信息的能力,体现科学思维素养。科学表述是将所有关键信息、学科知识和思维过程用一句或多句科学语言进行表述的能力,贯穿整个答题过程。     2 科学表述题的答题策略 等级考以学生的关键能力、学科知识和核心素养为考查目标,因此学生在答题过程中必须相应地突出自身所具有的能力、知识和素养。科学表述题答案由一句或多句科学语言构成,结合等级考的考查目标和答案呈现形式,科学表述题可按照以下基本模式答题(图2) :   基本模式包括: 引用、分析、结论3个环节,根据不同类型的科学表述题侧重考查的关键能力不同,每个环节包含不同的内容: 引用环节(后文标为“①”)包括引用题干关键信息、提取图表中的核心数据等,体现信息提取能力; 分析环节(后文标为“②”) 可以是在引用的基础上,利用已学生物学知识进行科学分析,也可以是对模式图中的生物学过程进行描述,体现图表分析和图文转化能力,是答题的主体部分; 结论环节(后文标为“③”) 则呼应题干得出结论,或回答题干问题; 答题中需要使用科学语言,体现科学表述能力。整个模式中,前后语句之间应逻辑清晰,因果关系或相关关系明确,分析完整,不缺漏环节和细节,渗透了学生科学思维的逻辑性和全面性; 运用受控实验原则进行图表分析或实验设计,体现了学生的科学探究素养。 3 典型科学表述题中的策略应用 根据命题材料的呈现方式和考查的关键能力侧重点不同,将科学表述题分为 3 种类型,并分别分析答题策略的应用。 3.1 过程描述型 例 1: 胰腺的分泌功能受多种因素共同控制。小肠 I 细胞分泌的缩胆囊素(CCK) 是参与控的重要激素,调节过程如图所示。研究发现,肠腔内过高的胰蛋白酶浓度能抑制胰腺的分泌功能,请据图分析原因。   答题策略: 过程描述型结合生理过程模式图命题,一般不涉及教材中已学的生物学知识,需将图中信息转化为科学语言进行分析,侧重考查学生信息提取和图文转化能力,答题模式为: ①引用题干中提供的文字信息; ②使用题图中提供的信息进行描述; ③得出题干所要求的结论。分析题意,题干中关键信息为“肠腔内过高的胰蛋白酶浓度”,要求得出的结论为“抑制胰腺的分泌功能”,由此确定答题的引用和结论部分。 分析部分找到图中胰蛋白酶和胰腺分泌胰蛋白酶和监控肽,将两者间的各环节转化为文字进行描述。注意顺序正确,环节完整,引用—分析—结论间逻辑关系成立。 参考答案: ①肠腔内胰蛋白酶浓度过高; ②抑制CCK-RP 和监控肽与小肠I细胞表面受体结合,导致CCK合成减少,CCK对胰腺分泌功能促进减弱; ③使胰腺分泌胰蛋白酶和监控肽减少,分泌功能受抑制。 3. 2 知识分析型 例2: 为比较外来植物的生物入侵能力,研究三种外来植物南美蟛蜞菊、裂叶牵牛和五爪金龙的净光合速率、气孔导度和呼吸速率。在三种植物中,南美蟛蜞菊净光合速率最高,根据本研究结果,结合所学知识,分析原因。答题策略: 知识分析型多依据实验图表命题,如折线图、直方图等,偶有涉及生理过程模式图。在分析图表基础上,利用所学知识进行分析,侧重考查信息提取和图表分析能力,答题模式为: ①提取数据图表中的实验数据; ②通过已学生物学知识进行分析; ③得出题干所要求的结论。引用部分先分析图,分别比较三种植物气孔导度和呼吸速率,分析部分涉及光合作用的过程和净光合速率的定义,最后呼应题干,得出结论。注意生物学理论表述正确,思维全面,逻辑清晰。 参考答案: ①南美蟛蜞菊气孔导度最大; ②CO2固定最快,暗反应最强,合成有机物最快; ①呼吸速率最小; ②消耗有机物最慢,净光合速率是光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率; ③所以南美蟛蜞菊净光合速率最大。 例 3: 依据某单基因遗传病系谱图,为避免患病儿出生,Ⅲ8 婚配对象需要进一步做基因检测吗,为什么?   答题策略: 知识分析型在遗传系谱图分析的基础上,回答题干提出的问题,侧重考查图表分析能力,答题模式: ①利用遗传系谱图中的基因型或概率; ②通过已学生物学知识进行分析; ③回答题干中提出的问题。基因型和再发风险率是遗传系谱图分析的结果,也是遗传理论分析的依据,构成引用部分,相关遗传学理论构成分析部分,结论部分回答题干问题。注意首先应表态,明确回答题干问题; 不能在没有引用部分的情况下,直接进行分析。 参考答案: 需要。①Ⅲ8 有 2 /3 概率是致病基因携带者; ②避免隐性致病基因纯合致病; ③所以婚配对象需进一步做致病基因检测。 3.3 实验设计型 例4: 有研究表明,干旱条件下,气孔导度减小不是由缺水直接引起的,而是由脱落酸引起的。请以某植物脱落酸缺失突变体为材料,设计实验来验证这一结论。请简述实验设计思路,并预测实验结果。 答题策略: 本题修改自 2019 年全国Ⅰ卷,典型的实验设计型要求在给定情境下设计实验,实质是考查学生对于受控实验基本原则的运用和科学探究素养。 此型文字书写量较大,对科学表述能力有较高要求,答题模式: ②简述实验设计思路; ③得出题干所要求的结论。注意明确实验自变量和因变量,如例 4 实验一自变量为水,因变量为气孔导度,实验二自变量为脱落酸,因变量为气孔导度; 分析部分实验设计思路主要描述实验过程,重点是对照和控制变量的呈现; 结论部分预测实验结果,因变量变化应与题干预设相符。 参考答案: ②取脱落酸缺失突变体在正常条件下测定气孔导度,经干旱处理后,其他条件相同的情况下,再次测定气孔导度; ③预测干旱处理前后气孔导度无显著差异; ②将上述干旱处理的脱落酸缺失突变体平均分成两组,在干旱条件下,一组进行脱落酸处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组气孔导度; ③预测脱落酸处理组气孔导度显著小于对照组。来源:《生物学教学》2021年第1期      
 1   0  637天前
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生物学新教材中隐喻的特色分析 ——以人教版《分子与细胞》模块为例 王亚菲  谢群 (浙江师范大学教师教育学院)   摘  要 隐喻是信息传播的重要方式。本文分析了新教材中隐喻的特点:源域取材于生活经验、前科学概念、自然事物等;源域和目标域具有“一对一”和“多对一”的映射关系、先行组织者隐喻和后设隐喻的位置关系。通过隐喻,抽象的科学概念可以更好地被学生理解。 关键词 隐喻 人教版新教材 特色分析 高中生物学   科学概念是科学教育的重要内容,在科学教育中处于主导。科学家很大程度上依赖隐喻传递科学概念,隐喻是科学概念传播的重要手段。作为科学概念传播的载体,教材也会通过构建和使用隐喻帮助学生理解科学概念。2019年出版的人教版高中生物学教材就利用了丰富的隐喻表征科学概念。本文以《分子与细胞》模块(简称:新教材必修1)为例,分析教材中隐喻表征的特点,阐释隐喻对于概念教学的价值和意义。 1 隐喻的涵义 隐喻一词最早源于希腊词metapherein,亚里士多德在其著作《诗学》中认为隐喻属于语言修辞学中的比喻。随着认知隐喻学的兴起与发展,隐喻的内涵被丰富扩大。Lakoff和Johnson出版的当代隐喻学经典著作《我们赖以生存的隐喻》(Metaphors We Live By)颠覆了几千年人们对隐喻狭隘的看法。Lakoff和Johnson认为隐喻不仅是语言的修辞,而且是概念系统中具体向抽象的认知机制,其本质是用一种事物来理解和体验另一种的事物,这是人类赖以生存的思维方式。   根据Lakoff和Johnson的观点,比喻、类比等在本质上都具有隐喻性,可以将其归为“隐喻”范畴。这也得到了国内外诸多学者的认同。 源域(source domain)和目标域(target domain)是构成隐喻的基本要素。所谓源域是指熟悉的具体事物,而目标域是陌生的、抽象的事物,即隐喻的对象。 换而言之,源域类似于比喻中的喻体,目标域类似于本体。人们主要通过源域到目标域的映射(mapping)实现概念表达的转变,即通过熟悉的具体事物来理解陌生的抽象事物,进而实现理解目标域的目的。从认知角度看,目标域和源域之间的映射可表达为目标域是源域(Target domain is source domain),如“争论是场战争”就是一种隐喻。 隐喻具有认知启示、理论发明、理论表征、理论解释、理论交流的功能,它广泛存在于科学、哲学等人类文化中,也是教师教育的有力工具。 2 新教材必修1中隐喻的特点 从源域以及源域和目标域的关系两个角度对新教材中的隐喻进行分析,发现隐喻中的源域取材丰富,教材中源域有来自生活经验、前科学概念以及自然事物等;在源域和目标域的关系上存在“一对一”和“多对一”的映射关系,先行组织者隐喻与后设隐喻的位置关系等。 2.1 丰富的源域取材包括3个来源: 2.1.1 取材生活经验 生活经验是学生在生活实践过程中通过观察、感受、体验和积累的知识总和。新教材中的源域大部分取材于学生已有的生活经验,这样的设计符合学生的认知规律。 例如,在新教材必修1中第3章“细胞的基本结构”第2节“细胞器之间的分工合作”第52页写到:“在细胞中,许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输‘货物’,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用”。此处包含3个隐喻,源域分别是潜艇、货物和交通枢纽,都取材于与学生密切相关的日常生活经验;目标域分别是囊泡、分泌蛋白和高尔基体。将囊泡隐喻为潜艇,分泌蛋白隐喻为货物,高尔基体隐喻为交通枢纽。潜艇运输的功能映射到囊泡,暗含囊泡具有运送分泌蛋白的功能;货物可被转移的功能映射到分泌蛋白,暗含分泌蛋白可以被转移;交通枢纽是运输线路的交汇点,这种特征映射到高尔基体,暗含高尔基体是内质网和细胞膜进行信息运输的关键节点,这样的隐喻形象地体现囊泡、蛋白质、高尔基体的合作关系。 这种隐喻由具体的生活经验来理解抽象的生物学概念,学生对生物学概念的习得不再是被动的接受,而是主动建构的过程。类似的隐喻还出现在新教材必修1第41、47、49、51页等。 2.1.2 取材前科学概念 学生在学习新的科学概念时,往往需要通过与前科学概念的交互作用,进而将新概念纳入已有的知识体系,实现概念建构。新教材中的源域也常取材于学生的前科学概念。例如,在新教材必修1中第6章“细胞的生命历程”第1节“细胞的增殖”第112页中写到:“每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上……类似于地球上赤道的位置,称为赤道板”。此处有2个隐喻,源域分别是地球、赤道,取材于学生在地理课中学习的科学概念;目标域分别是细胞、赤道板。将细胞隐喻为地球,地球的形态特征映射到细胞,暗含细胞呈球形;将赤道板隐喻为赤道,赤道的位置特征映射到赤道板,暗含赤道板位于细胞的中间位置,简洁明确地表达出赤道板位置的关键特征。 这种隐喻关注学生的前科学概念,注重新旧知识之间的联系,具有灵动性又不失严谨。不仅使学生对已习得的科学概念进行迁移,而且体现跨学科知识的融合。类似的还出现在新教材必修1第15、40、46、56页等。 2.1.3 取材自然事物 自然事物是大自然中客观存在的事物,以及由此产生的各种事物的现象、过程等。以 自然事物作为学生认知的背景,体现了科学概念源于自然。 例如,在新教材必修1中第2章“组成细胞的分子”第3节“细胞中的糖类和脂质”第23页中写到:“葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被称为‘生命的燃料’”。此处的源域是燃料,目标域是葡萄糖。燃料是指能产生热能的可燃物质,包括煤、碳和木材等,取材于学生熟悉的自然事物。将葡萄糖隐喻为燃料,燃料供能的特点映射到葡萄糖,暗含葡萄糖是细胞直接利用的糖类,可直接被细胞吸收。因此,葡萄糖是细胞生理活动的主要能源物质。生动地表达出葡萄糖的功能特征,便于学生理解和掌握。 这种隐喻不仅能超越语言表面的含义,而且延伸到思想的范畴,促进学生展开科学想象。使学生尝试像科学家一样进行思考,从自然事物中产生科学概念。类似的隐喻还出现在新教材必修1第4、20、26、119页。 2.2 源域和目标域的关系多样从两个方面阐述: 2.2.1 “一对一”和“多对一”的映射关系 根据源域和目标域的映射关系,可以将新教材必修1中的隐喻分为“一对一”和“多对一”的映射关系。“一对一”的映射关系是指一个源域对应一个目标域,其逻辑结构较为简单。例如,在新教材必修1中第5章“细胞的能量供应和利用”第2节“细胞的能量‘货币’ATP”第89页中写到:“细胞内具有ATP这种能量‘货币’”。此处的源域是货币,目标域是ATP。将ATP隐喻为货币,货币具有的储藏价值和充当交换媒介的功能映射到了ATP,暗含ATP具有储藏能量的功能,能在吸能反应和放能反应之间流通,充当能量交换的载体。类似的隐喻还出现在新教材必修1第40、41、79、94页等。 “多对一”的映射关系是指多个源域对应一个目标域。“多对一”的映射关系中存在两种情况:一种是采用不同的源域对同一目标域的同种特征进行解释。 例如,在新教材必修1中第2章“细胞的基本结构”第1节“细胞膜的结构与功能”第40页中写到:“细胞膜像海关或边防检查站,对进出细胞的物质进行严格的‘检查’”。这里的两处源域分别是海关和边防检查站,目标域为细胞膜。海关和边防检查站都具有对出境入境人员及物品进行检查和监督的功能,将细胞膜隐喻为海关和边防检查站,暗含细胞膜具有对进出细胞的物质进行检查的功能。类似的隐喻还出现在新教材必修1第55页。 另一种是采用不同的源域对同一目标域的不同特征分别进行解释。例如,在新教材必修1中第3章“细胞的基本结构”第2节“细胞之间的分工合作”第48页中写到:“叶绿体是植物细胞的‘养料制造车间’和‘能量转换站’”。此处的源域分别是养料制造车间和能量转换站,目标域是叶绿体。养料制造车间和能量转换站分别隐喻叶绿体的两种不同的功能。养料制造车间具有生产养分的功能,将叶绿体隐喻为养料制造车间,暗含叶绿体能通过光合作用合成有机物,为植物生命活动提供养料;能量转化站是将不同形式的能量进行转换的机构,将叶绿体隐喻为能量转换站,暗含叶绿体能通过光合作用,将光能转换成化学能储存在制造的有机物中。类似的隐喻还出现在新教材必修1第48页有关高尔基体功能的概念中呈现。 由上述“一对一”和“多对一”的映射关系可看出,源域映射到目标域的过程中,只能将源域的部分特征转移到目标域,其他特征会被隐藏,进而凸显目标域的某种特征。因此,在构建隐喻时可针对目标域的相应特征寻找合适的源域。在“多对一”的映射关系中发现,采取多个源域更有助于学生从不同角度理解目标概念,建立完整的知识体系。因此,在构建隐喻时也需尽量采用“多对一”的映射关系,来促进学生全面理解科学概念。 2.2.2 先行组织者隐喻与后设隐喻的位置关系 根据源域和目标域的相对位置,可将隐喻分为先行组织者隐喻和后设隐喻两类。 若源域在目标域之前呈现,这样的源域就起到了类似于先行组织者的作用,可称为先行组织者隐喻:是通过在引入新概念之前先给学生呈现一段引导性的源域,使学生提取认知结构中已有的知识,降低对新概念的陌生感,实现认知迁移。此类隐喻在新教材中大多作为引导性材料出现在章首或节首。例如,在新教材必修1中第2章“组成细胞的分子”第3节“细胞中的糖类和脂质”第23页中写到:“如同任何机器的运转都需要外界提供能量一样,细胞的生命活动也需要能量来维持”。此处的源域是机器,目标域是细胞,源域在目标域之前呈现。将细胞隐喻为机器,机器需要能量的特点映射到细胞,意为细胞的生命活动也需要能量,为进一步学习糖类和脂质是细胞中的能源物质埋下伏笔。类似的隐喻还出现在新教材必修1第4、23、25、34页等。 若源域在目标域呈现之后引入,则源域的作用是对目标域进行解释或巩固,这样的隐喻称为后设隐喻。例如,在新教材必修1第3章“细胞的基本结构”第2节“细胞之间的分工合作”第49页中写到:“线粒体是细胞的‘动力车间’”。此处的源域是动力车间,目标域是线粒体,源域在目标域之后呈现。动力车间的作用是为工厂生产供能,将线粒体隐喻为动力车间,动力车间供能的特征映射到线粒体,暗含线粒体能将储存在有机物中的化学能释放出来,供细胞利用。类似的隐喻还出现在新教材必修1第40、41、47、48页等多处。 由上述先行组织者隐喻与后设隐喻可看出,不同位置关系的隐喻具有不同的表征功能。若需要创设新旧知识之间发生联系的桥梁,可选择构建先行组织者隐喻;若需要对生物学概念进行分析阐明,可选择构建后设隐喻。 3 启示 如何促进学生概念理解是教材编写者和中学生物学教师都非常关注的问题。从表面上看,新教材是通过隐喻促进学生理解抽象的生物学概念,实质上则是新教材通过对生物学知识的多样化表征以达成课程目标。培养学生的核心素养是中学生物学课程目标,而理解科学概念则是发展核心素养的基础。在科学概念飞速增长的今天,教师需要重新思考究竟怎样的概念呈现方式能促进学生高效理解科学概念,进而促进核心素养的发展。 隐喻在科学概念中无处不在,被认为是科学交流的中心。隐喻也是科学概念高效传播的重要方式。隐喻依靠语言即可,无需借助更多的外在工具。在隐喻的构建和使用方面,新教材提供了良好的示范。新教材从学生的心理发展入手,采用与学生密切相关的生活经验、前科学概念和自然事物作为源域,通过源域和目标域部分特征的相似性促进学生理解科学概念。 教学中教师也可以借鉴新教材的知识呈现方式,从源域材料以及目标域和源域的关系两个角度构建和使用隐喻,进而促进学生理解生物学概念。来源:《生物学教学》2020年第12期     
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人教版《普通高中教科书生物学 选择性必修2 生物与环境》教材介绍   王颖(人民教育出版社课程教材研究所)   摘要  《生物与环境》教材围绕重要概念组织内容,分为四章,按照种群、群落、生态系统、人与环境的顺序编排。教材体现了系统观、生态观、稳态与平衡观、结构与功能观、物质与能量观、信息观等生命观念;注重训练学生的整体性思维、建立模型、理解因果关系等;增加了学生活动的数量,提高活动的开放性;并从培育爱国情怀、宣传生态文明思想、弘扬中华优秀传统文化、渗透科学精神、培育科学技术价值观等方面体现社会责任素养。   关键词  教材、选择性必修2、生物与环境、学科核心素养    根据《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称“课程标准”),原必修3模块“稳态与环境”被拆分为选择性必修1“稳态与调节”和选择性必修2“生物与环境”,拆分后的两个模块都增加了课程内容。在教材修订时,这两个模块的教材需重新组织内容,本文介绍选择性必修2“生物与环境”教材的修订情况。   1 教材内容的选取和组织 教材选取内容的主要依据是课程标准中的课程内容,选择性必修2模块的课程内容规定了一条大概念(即概念2)及多条下位概念。据此可确定教材内容包括种群、群落、生态系统,以及人与环境的关系等。 组织教材内容,需要考虑内容之间的逻辑关系,以及学生的认知规律。生态学是研究生物与环境相互关系、研究生态系统的结构和功能的科学。每种生物都不是孤立的,同一时空同种生物的集合就是种群;生活在同一区域的不同种群之间相互作用、彼此相依,并形成了群落;群落与无机环境的总和(即生物成分与非生物成分的总和)就是生态系统。人具有利用和改造自然界的能力,也影响着环境,生态学的研究逐渐衍生到人类生态学,关注人与环境的关系。基于对上述内容逻辑关系的分析,教材前三章依次介绍种群、群落和生态系统;第4章介绍人与环境。这四章内容层层递进,符合生态学研究从个体到种群、群落、生态系统,再到人类生态学的顺序。 在具体章节中,教材内容围绕大概念及下位概念展开。例如,概念2.1.3为“举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征”。为落实这条概念,教材在种群一章新编第3节“影响种群数量变化的因素”。教材还有多种举措帮助学生建构概念。例如,用事实性材料作为学生建构概念的基础,用黑体字呈现重要概念,通过本章小结总结并体现概念间的联系等。 结合生态学内容的特点,编写本模块教材时还注意体现以下三个方面:(1)从群体水平介绍生命世界的客观规律,因此教材内容注重引导学生从群体水平思考问题。(2)体现种群、群落和生态系统等各个层面不同系统的动态平衡;而且这三章的章标题也突出了动态平衡,如第1章“种群及其动态”、第2章“群落及其演替”、第3章“生态系统及其稳定性”,各章内容均体现了稳态与平衡观。(2)充分联系生产生活,各章各节均安排了与生产实践、生活实际密切相关的内容,体现科学、技术与社会的关系,并进行社会责任教育。   2 教材章节内容的主要变化 根据课程标准的课程内容,新教材新增一些内容,以下按章分别简略介绍。 第1章新增第3节“影响种群数量变化的因素”,分三个小标题:非生物因素、生物因素、种群研究的应用。其中“思考·讨论”活动“分析影响种群数量的其他生物因素”的素材,是实验版教材“群落的结构”一节中反映种间关系的实例(大草履虫和双小核草履虫的种间竞争、猞猁捕食雪兔的实例)。种间关系的类型多样,但“种间竞争”和“捕食”在自然界比较常见,因种间竞争或捕食而种群数量受影响的现象也易于理解,因此分析这两个实例,有助于学生理解影响种群数量的生物因素。种间关系的概念和类型,并非本节的重点,因此依然安排在群落一章。 第2章第1节增加了“群落的季节性”“生态位”等内容。生态位的内容比较抽象,但有助于学生理解每个物种在群落中独特的地位或作用。第2章还新增第2节“群落的主要类型”,介绍了荒漠、草原、森林三种生物群落的外貌、生物的适应性特征等。为什么只介绍了三种生物群落呢?这是因为该节的重点不是让学生了解生物群落的类型、特征等事实性知识,而是要通过分析不同群落中的生物具有的与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点等,理解生物群落的形成是进化和适应的结果。 第3章5节的安排维持不变,但在第2节“生态系统的能量流动”中新增生态金字塔的内容,介绍了能量金字塔、生物量金字塔和数量金字塔;在第3节“生态系统的物质循环”中增加了生物富集的内容,考虑到初中七年级上册介绍了DDT的生物富集,新教材此处以重金属铅为例进行介绍。 新教材第4章包括三节内容,第1节为“人类活动对生态环境的影响”,主要包括两方面:一是人口增长对环境造成的压力,二是关注全球性生态环境问题。第2节为“生物多样性及其保护”,包括生物多样性的价值、生物多样性丧失的原因以及保护生物多样性。第3节为“生态工程”,分两小节,第一小节为“生态工程的基本原理”,介绍了马世骏先生提出的整体、协调、循环、自生的基本原理;第二小节为“生态工程的实例和发展前景”,介绍了三个实例:农村综合发展型生态工程、湿地生态恢复工程和矿区废弃地的生态恢复工程。与实验版教材选修3中“生态工程”内容相比,这部分内容作了很大精简。   3 教材在学科核心素养方面的侧重点 课程标准凝练了生物学的学科核心素养,如何落实学科核心素养,是本次教材编写的重要任务。以下介绍本模块教材在学科核心素养方面的侧重点。 3.1 生命观念   本模块教材内容主要体现了生命的系统观、生态观、稳态与平衡观、结构与功能观、物质与能量观、信息观等生命观念。 生命的系统观是从系统的视角认识生命的观念。所谓系统,是指同类事物按一定的关系组成的整体。[1]生物体本身就是一个系统。种群由同种生物的许多个体组成;群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚;生态系统是由生物群落与环境组成的统一整体;生物圈可以视作地球上最大的生态系统。种群、群落、生态系统,分别是由很多个体按照一定的关系组成的群体,各自都是系统。每一个较小的系统都是高一级系统的子集。学习这些内容,学生可以逐步认识局部与整体、个体与群体的关系,并学会用整体性思维认识和处理问题。 生态观是生态学的核心观念。生态观是对生态系统结构与功能等基本规律的整体认识,包含对人与环境关系的认识。生态系统由多种组分组成,各组分之间相互作用、相互联系,使生态系统处于平衡中,因此生态系统具有整体性、层次性和稳定性等特点。随着人类社会的发展,人类既依赖于自然界,对自然界的影响也越来越大。学习本模块有助于学生形成尊重自然、顺应自然、保护自然的生态观,形成人与自然和谐共生等观念。 稳态与平衡观主要是对个体或系统保持相对稳定状态和平衡能力的理解。稳态并不是稳定不变,而是指一种可变的、相对稳定状态的维持。生物体内各个系统的相互联系、协调统一使个体处于稳态与平衡中。对种群、群落、生态系统而言,每个系统内因组成要素之间的相互作用而保持平衡;不同层次的系统之间又相互关联、不可分割,使更大一级的系统保持平衡。如果受到干扰,在一定限度内,生态系统也具有恢复生态平衡和生态系统稳定性的能力。学习本模块,有助于学生以运动、发展的观点看待问题,并认识到生态系统的稳态与平衡的实现是有限的,从而与生态观、系统观联系在一起。 为什么系统可以保持相对稳定的状态呢?这与系统的结构密切相关。生态系统的结构越复杂,该生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。生态系统的结构不同,其外貌、功能也会不同。维持生态系统稳定性的关键是能量的持续摄入,在能量流动的过程中,太阳能首先转化为化学能,能量就有了物质载体,能量沿食物链流动,伴随着物质的变化。物质循环往复;能量驱动生命运转。物质与能量是生命、生态系统存在的前提。在这个过程中,信息起着调控作用,生态系统也是物质、能量和信息的统一体。多种不同的生态系统,其中的生物各异,各种生物具有的适应环境的形态结构、生理特征和分布特点等,都是长期进化与适应的结果。 由此可见,生命的系统观、生态观、物质和能量观、信息观、稳态与平衡观、进化与适应观都是相互关联,要理解其中任何一个观念,应该从整体上理解,认识它们之间的相互关系。 3.2 科学思维  新教材重视科学思维的落实,与前几个模块教材一致,本模块新教材注重培养学生的质疑精神、证据意识,以及训练逻辑思维能力,还设计了显性的“科学方法”“思维训练”等栏目。[2]除此之外,本模块新教材在训练整体性思维、建立模型、理解因果关系等方面有独特价值。 3.2.1 整体性思维   生态学思维就是整体性思维的典范。它关注事物和过程的网状因果关系和环状因果关系,重视非线性的和循环因素的分析;注重将人类生态系统作为各种组分相异相依、相克相生、共存共荣的有机整体。[3]教材注重引导学生从整体上分析问题。例如,分析种群的数量变化受哪些因素的影响。影响种群数量变化的因素分为非生物因素和生物因素;也可以分为种群内的因素(内因)和种群外的因素(外因),外因通过内因起作用,在理解种群变化时,应从整体上综合理解这些影响因素。又如,生态系统稳定性与生态系统的组分和结构直接相关,设计提高生态系统稳定性的方案,应从物种多样性、结构复杂性以及人工林的经济效益、生态保护等多方面综合考虑。 此外,教材通过“科学方法”栏目有针对性地设计了“视角决定问题”“研究能量流动的基本思路”等,这两个“科学方法”栏目都引导学生从整体来分析问题。例如,“视角决定问题”以种群和群落研究为例,分析了两个不同层次的研究所关注问题的差异。 3.2.2  建立模型   模型是人们按照特定的科学研究目的,在一定的假设条件下,再现原型客体某种本质特征(如结构特性、功能、关系、过程等)的物质形式或思维形式的类似物。[4]模型分为物理模型、数学模型、概念模型等。建立模型可以将复杂的内容用简易、直观的模型予以呈现。前三册教材已经设计了一些建立模型的内容,如“建立减数分裂中染色体变化的模型”“制作DNA双螺旋结构模型”“自然选择学说的解释模型”“用数学方法讨论基因频率的变化”等。本模块继续加强建立模型能力的培养。“科学方法”栏目介绍了如何建立种群增长的数学模型,接着正文通过具体案例,引导学生推演出数学公式和曲线图。然后教材在“J形增长”内容部分,介绍如何构建J形模型。这样学生就完成了用建立数学模型的方法来表征种群数量变化的学习任务,从而用模型表征了复杂抽象的概念。 此外,教材的其他模型还有生态系统的结构模型、研究能量流动的基本思路、碳循环模型、负反馈调节模型等。 3.2.3 生物学因果关系   因果关系是一个事件与另一个事件的相互作用关系。前一事件的发生,必然导致后一事件,则这两个事件为因果关系,前一事件为因,后一事件为果。生物学中的因果存在多种可能性;既有线性因果,也有循环因果。 在研究生物学问题时,由于生物学研究对象的特殊性和复杂性,不能仅仅用简单的线性因果决定论来思考。[2]以种群为例,影响种群数量的因素有很多,既有内因,也有外因,影响往往是多因素的共同作用。所以,某地捕食者(狼)和猎物(兔)的种群数量变化既相互影响,也受环境因素影响。捕食者和猎物的种群数量往往呈现循环因果现象,其机制表现为负反馈调节。本模块专门设计了“分析循环因果关系”的思维训练,解释了何为循环因果,并引导学生从生物学个体水平、群体水平两方面分析实例。实际上,循环因果也是一种思维方式,体现了生态学思想注重整体性思维的特点。 3.3 科学探究 3.3.1 设计多样的探究活动  新教材有8个“探究·实践”,其中2个是新增的,为“调查当地的环境状况,提出保护环境的建议或行动计划”和“搜集保护生物多样性的实例”。其余6个是实验版教材就有的,修订时略作修改。例如,将“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”改为“调查当地某生态系统中的能量流动情况”,后者扩大了活动的开放性。 新教材共有25个“思考·讨论”活动,新增的有“分析自然界种群增长的实例”“影响种群数量的其他生物因素”“分析种间关系对群落的影响”“分析当地自然群落中某种生物的生态位”“群落中生物的适应性”“不同森林群落中植物对环境的适应”“分析人类活动影响群落演替的实例”“人口增长过快带来的环境压力”等。这些活动为启发学生思维、建构概念及概念网络等提供了脚手架。 3.3.2  提高探究活动的情境性和开放性   建构式的科学探究提倡在情境中,引导学生主动学习。新增的“思考·讨论”活动大多以真实的科学研究为素材。例如,“分析当地自然群落中某种生物的生态位”的活动以崇明东滩鸟类国家级自然保护区中4种鸟类生境情况的调查数据为情境内容;“分析人类活动影响群落演替的实例”使用了两个情境,分别是我国黄土高原环境变迁的过程(过去曾郁郁葱葱,现在却出现濯濯童山);长江中游某湖泊生物多样性下降的事实。这些科学研究成果经简化处理,既真实,也具有可操作性。 新教材提高了活动的开放性。例如,教材靠前章节中的“探究·实践”活动大多给出了活动方案或参考案例,靠后的如“调查当地的环境状况,提出保护环境的建议或行动计划”只给出提示,探究计划由学生自己完成,这样学生可根据当地实际情况开展活动。此外,考虑到一些章节的实践活动便于在课后继续开展,教材还安排了两个“课外实践”:验证昆虫之间是否存在化学信息的传递,参观庭院生态系统或生态园,让学生根据实际情况设计和实施相应的活动。 3.4 社会责任 3.4.1 培育爱国情怀 (1)充分反映我国的科技成就   教材充分反映我国在生态学领域取得的科技成就。例如,“科学家访谈”介绍了我国生态学家方精云先生以及他的研究成果。第1章第1节介绍了我国科学家调查东北豹数量的成果,该节“生物科技进展”解释了调查大熊猫、东北豹等种群数量的方法。“科学家的故事”介绍了马世骏先生治理蝗灾的经历。第2章分析生态位时,介绍了对崇明东滩国家级自然保护区4种占优势的水鸟的生境和食物种类等的研究结果。“科学·技术·社会”栏目先后介绍了我国“间作套种”的农业生产方式“板栗—茶树结构”“稻—鱼—蛙结构”。第4章第2节讲述生物多样性的价值时,介绍了诺贝尔生理学或医学奖得主屠呦呦从黄花蒿中提取出治疗疟疾的药物——青蒿素;第4节以北京奥林匹克森林公园为例,引入对生态工程的学习;生态工程的基本原理部分,介绍了马世骏提出的整体、协调、循环、自生等生态学基本原理,这部分内容也回扣了第1章第1节有关马世骏的“科学家的故事”;该章末尾的“生物科技进展”介绍了由方精云领衔完成的我国定量评估陆地生态系统固碳效应的研究,与“科学家访谈”首尾呼应。 (2)介绍我国特有的生物资源   教材介绍了大量我国的动植物资源或生态系统。例如,4个章首页分别以东北豹、华北地区的人工林、大兴安岭森林和呼伦贝尔草原交界处、云南省红河州哈尼梯田为情境。第1章第1节以东北豹创设了贯穿整节的情境;第2章介绍群落的物种组成时,讲述我国新疆北部的针叶林和福建武夷山的常绿阔叶林;介绍群落的季节性时,搭配候鸟飞抵鄱阳湖越冬的照片;分析群落中生物的适应性时,介绍天山山脉北麓的群落类型。第4章第2节“问题探讨”以中华蛩蠊为例引入。此外,在习题中,大树杜鹃、普氏原羚、貂熊、大熊猫、亚洲象等动植物,长白山北坡、江南水乡等我国特有的生态环境,都成为习题的情境。 3.4.2 宣传生态文明思想   生态文明建设关系人民福祉,关乎民族未来。在教材中体现生态文明思想,是修订教材时重点落实的内容。新教材既介绍生态文明思想内涵,又介绍了我国在生态文明建设方面取得的突出成就。 (1)突出反映生态文明思想   教材多处内容介绍了生态文明思想的内涵。例如,“科学家访谈”以“尊重自然、顺应自然、保护自然”为标题,访谈就生态文明思想设计问题,介绍生态文明是我国的重大战略之一,解释“尊重自然、顺应自然、保护自然”的内涵,说明生态学与生态文明建设的关系等。第4章第1节,介绍我国政府十分重视生态文明建设,并写道:“建设生态文明,要求每一个公民从我做起,积极投身到生态文明建设中。对于节能环保的绿色生活方式,我们不仅要深入理解,身体力行,而且要广为宣传,使之成为全社会的共识”,这实际上反映了生态文明思想中的“坚持建设美丽中国全民行动”的内涵。 教材还多次呈现“生态兴则文明兴”“人与自然是命运共同体”“绿水青山就是金山银山”等生态文明思想的要点,多次强调我国党和政府高度重视生态文明建设。例如,第4章末尾写道:“在党的十九大报告中,首次把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标,对生态文明建设提出了一系列新思想、新目标、新要求和新部署,为建设美丽中国提供了指导方针和行动指南。” (2)展示我国生态文明建设成就   近年来,我国着力解决突出的环境问题,并用严格的制度、严密的法治来保护生态环境,也取得了很多成就。教材积极反映我国的生态文明建设成就。第1章介绍东北豹一度濒危,但经过我国政府一系列治理,环境得到改善,东北豹数量持续增加。第2章第2节以三江源国家公园为“问题探讨”的情境;在第3节群落的演替中,介绍我国人工治沙实现了从“沙进人退”到“沙退人进”“人沙和谐”的历史性转变,我国实施退耕还林、还草、还湖以来取得的成就,并配有陕西省延安市吴起县实施退耕还林前后的对比照片。第3章讲生态系统的稳定性时,介绍了我国的“三北防护林”工程。第4章介绍湿地生态恢复工程时,讲述了厦门筼筜湖生态恢复的过程等。课外阅读栏目讲述了塞罕坝人克服重重困难,创造荒原变林海的绿色奇迹的故事;讲述我国兴建青藏铁路时修建了许多涵洞或高架桥,以尽量避免干扰藏羚羊等野生动物的正常生活等;介绍我国科学家对我国陆地生态系统固碳作用的研究,为我国应对气候变化的国际谈判提供重要支撑。 (3)反映环境现状,树立保护环境的情感   除了从正面宣传生态文明建设的成就,教材还列举了人口增长、环境污染等突出问题。第1章第1节通过“与社会的联系”介绍了我国出生人口的男女性别比例持续升高的现状,列举了我国政府进行综合治理所采取的多项措施。第3章介绍了生物富集,说明人类活动向环境中排放的有害物质,最终会危害位于食物链顶端的人类自己。第4章第1节从人口增加、全球性生态环境问题等两个方面反映了人类活动对生态环境的影响,激发学生保护生态环境的意愿;第2节介绍了生物多样性正在丧失,引导学生保护生物多样性。 3.4.3  弘扬中华优秀传统文化   本模块教材选用了不少古诗词,弘扬传统文化中的语言文化。例如,“问题探讨”用白居易《赋得古原草送别》中的诗句“离离原上草,一岁一枯荣。野火烧不尽,春风吹又生”形容我国北方原野上草本植物的生长变化。课后习题用《诗经·小雅·小宛》中“螟蛉有子,蜾蠃负之”为情境,考查蜾蠃与螟蛉的种间关系;用《诗经·国风》“燕燕于飞,差池其羽”“燕燕于飞,上下其音”创设情境,考查对信息传递的理解。第4章章首页记录了庄子的名言“天地与我并生,而万物与我为一”,反映了我国古代先人的人与自然和谐共生的哲学思想。 在讲群落的结构时,介绍我国最晚在明代就开始将四大家鱼进行混养,与群落垂直结构的知识建立联系;介绍立体农业时,记载了我国古籍《氾胜之书》所记载的我国西汉时期的“间作套种”的农业生产方式,反映了我国先民的智慧。 3.4.4  培育科学精神   科学精神的教育也是科学教育的目标之一,教材则是融入科学精神的载体。 “科学家访谈”描写了方精云为了研究我国的植被,几乎踏遍了全国所有重要的山脉;回忆了他在北极开展科学考察的艰苦历程;分享了他进行科学研究的秘诀,展现了他敬业、求真、探索等科学精神。“科学家的故事”讲述了马世骏治理蝗灾的过程,体现了敬业、合作、探索等科学精神。 探究活动也在培养学生的科学精神,例如,“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”活动中强调要随机取样;“培养液中酵母菌种群数量的变化”说明要做重复实验;等等。 3.4.5  形成正确的科学技术价值观   落实科学、技术和社会的关系,形成正确的科学技术价值观也是贯彻生物学课程、提升社会责任素养的重要任务,本模块教材凸显了科学知识与生产实践、生活实际的联系。大部分章节在介绍知识内容后,都安排了联系社会的内容,例如,第1章第3节最后一个小标题是“种群研究的应用”;第2章第3节的后两个小标题分别为“人类活动对群落演替的影响”“退耕还林、还草、还湖”,介绍人类根据群落演替的知识影响生态环境的实例。第3章第2~4节分别介绍了研究能量流动的实践意义、研究物质循环对于改进农业生产方式的启示,信息传递在农业生产中的应用等内容。第4章生态工程部分,大量介绍了人类对生态系统进行改造的原理和实例,反映了科学、技术与社会的关系。这些内容均反映了科学技术与生产实践、生活实际的关系,反映了科学技术帮助人类社会朝有利于人类生存的方向发展。   参考文献: 【1】中国社会科学院语言研究所词典编辑室. 现代汉语词典(第7版)[M]. 2016:1407. 【2】王颖. 建立生命观念,发展科学思维——《生物学·必修2·遗传与进化》修订情况介绍(一)[J]. 中学生物教学,2019(23):4-7. 【3】赵占良. 试论中学生物学的学科本质[J]. 中学生物教学,2016(1-2):4-8. 【4】谭永平. 高中生物学新课程中的模型、模型方法及模型建构[J]. 生物学教学,2009(1):11-12.   转自《生物学教学》2020年第11期  
 1   0  720天前
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