生命科學的提煉和表述論文

　　1提煉小學階段生命科學學科主題的必要性

　　中學生物學課程通常包括10個主題，生物多樣性、生殖和發(fā)育等主題側(cè)重在初中階段完成，而像細胞、物質(zhì)與能量、遺傳與進化、生物與環(huán)境等較為抽象且對學生認知能力要求較高的主題，則安排在初、高中兩個學段完成。由此可見中學階段生物學的科學主題在初、高中兩個學段的分布既各有側(cè)重，又在整體上實現(xiàn)互補。但是在現(xiàn)行《科學（3～6年級）課程標準》（實驗稿）中，生命科學領域（生命世界）各部分內(nèi)容之間相關性較小，關注的程度不一，很難和初、高中相關學科主題相銜接。本文根據(jù)科學主題的內(nèi)涵，結(jié)合生命科學領域的知識和初、高中生物課程主題的特點，提煉出了小學階段生命科學領域的6個科學主題：同一性、多樣性、適應性、能量、進化、穩(wěn)態(tài)。這6個核心概念的關系是：同一性、能量和穩(wěn)態(tài)是基礎，生物具有共同的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和生命活動基礎，能量是各種生命活動的基礎，穩(wěn)態(tài)維持著所有的生命系統(tǒng)。在此基礎上，適應性和進化表明，生物體的生活環(huán)境不同會產(chǎn)生不同的適應，并在適應中不斷進化，從而形成生物的多樣性。

　　2將小學階段科學主題表述為核心概念的原則

　　在對眾多生物學事實、現(xiàn)象、機理整合的基礎上，提煉出小學階段生命科學領域的6個學科主題后，需要使用合適的語言來表達其內(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語。采用這種表述方式更易于確認需要學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大概念遵循的4個標準。胡玉華指出：“生物學核心概念不是一成不變的，有些概念對中學生來說是核心概念，對專家來說可能是一般概念。不同學段的生物學核心概念是不同的,也就是說,生物學核心概念實際上是教師應該通過教學過程使學生形成的關于生命本質(zhì)的正確認識或看法。”基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階段生命科學領域的學科主題的內(nèi)涵———核心概念。第一，選擇能夠表現(xiàn)生命科學最基本、最本質(zhì)、最核心的概念性知識，通過若干個核心概念相互組合，構(gòu)成生命科學領域基本結(jié)構(gòu)的骨架，反映出生命科學的基本面貌。第二，充分考慮到了小學生的認知特點。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，但這是一個緩慢的過程，如果兒童能夠操縱所思考的物體，就能進行邏輯思考。這個階段科學的學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小學階段生命科學領域?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)基礎和生命活動特性。這里使用了同一性，而不是統(tǒng)一性。從哲學的觀點看：同一性和統(tǒng)一性不是一個概念，“同一”是與“差異”相對立的范疇；“統(tǒng)一”是與“對立”相對立的范疇。統(tǒng)一性在初中以上使用，小學階段使用同一性。同一性強調(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)上都是由細胞構(gòu)成的，在生命活動上具有生長、發(fā)育、繁殖、新陳代謝、遺傳和變異等生命活動特性。

　　3.2多樣性

　　生物在各個方面都具有多樣性。生物的類群、種類、結(jié)構(gòu)和生命活動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結(jié)構(gòu)的每一個層次中。在有性繁殖的種群中，沒有兩個個體是完全相同的，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(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，也是競爭與共生現(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看到獨特性，獨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。

　　3.3適應性

　　強調(diào)生物結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境相互關系，生物的結(jié)構(gòu)和功能相適應，生物的結(jié)構(gòu)是為了適應相應的環(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)相適應的功能，生物體的結(jié)構(gòu)是在適應環(huán)境的過程中形成的。生物體結(jié)構(gòu)可以在與環(huán)境進行物質(zhì)、能量、信息的交換與流通中實現(xiàn)自我組織，從而適應環(huán)境，因而生物器官會出現(xiàn)用進廢退的情況。

　　3.4能量

　　一切生命活動都離不開能量。能量是人類在探索自然界的各個領域中共同使用的一個概念，能量構(gòu)成了任何相互作用的系統(tǒng)的基礎，是連接不同學科的紐帶。生命科學領域有其自己的特色；生命能量的來源是太陽能；生命活動中伴隨著能量的吸收和能量的轉(zhuǎn)化；生命體內(nèi)的能量流動驅(qū)動其新陳代謝和生長發(fā)育，生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動使其得以存在繁衍。

　　3.5進化

　　進化是生命變化的過程和結(jié)果。生物進化是從簡單到復雜、從單一到多樣、從低級到高級的不可逆過程。生物變異和遺傳是進化的基礎，變異為進化提供原料,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化。生物進化不僅表現(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)最后都會停留在穩(wěn)定狀態(tài)下。穩(wěn)定狀態(tài)應該有兩種情況：穩(wěn)定和穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)定一般是物理學上的稱謂，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，因為生命系統(tǒng)總是在不斷變化的。所以生命科學領域存在著穩(wěn)態(tài)，也叫動態(tài)平衡。這是一般化學和生物學上的稱謂，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)驗和對其他國家科學教育的研究表明：科學教育不應該傳授給學生抽象的、脫離生活的、支離破碎的理論和事實，應該選擇一些重要的核心概念，用恰當、生動的教學方法幫助學生建立一個相對完整的對自然世界的理解。小學科學課的內(nèi)容不適合安排過多的知識內(nèi)容，重點要讓學生通過相關的知識學習，學會基本的科學過程技能，養(yǎng)成運用探究式的方法學習的習慣。筆者提煉的小學階段生命科學領域的核心概念，就是適合小學生理解生命學科最基本面貌的一組核心概念，這6個核心概念對于小學生來說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；同一性和進化可以初步理解；而穩(wěn)態(tài)則是初步建立意識即可。但是小學科學教師對這6個核心概念都要充分理解，只有這樣，教師在組織教學時，既可以刪除那些與理解核心概念沒有直接關系的繁瑣知識，還可以選擇出同時具有教育意義和培養(yǎng)學生技能的知識，利用這些較少量的知識使學生形成簡化的、實用的、對未來學習更有支持意義的、內(nèi)在邏輯性較強的知識概念體系，為今后能從科學主題理解科學知識打下基礎，也為今后學習和生活打下良好的基礎。

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