生物教材創新教育功能研究論文

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在傳統的觀念中，中學生物學教材的功能只是單一的“知識源”，教材的教學法功能未能充分發揮。其結果，教學法的功能完全由教師個人去發揮，隨意性大，預期效果難以保證。20世紀80年代末期以前的高初中生物教材都是這樣，以匯編“基礎知熾”為己任，而且所謂知識都是“得到公認”的“正確無誤”的科學結論與事實，20世紀90年代以后編的某些版本教材仍然還有采用這一模式的。教材中的實驗、練習等其它內容，只是附帶的，或者干脆沒有。如1978年恢復高考以后遺傳概率分析一直是要求學生掌握的重要內容，但幾個版本高中教材連一道例題都沒有，上課時有的教師補充例題，有的不補充，做了補充的，所選例題難度也不一樣，教學效果就參差不齊。另外，教材在表述方式上也歷來是結論式的，其中的結論被視為顛撲不破的“科學真理”，表現出不可動搖的僅威性。因此當科學進展，有些結論發生了變化，甚至被推翻淘汰時，由于教材結論未變，教師仍只能照本宣科，致使學生把謬誤當成真理。所以在中學生物課程中實施創新教育，首先必須對傳統教材進行改革，以科學真理的絕對性和相對性的辯證統一為原則，以培養創新能力，發展綜合素質為目標，以發掘教材的教學法功能為途徑，改革教材的內容和形式。

一、改革教材內容

傳統的教材內容對學生發展所起的作用是單一的“打基礎”的作用。對于創新教育來說這是遠遠不夠的。從創新的角度考慮，以往中學生物教材在內容上至少存在兩個方面的問題。第一，知識相對陳舊。因為傳統觀點的影響，教材更新周期長的影響等原因，新觀點、新技術、新方法很難納入中學教材。尤其是有爭議的新觀點更不可能編入教材，可是生命科學大量的創新經歷表明，創新不僅需要“公認無誤”的經典的基礎知識，更需要最新的知識進展作為基礎，那些“不確定性”較強的有爭議的結論或觀點往往給創新帶來契機。第二，教學內容組成單一，僅僅包括本學科的“雙基”。科技創新的實踐告訴我們，僅有本學科的“雙基”是絕對不夠的，還需要大量跨學科的東西，需要大量實踐的東西，比如需要科研、產業、市場的知識與實踐等，再如需要許多通用的或學科專門的方法技術。此外創新所需要的懷疑、批判等創新精神，直覺、求異等創新思維能力，都不是單靠“雙基”的傳授就能培養的。所以創新需要更為廣闊的教材內容作為基礎，作為保障。由此可見，實施創新教育首先要改革教材內容。應該說人教社新版高中試驗本教材在這方面做了很好的有益的嘗試。從內容上考慮，適應創新教育的教材應該具備如下功能：

1．基礎功能

即給學生提供創新所必須的基礎知識和方法技術，特別是對創新起著直接推動作用的新知識、新技術。實現這一功能就要求教材能夠及時跟上學科發展的步伐，及時更新陳舊的教學內容，補充必要的新知識。這么做，即便學生不直接參與創新，對其較好地理解和適應科技、經濟、社會的有關創新也是大有稗益的。而要做到這一點，又必須解放思想，打破陳規舊習的束縛。比如，在美國能源部（DepartineniofEnergy）等單位的贊助下，美國課程研究機構BSCS從1992年至1998年先后設計了四個相互補充的“基因組（教學）模式（GenomeModu1eS）”，把科學家正在進行的“人類基因組計劃（ThehumanGenomeproject），一個宏偉的著名的科研項目的最新動態和相關內容及時納入了中學生物學課堂，使學生跟上科學創新的步伐。如果按照我們過去的習慣，這種正在進行之中的、尚無最終結果的研究根本不允許編入中學教材，顯然我們在教材內容的選擇處理上過于保守。只有徹底摒棄這些保守的思想，教材才有可能真正幫助學生打好創新的基礎。正如有的專家指出的，“課程的設置和各門學科的內容不是一成不變的，它要隨著科學技術和文化的發展而不斷變化、更新內容，使課程內容能夠跟上科學技術文化的發展。”“并且要考慮到21世紀科學文化發展的趨勢，才能跟上發展的步伐。”

2．素材功能

即能夠給學生的創新活動提供必要的素材。實現這一功能就要求教材能依照不同年級學生、不同層次創新活動的目標、特點和規律，選編相關的內容。1996年出版的美國《國家理科教育標準》明確提出“學習科學是要學生做什么，而不是把什么做好了提供給他們。”既然要學生做什么，那就不僅要布置做的任務，還要提供做的素材。

例如人教社新版高中教材（試驗本）編入了植物的向光性與感應性實驗設計的內容，首次將設計教學引入中學課堂。以向光性實驗設計為例，提供的素材，包括有關向光性的一些實例和概念、實驗材料和用具，如幼苗和錫紙、不透光的紙盒。應該說教材的這一改革對創新能力的培養開了個好頭。但遺憾的是在創新素材方面，個別地方有越俎代庖之嫌，個別地方又顯得不足。例如，不透光的盒子完全可以讓學生自行設計，以提供創新的余地，又可檢驗其實驗條件設計的嚴謹性，而在方法步驟的提示上又太簡單，部分學生可能無從下手。筆者看到美國文獻介紹高中的同一設計，盒子就要求學生自行選擇或制作，但要求不透光，故有人選擇裝膠卷的塑料盒，因為它們已被證明是不透光的，這一選擇過程鍛煉了學生嚴謹的科學思維能力。所以提供創新素材是教材改革中值得研究的問題。

3.樣榜功能

即能夠給學生的創新活動提供典型的樣榜或范例。學生進行創新活動是培養其創新能力的重要途徑，由于缺乏經驗和必要的技能，必須給他們提供樣榜，使其從仿效創新開始，逐步發展到獨立的原創創新。為此，教材應能比較清晰地勾畫出一個個創新活動的基本過程，特別是創新要素如何重組，新構想、新觀點、新方案如何閃現等。諸如DNA雙螺旋發現的過程、克隆羊誕生的過程等就可以經過恰當簡化處理，編入中學教材。過去的教材也有科學史的例子，但多數側重于宣傳科學家不怕困難、刻苦鉆研等精神，創新過程體現較少或體現的力度不夠。人教社九年義務教育初中教材和新版高中教材（實驗本）都編入了一些體現創新過程的實例，值得提倡。當然還應有更多的不同的方式。例如，能否提供范例后再安排相應的仿創活動，以真正發揮范例的作用。

4．引導功能

即能夠引導學生對特定課題進行探索，實現創新。學生創新當然是要他們自己獨立提出先前從未有過的想法、觀念、方案、模型、實物等，但學生的創新能力畢竟是從零開始，從低到高逐步發展的，決不可能指望他們在某一天內突然具備高超的創新技能。要想促進學生創新能力盡快發展，就需要加以引導。中學教材也應該具有這一功能。比如上述植物向光性實驗的設計，美國高中通過一定提示，要求學生不能僅用一側小孔做出的結果得出結論，而要用前后左右四個孔做四組或先后四次實驗，才能綜合得出實驗結論，最后還要再在盒子頂端開孔，把四個側孔全封閉加以驗證。由此鍛煉學生從一組實驗現象才能得出實驗結論，通過驗證加理性思維才能從實驗結論得到一般結論的科學思維。創新能力也從朦朧的原始意識發展到能實用的階段，無論是對學生今后升學，還是對學生走向社會都是非常有用的。

二、改革教材內容的表述方式

我國傳統的生物學教材之所以是結論式的教材，另一重要原因是教材的表述方式。首先，重要知識概念均以不容置辯的定義形式出現，遣詞嚴謹，似乎滴水不漏，其結果教師只能死扣字眼地教，學生只能原封不動地接受，別無選擇。這種貌似嚴謹的表述方式帶有很大的副作用，嚴重阻礙了學生創新精神和能力的發展。例如人教社1997年新版高中生物（實驗本）在談到細胞核核孔時寫道“大分子物質可以自由通過核孔而進入細胞質內”，這種絕對結論式的表述，有可能誤導學生認為大分子物質都可以自由通過核孔，必然影響他們今后對核孔選擇性運輸功能的理解。顯然這樣的表述對學生創新能力的培養十分不利。筆者曾從一所農業大學聘請一位博士生導師給中學教師迸修班講學，學員竟以他對一個概念前后三次表述所用詞語不同為由，認為他“教學水平太差”，可見傳統教學模式危害之深。其次，以往中學生物學教材都習慣于知識概念的羅列，很少考慮知識發現或發明的過程，更談不上對學生自身認識過程的引導、啟發和促進，這是教材表述方式的第二個缺陷。這樣除去深度廣度上的區別外，大、中、小學的生物學教材、自然教材幾乎一個模式，忽略了中、小學生發展的迫切切需要，當然也無從談起創新。筆者曾看到國外一本生物學教材以活動定位的方式表述“脈傅”的概念，從搭脈、測量脈博等一系列活動的指導開始，引導學生認識理解脈搏概念及其產上的機理，進而掌握之。學生在學習過程中，無形中發展了探索、創新的能力。國內有些教材也借鑒了類似的做法，但在“看一看，想一想”等活動之后，緊接著又是明確嚴謹的結論式表述，似乎舍此不能讓學生掌握知識概念。其結果是很多教師根本不要學生看和想，很多學生也根本不愿去看去想，依然以直接背誦結論定義取代之。由此可見要實行創新教育，教材的表述方式非改革不可。筆者認為下列表述方式值得參考借鑒。

1．不同觀點對比表述

學生的創新離不開批判性思維，求異思維，但是學生不可能天生具備這些能力。同樣要從仿效開始。教材如何才能提供仿效的樣板和“批判”、“求異”的途徑呢？較好的辦法之一是適當引進不同觀點間的爭論，讓學生體會科學家是如何提出不同觀點，如何進行科學爭論的，科學真理是如何從爭論中誕生的。這是對傳統中學教材編寫觀的挑戰。傳統觀念認為中學教材只能收入得到一致公認的結論，避免攪亂學生的思想。其實這恰恰是把科學教育當成科學知識傳遞過程的錯誤觀點的典型反映。歷史上高中生物學教材曾經有過嘗試，雖然不夠徹底，但畢竟是一次良好的嘗試。1964年版高中教材曾同時介紹了有關遺傳機理的相互對立的兩種理論：孟德爾—摩爾根理論和米丘林理論。事實表明這一做法并未引起學生思維混亂。再如以后的教材同時例舉了有關生物進化的拉馬克理論和達爾文理論（雖然在處理上尚待改進）。我們完全可以在這一經驗基礎上進一步探索和改革，創出教材的全新局面。問題是要注意選擇一些并非全對全錯的對立觀點，注意體現觀點與證據之間的聯系，不要急于在文字表述中肯定一方，否定另一方。

2．不強求統一結論的問題式表述

教材在內容和表述方式上改革的另一種形式，是可以借鑒發現法的學習材料，少量知識在處理時，只留下問題，不得出統一結論，讓學生自己去思考。有興趣者還可自己去設法驗證，尤其是高中教材或初中高年級的教材完全可以這樣做。現有部分教材己有嘗試，但都放在“課外讀”、“課后實驗”之類的欄目中，力度還很不夠，生物科學的飛速發展以大量的事實表明，許多公認的結論具有時間性和階段性，過了一定時間，便可能得到新的證據，使原有結論發生重大改變，甚至被推翻。如細胞分裂中染色體運動的動力問題，高中新版教材仍很絕對地說是“紡錘絲牽引著染色體（子染色體）運動”，細胞生物學界對此結論己有許多證據提出反對意見，教材如此絕對地下結論不利于學生今后接受新觀點，也不利于創新精神的建立。我們主張這樣的問題可用留下問題的方式來表述，因為在中學階段染色體運動動力問題不是理解重點內容的關鍵。留下問題的方法，最大的優點是可以教育學生認識證據條件與結論的關系，學會運用證據和條件推導結論，從而具備創新的基本功。丁肇中曾說，科學的發展是多數服從少數，科學要有進展是極少數人把所有人的觀念推翻，才能前進。留下問題，不強求統一結論可以培養學生在科學辯論中不迷信多數，堅持科學證據的自信心，有利于學生創新能力的提高。

3．活動定位式表述

如前面“脈搏”一課的表述方式，就是典型的活動定位表述式。課本指導活動，以活動求得對知識的理解，而不明確給出結論，對學生來說就是一種創新活動。它可以一步一步地引導學生獨立地或分組地通過探索去“發現”隱含的結論，加深對知識和科學過程的理解，掌握一定的基礎知識和方法技術。這樣的表述“迫使”學生通過自己的活動學到知識，創新技能便會得到鍛煉。