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(cè)重在初中階段完成，而像細(xì)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(duì)學(xué)生認(rèn)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(cè)重，又在整體上實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。但是在現(xiàn)行《科學(xué)（3～6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗(yàn)稿）中，生命科學(xué)領(lǐng)域（生命世界）各部分內(nèi)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(jù)科學(xué)主題的內(nèi)涵，結(jié)合生命科學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)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(yīng)性、能量、進(jìn)化、穩(wěn)態(tài)。這6個(gè)核心概念的關(guān)系是：同一性、能量和穩(wěn)態(tài)是基礎(chǔ)，生物具有共同的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)基礎(chǔ)，能量是各種生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，穩(wěn)態(tài)維持著所有的生命系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，適應(yīng)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(yīng)，并在適應(yīng)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(duì)眾多生物學(xué)事實(shí)、現(xiàn)象、機(jī)理整合的基礎(chǔ)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，需要使用合適的語言來表達(dá)其內(nèi)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描述概念的內(nèi)涵。除了使用概念名詞的方式，還可以用描述概念內(nèi)涵的方式來傳遞概念”。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(nèi)容，研究者們采用了這樣一種完整的陳述句形式來表述核心概念,在表述中盡可能少地使用術(shù)語。采用這種表述方式更易于確認(rèn)需要學(xué)生理解和掌握概念的內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)。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(duì)中學(xué)生來說是核心概念，對(duì)專家來說可能是一般概念。不同學(xué)段的生物學(xué)核心概念是不同的,也就是說,生物學(xué)核心概念實(shí)際上是教師應(yīng)該通過教學(xué)過程使學(xué)生形成的關(guān)于生命本質(zhì)的正確認(rèn)識(shí)或看法�！被谏鲜鰧�(duì)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(nèi)涵———核心概念。第一，選擇能夠表現(xiàn)生命科學(xué)最基本、最本質(zhì)、最核心的概念性知識(shí)，通過若干個(gè)核心概念相互組合，構(gòu)成生命科學(xué)領(lǐng)域基本結(jié)構(gòu)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(rèn)知特點(diǎn)。6～12歲的`兒童處于皮亞杰提出的認(rèn)知發(fā)展的具體運(yùn)算階段，此階段兒童的特點(diǎn)是思維開始變得更加協(xié)調(diào)、更加理性，變得更傾向于聆聽他人的想法，但這是一個(gè)緩慢的過程，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(xí)要求具有很強(qiáng)的體驗(yàn)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(shù)是具體的、宏觀的概念，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?qū)W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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和生命活動(dòng)特性。這里使用了同一性，而不是統(tǒng)一性。從哲學(xué)的觀點(diǎn)看：同一性和統(tǒng)一性不是一個(gè)概念，“同一”是與“差異”相對(duì)立的范疇；“統(tǒng)一”是與“對(duì)立”相對(duì)立的范疇。統(tǒng)一性在初中以上使用，小學(xué)階段使用同一性。同一性強(qiáng)調(diào)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(jié)構(gòu)上都是由細(xì)胞構(gòu)成的，在生命活動(dòng)上具有生長、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。生物的類群、種類、結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)過程等都是多種多樣的。生命現(xiàn)象最突出的特征是它幾乎無限的多樣性，它存在于生物界等級(jí)結(jié)構(gòu)的每一個(gè)層次中。在有性繁殖的種群中，沒有兩個(gè)個(gè)體是完全相同的，這種不同，不僅是由于它們?cè)谶z傳上的獨(dú)特性，也是性別、年齡、免疫系統(tǒng)以及在開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(tǒng)的基礎(chǔ)，也是競(jìng)爭與共生現(xiàn)象的原因，從而促成了自然選擇。無論在自然界的什么地方都會(huì)看到獨(dú)特性，獨(dú)特性就意味著多樣性。任何生物性過程和現(xiàn)象都和多樣性有關(guān)。
3.3適應(yīng)性
強(qiáng)調(diào)生物結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境相互關(guān)系，生物的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)，生物的結(jié)構(gòu)是為了適應(yīng)相應(yīng)的環(huán)境而形成的。生物界沒有無功能的結(jié)構(gòu)和無結(jié)構(gòu)的功能。生物體由于結(jié)構(gòu)不同各有不同的性能。生物體具有和結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的功能，生物體的結(jié)構(gòu)是在適應(yīng)環(huán)境的過程中形成的。生物體結(jié)構(gòu)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(xiàn)自我組織，從而適應(yīng)環(huán)境，因而生物器官會(huì)出現(xiàn)用進(jìn)廢退的情況。
3.4能量
一切生命活動(dòng)都離不開能量。能量是人類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(gòu)成了任何相互作用的系統(tǒng)的基礎(chǔ)，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；生命能量的來源是太陽能；生命活動(dòng)中伴隨著能量的吸收和能量的轉(zhuǎn)化；生命體內(nèi)的能量流動(dòng)驅(qū)動(dòng)其新陳代謝和生長發(fā)育，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)使其得以存在繁衍。
3.5進(jìn)化
進(jìn)化是生命變化的過程和結(jié)果。生物進(jìn)化是從簡單到復(fù)雜、從單一到多樣、從低級(jí)到高級(jí)的不可逆過程。生物變異和遺傳是進(jìn)化的基礎(chǔ)，變異為進(jìn)化提供原料,通過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(dǎo)致遺傳系統(tǒng)和表型發(fā)生一系列不可逆轉(zhuǎn)改變的過程形成了生物的進(jìn)化。生物進(jìn)化不僅表現(xiàn)在生物多樣性種類和數(shù)量的增加,還表現(xiàn)在生物體的構(gòu)造不斷趨于復(fù)雜和完善。
3.6穩(wěn)態(tài)
所有的生命系統(tǒng)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(diào)節(jié)機(jī)制維持其穩(wěn)態(tài)。世界上一切事物都在變化中，又都具有相對(duì)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定與不穩(wěn)定是自然界一切事物所固有的屬性，一切事物都是穩(wěn)定和不穩(wěn)定的辨證統(tǒng)一。許多系統(tǒng)最后都會(huì)停留在穩(wěn)定狀態(tài)下。穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)該有兩種情況：穩(wěn)定和穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)定一般是物理學(xué)上的稱謂，是指系統(tǒng)抵抗了外來的或內(nèi)部的干擾力，在短時(shí)期內(nèi)沒有變化，具有抗干擾性保持自身原狀的性質(zhì)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，所有的力都是平衡的。生命系統(tǒng)中的穩(wěn)定性非常少見，因?yàn)樯到y(tǒng)總是在不斷變化的。所以生命科學(xué)領(lǐng)域存在著穩(wěn)態(tài)，也叫動(dòng)態(tài)平衡。這是一般化學(xué)和生物學(xué)上的稱謂，指系統(tǒng)表面是穩(wěn)定的，而內(nèi)部卻發(fā)生著非常大的變化。
４結(jié)語
10余年來的課程改革經(jīng)驗(yàn)和對(duì)其他國家科學(xué)教育的研究表明：科學(xué)教育不應(yīng)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(yīng)該選擇一些重要的核心概念，用恰當(dāng)、生動(dòng)的教學(xué)方法幫助學(xué)生建立一個(gè)相對(duì)完整的對(duì)自然世界的理解。小學(xué)科學(xué)課的內(nèi)容不適合安排過多的知識(shí)內(nèi)容，重點(diǎn)要讓學(xué)生通過相關(guān)的知識(shí)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)基本的科學(xué)過程技能，養(yǎng)成運(yùn)用探究式的方法學(xué)習(xí)的習(xí)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(duì)于小學(xué)生來說理解的層次是不一樣的，多樣性、適應(yīng)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(wěn)態(tài)則是初步建立意識(shí)即可。但是小學(xué)科學(xué)教師對(duì)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有直接關(guān)系的繁瑣知識(shí)，還可以選擇出同時(shí)具有教育意義和培養(yǎng)學(xué)生技能的知識(shí)，利用這些較少量的知識(shí)使學(xué)生形成簡化的、實(shí)用的、對(duì)未來學(xué)習(xí)更有支持意義的、內(nèi)在邏輯性較強(qiáng)的知識(shí)概念體系，為今后能從科學(xué)主題理解科學(xué)知識(shí)打下基礎(chǔ)，也為今后學(xué)習(xí)和生活打下良好的基礎(chǔ)。
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