《生物课程标准》中的案例
江苏南京师范大学生命科学学院(210097) 汪 忠
国家教育部2001年颁布的全日制义务教育《生物课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)，和过去《生物教学大纲》有许多明显的不同。《标准》在阐述每个主题时分别给出一定的案例，就是其中的一个明显不同。给出一定的案例，意在帮助广大教师更好地理解《标准》。《标准》中12个案例传递了重要的教学改革信息。
1 努力改变学生的学习方式是案例传递的重要信息之一
《基础教育课程改革纲要(试行)》中明确提出，“改革课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能过程的同时成为学会学习和形成正确价值观的过程”，“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。
为此，《标准》将“科学探究”列为“具体内容标准”的一个主题，目的是为了促进学生学习方式的改变，使学生能够主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，理解科学本质，形成一定的科学探究能力以及科学态度和价值观，发展创新精神。引导学生进行探究性学习，对培养学生科学素养具有不可替代的作用。《标准》特别强调，教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容标准尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。《标准》为此设计了12个案例，其中5个案例就是科学探究的案例。例如，《标准》提供了“探究影响鼠妇分布的环境因素”“探究酸雨的危害”“探究蚂蚁的行为”“探究食物保鲜的方法”等案例。
“探究影响鼠妇分布的环境因素”案例是《标准》中的第一个案例，是主题“科学探究”的案例，其作用是通过案例使原本理论性很强的科学探究过程具体化、形象化，便于中学生物学教师理解本次课程改革重点之一的探究性学习的内涵。案例分析了在探究鼠妇生活环境因素的过程中“提出问题”“作出假设”“制定计划”“实施计划”“得出结论”“表达、交流”等基本过程以及每一过程的具体要素。
从广义上来说，中学生物学探究性学习是指学生探究问题的学习，贯穿于整个生物学教学过程之中。从狭义而言，则是指学生在教师的指导下，对基本确定的和教学内容有关的自然现象、社会现象和学生生活中的问题进行探究，并在探究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。《标准》中“探究影响鼠妇分布的环境因素”和“探究蚂蚁的行为”是对自然现象的探究活动，“探究酸雨的危害”主要是对自然现象，同时也涉及社会现象的探究活动，而“探究食物保鲜方法”“探究酒精对水蚤心率的影响”则是探究学生生活中的问题。
《标准》倡导探究性学习，只是针对目前学生学习主要立足于被动接受、偏重于机械记忆、浅层理解和简单应用的状况，帮助学生逐步改变原有的单纯接受式学习方式，构建一种相对比较开放的学习环境，提供一种相对个性化的、多渠道地获取知识的机会，形成主动的、积极的学习方式。这对学生创新精神和实践能力的培养具有重要意义。
此外，《标准》提出的70项“具体活动建议”中也有许多就是科学探究活动的建议，供教师选用。
2 全面提高学生的科学素养是案例传递的重要信息之二
《标准》在倡导探究性学习的同时，并未排斥有意义的言语接受学习等各种学习策略和方法。《标准》提出的其余7项非探究性学习案例就是明确的体现。中学生物科学教育是生物科学素养的养成教育。自20世纪90年代以来，教育界普遍认同，科学素养不仅是科学知识和技能、科学方法与能力的掌握、科学行为与习惯的养成，更重要的是相关的科学精神、科学态度和价值观。中国科学院定期发表的《科学发展报告》，旨在综述世界科学进展与发展趋势，评价科学前沿与重大科学问题，报道我国科学家所取得的突破性成果。在2001年《科学发展报告》中的科学家建议部分，提出“面向21世纪发展我国科学教育的建议”;“科学教育是关注科学技术时代的现代人所必需的科学素养的一种养成教育，是将科学知识、科学思想、科学方法、科学精神作为整体的体系，使其内化成为受教育者的信念和行为的教育过程，从而使科学态度与每个公民的日常生活息息相关，让科学精神和人文精神在现代文明中交融贯通。科学教育价值观的核心在于将人的创造力发展同人认识世界的知识条理结合起来，如何使科学的内在价值与其外在价值保持平衡，是确立科学教育价值观的关键。科学教育目标:一是提高全体国民的科学素养;二是培养具有创新精神、创新意识和创新能力的人才。在现行的教育体系中，学校教育过分注重知识的灌输而轻视科学思想、科学方法和科学精神的养成，尤其缺乏培养创新意识和创新能力的教育。”
中学生物学教学是围绕教学目标展开的，是教学目标的具体化。教学目标的达成有赖于各种教学策略和方法。由于各种教学策略和方法既有其特色又有其局限性，在完成中学生物科学教育目标方面，各种教学策略和方法都具有独特的、有时又是不可替代的作用。为此，《标准》还提出了“观察细胞的基本结构”“设计校园绿化方案”“制作小肠壁结构的模型”“模拟血型鉴定”“探讨我国人口增长的趋势”“观察家蚕的生殖与发育”“生物进化主要历程拼图游戏”7项案例。《标准》中的案例试图通过形式多样的活动，将科学知识、科学思想、科学方法、科学精神、情感态度与价值观的教育内化为受教育者的科学素养。
生物科学正朝着从定性到定量、从实验到理论、从描述到数量模拟、从分析逐渐回归到综合的方向发展。《标准》中的案例力图体现这样的发展趋势。
2.1 科学研究始于观察和实验
观察和实验是直接获取感性材料和科学事实的基本途径。观察和实验一直是生命科学研究中十分重要的认识方法。
随着观察仪器设备的发展，观察方法在科学研究中发挥着越来越大的作用。单纯的观察会使观察者处于消极等待的被动境地，因而，观察还常常和实验结合起来。采用实验方法可以克服自然条件的局限，人为地去干预和控制所研究的对象，使科学研究在有利的条件下进行。“观察细胞的基本结构”“观察家蚕的生殖与发育”以及“模拟血型鉴定”等观察和实验案例就是着重通过观察和实验，突出生物学基本知识和基本技能的传授。通过案例设计的观察和实验活动，学生可以获取有关细胞结构、结构和功能、动物生殖与发育等基础知识以及制作临时玻片标本、显微观察、饲养和观察动物等基本技能。
《标准》设计的上述观察和实验的活动案例，强调了在生物学教学中通过观察和实验学习基础知识和基本技能以及体验观察和实验等科学研究方法。这是公民科学素养的重要组成部分。
2.2 数学是研究事物的量、量的关系和变化的科学
利用数学的方法对生物科学研究的对象进行量的分析、描述、计算和推导，是科学研究的重要方式。
数学方法应用程度的大小，直接影响科学技术发展水平的高低。“探讨我国人口增长的趋势”等案例的设计思想就在于此。传统的生物学教学也探讨我国人口增长的问题，在教材中一般是将世界和我国人口的变化趋势用表格和曲线图直接表示出来，由教师讲授。《标准》的“探讨我国人口增长的趋势”的案例则仅仅提供我国人口数量变化的数据表，让学生阅读和绘制人口增长曲线图，然后分组讨论我国人口增长的趋势及其对我国社会、经济的影响。中学生通过这一活动，可以体验数学在生物科学研究中的作用和价值，有利于科学素养的全面提高。“制作小肠壁结构的模型”案例的设计也隐含有通过制作和测量、分析等方法，体验数学方法的意义。
2.3 情感态度与价值观的养成也是中学生物学教学重要的关注点
社会文明的进步要求公民素养的全面提升，课程改革关注教育的道德文化层面，强调情感态度与价值观的培养。
情感不仅指学习兴趣、学习热情、学习动机，更是指内心体验和心灵世界的丰富。态度不仅指学习态度、学习责任，更是指乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生态度。价值观不仅强调个人价值，更强调个人价值和社会价值的统一;不仅强调科学的价值，更强调科学价值与人文价值的统一;不仅强调人类的价值，更强调人类价值与自然价值的统一，从而使学生从内心确立起对真善美的价值追求以及人与自然和谐、持续发展的理念。案例致力于培养学生丰富的情感、积极的态度和正确的价值观，并使其有机地渗透到教学内容中去。在“探究影响鼠妇分布的环境因素”探究活动结束时《标准》提出“活动完成以后将鼠妇放回大自然中”，这是我国中学生物学教学史上首次明确对实验动物提出保护要求，也是本次课程改革的重要变化之一，是课程标准“热爱大自然，珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，提高环境保护意识”的真正体现，蕴含了情感态度与价值观的教育。“探究酸雨的危害”“探讨我国人口增长的趋势”“模拟血型鉴定”“设计校园绿化方案”等案例都能丰富学生的情感，例如关注自然环境的污染、关注我国人口增长对社会经济发展的影响、关心他人、关心学校和社会的绿化等。
3 12个案例的具体分析
3.1 “探究影响鼠妇分布的环境因素”案例
本案例是《标准》中的第一个案例，传递的信息主要有:科学探究的基本要素;关爱生物的情感;生物的生存依赖一定的环境，也影响环境等。
本案例中的实验材料(鼠妇)比较容易获得。
3.2 “观察细胞的基本结构”案例
本案例是一个经典的生物学实验案例。传递的信息主要有:生物学是一门实验性很强的科学;生物学实验常常需要依靠比较正规的实验仪器设计，例如，显微镜等;掌握一定的生物学实验技能是顺利完成实验的保证，例如，规范使用显微镜的技能、制作临时装片和切片的技能等。学校应逐步完善生物学实验室的建设，仪器设备和用具的配置，保证实验教学经费的投入。
3.3 “探究酸雨的危害”案例
本案例传递的信息主要有:生物的生存依赖一定的环境;生物圈是人类与其他生物的共同家园;人类的活动严重影响了生物圈;在人为模拟的情况下，可以再现自然过程，方便观察和实验研究;安全实验的技能。本活动材料易得，操作容易，实验现象明显。
3.4 “设计校园绿化方案”案例
本案例的目的是使《标准》中的“参加绿化家园的活动”的具体内容标准得到落实。案例传递的信息主要有:学习有关常见花卉、树木等植物的知识;提高审美情感，具有经济观念;身体力行参加绿化家园的活动;增强爱校、爱社区的情感。目前，城市中学的校园普遍较小，绿化的任务早就完成，开展校园绿化设计活动可以不受条件限制，又能达到《标准》规定的目标的完成。农村或城郊学校校园较大，可以因地制宜地开展活动，尽可能安排学生直接参与绿化家园的活动。
3.5 “制作小肠壁结构的模型”案例
本案例传递的信息主要有:理解小肠的结构特点和消化吸收的关系;小制作活动配合测量体验数学方法的重要性等。本案例的难度很小，而且从严格的生物学科意义上来说，小肠内壁的皱襞应该主要是横向的(本活动中为了方便制作，改成纵向皱襞)，但通过活动可以改变学生的学习方式。
3.6 “模拟‘血型鉴定’”案例
人的血型和输血是学生非常关注的问题，但由于血型鉴定可能会造成疾病感染和传播，国际上许多国家都禁止在中学阶段采用真人真血进行教学实验。本模拟实验传递的信息主要有:理解血型与输血的关系;倡导适龄青年义务献血;知道血型鉴定的基本过程;掌握血型鉴定的基本技能等。
3.7 “探讨我国人口增长的趋势”案例
本案例传递的主要信息有:关注我国人口增长的趋势，知道每个公民的行为与国家的前途密切相关;学习图示数据的方法和根据数据分析、判断社会问题等。
3.8 “探究蚂蚁的行为”案例
探究蚂蚁的行为活动传递的主要信息有:观察动物的行为是研究动物行为的重要方法;实验室观察取代自然环境观察是常用的生物学研究方法之一;学生有兴趣观察和探求动物世界的奥秘，采用学生喜欢的方式进行教学有利于学习方式的改变。本活动提出的探究和观察内容是学生日常生活中常见而又“熟视无睹”的问题，容易引起学生的极大兴趣和大胆假设。
3.9 “观察家蚕的生殖与发育”案例
对于初中学生而言，生殖、发育和遗传知识的学习有一定的难度，开展这类活动对于激发学习兴趣，形成正确的价值观等具有作用。本案例是一项经典的观察和饲养动物的活动，传递的主要信息有:生物的生殖、发育和遗传是生命的基本特征之一;动物饲养的基本方法和技能;学会观察和记录动物生长、发育和生殖过程的方法和技能等。家蚕饲养比较简单，许多学生在小学阶段就已经有过体验。但初中阶段的家蚕饲养活动着重生殖与发育过程，强调观察和记录雌雄家蚕交配和生殖的全过程。3.10 “‘生物进化主要历程’拼图游戏”案例
生物进化主要历程的知识比较繁琐，采用直观的拼图游戏，可以提高学生的学习兴趣。本案例传递的主要信息有:生物进化主要历程的知识;合作与团队精神的重要性等。
3.11 “探究食物保鲜方法”案例
生物技术已经发展成高新技术，它对人类的生活和社会发展正在产生越来越大的作用。然而体现高新技术思想和技术的活动在初中阶段开展比较难。“探究食物保鲜方法”案例则希望传递的主要信息有:微生物是食物腐败的主要原因;日常生活中有许多简单的生物技术问题;采用一定的技术手段(例如保鲜手段)可以解决生活中的种种问题等。
3.12 “探究酒精对水蚤心率的影响”案例
探究酒精对水蚤心律影响的案例传递的信息主要有:理解酗酒对人体健康的危害;数学和化学知识在配制不同体积分数溶液方面的重要性等。
（摘自《中学生物教学》2002年第3期。）
