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1、新课标生命科学史的教育价值东北师范大学生命科学学院 杨瑞林 王永胜摘要：生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程，展示了生命科学各个学科形成的历史以及各个学科之间的联系，揭示了自然科学的本质，揭示了每一个知识点的产生过程就是一个探究的过程，展示了在探究知识的过程中科学家之间的合作以及科学家所持观点之间的碰撞和论争，展示了成功的实验与选择合适的实验对象之间密切相关，呈现了科学家的科学态度、科学精神和科学世界观。生命科学史对于培养学生的生物学素养乃至科学素养具有积极的意义，在探究性学习中将发挥重要的作用。关键词：生命科学史 教育价值 生物学素养 探究性学习最近几年来，有关生命科学史的译本

2、以及著作开始出现。有的师范院校已将生命科学史纳入课程计划并开始实施，一些中学生物教师也开始认识到生命科学史在中学生物教学中的作用（展示知识发生过程，展现科学精神,展示科学研究方法），并且提出具体做法（创设情境，引入课题；介绍方法，启迪思维；突破教学难点）。1然而，生命科学史中蕴涵的教育价值远不止这些。新一轮基础教育课程确立了“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三位一体的课程目标，生命科学史中蕴涵的教育价值对于实现这样的课程目标具有积极的意义，对于教师教育也具有积极的意义，本文的目的就在于进一步挖掘生命科学史的教育价值。一、生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程生命科学史是一

3、部思想史，它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。这些思想是受当时的文化背景和科学技术水平制约的，生物学新知识的产生，都需要首先从思想方法上有所突破。“物种是演变的”思想的确立就是对“物种是不变的”思想的突破。2(475549)，3(236267)人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的突破。2(253297)，3(125152)，4(3756，134148)这些事实反映了思想氛围影响着人们对事物的认识，如果当时的思想氛围是不科学的，就会导致人们对事物的错误认识。反过来，人们通过对事物的科学探究，获得对事物的正确认识，又会改变人的思想，进而改变思想氛围，使人们对事物的认识产生一次飞

4、跃。生命科学史展示了科学家所处的时代背景，记录着科学家的思想以及思想转变，而科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学习者形成正确的思想具有积极的教育意义。二、生命科学史展示了生命科学各个学科形成的历史生命科学史展示了生命科学各个学科形成的历史，它能够从整体上告诉我们各个学科是在解决什么问题的过程中发展起来的，还能告诉我们各个学科之间的联系。这有助于研究者发现尚未解决的问题和需要进一步解决的问题，有助于学习者建立知识点之间的联系，建构完整的知识结构。遗传学的建立和发展经历了细胞遗传学、群体遗传学、微生物遗传学和分子遗传学等阶段的发展。2(565655)，3(280335)

5、，4(149168，213259)如果孟德尔不运用数学知识对数据进行统计分析，就不能发现遗传规律；如果没有细胞学的发展，萨顿和鲍维里就不能认识到遗传因子与染色体之间的联系；如果塔特姆不精通微生物知识，基因与酶之间的关系就不能建立起来。总之，如果不依靠各方面的知识，就不可能打开解决问题的思路。遗传学是在解决遗传的规律是什么、遗传物质是什么、遗传物质具有什么结构、遗传物质如何复制和如何控制多肽链的生成等一系列问题的过程中发展起来的，环环相扣，知识体系相当清楚。如果我们在学习中能够循着这样的线索展开，了解这一系列问题的解决过程，那么这一部分的知识结构就建构起来了，而且还可能联系到新的问题上去。三、生

6、命科学史揭示了自然科学的本质生命科学史揭示了自然科学的本质。自然科学从本质上表现出以下特征：定量化、观察、实验、科学过程、在自我更正中完善和积累。5定量化的特点是将生命科学和数学结合在一起。孟德尔就是运用数学统计方法对实验数据进行统计分析，才发现分离和自由组合规律的；如果没有群体遗传学家对群体进行研究，建立数学模型，那么自然选择学说的机制也许就不会被揭示。只有对不同环境下获得的大范围的样品进行遗传方差的统计分析，才能将遗传引起的变异与环境引起的变异区分开。4(160)精确的定量化使生命科学成为人们公认的真正意义上的科学。观察与实验是生命科学的基石。通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来

7、研究问题是自然科学的又一突出特征。在自然科学领域，实验是向自然界提出真正的、必须解决的问题，并且寻找答案的方法。实验方法首先在生理学领域得到运用。19世纪70、80年代，萨克斯（18321897）领导的植物学派，对于生物学中实验方法的运用起了特别重要的作用。4(94)19世纪80年代，鲁（18501924）将实验方法引入原先注重描述性工作的胚胎学领域。2(291),3(149153),4(41)通过胚胎学，实验方法又扩展到细胞学和遗传学，最后又扩展到进化论的研究中。到了20世纪30年代，大多数生物学领域，除了古生物学和系统分类学，都采用了实验分析和物理、化学方法而取得新进展。生命科学史显示了产

8、生每个知识点的科学过程。例如，20世纪初，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上，提出了染色体学说，即（孟德尔所说的）遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年，摩尔根通过一系列实验发现，控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程，可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。达尔文建立了以自然选择为核心的进化论，可人们在承认生物进化论的同时，却不愿意接受达尔文对进化原因进行臆想的方法，不满意达尔文对进化机制的解释。德弗里斯将

9、实验方法引入对进化论的研究中，提出了“突变学说”，以此来解释达尔文的自然选择学说。在20世纪的头十年，得到生物学界的广泛接受。然而，1910年，果蝇遗传学的发展表明，果蝇群体中不断发生着突变，却没有产生物种的变化。19121915年细胞学的精确研究，沉重地打击了德弗里斯的学说，他所认为的大规模突变产生的性状实际上是已有性状的复杂重组。4(2632)细胞遗传学，尤其是群体遗传学的建立，才阐明了自然选择的机制。19世纪40年代，在达尔文进化论的基础上，提出了综合进化论。在综合进化论盛行了多年之后，1968年，木村资生提出了“分子进化的中性学说”。1972年，埃尔德雷奇和S.J.古尔德提出了间断平衡

10、论，引起了科学界的重视和研究。进化理论还在发展之中。从进化论的发展可以看出，生命科学知识是在科学家对前人的结论不断质疑、不断证实的基础上进行自我更正的过程中积累起来的。了解生命科学史，对培养研究者和学习者的批判性思维是有积极意义的，同时也能加深学习者正确认识绝对真理和相对真理的关系，从事实中提高哲学素养。四、生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史每一个知识点的产生过程，就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史。这一点已有论述（王荐，2002），这里不再赘述。总之，生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。（过程中包含着思维方式，如好奇心、求知欲、质疑、推理等；过程中包含着

11、研究方法。）创造科学知识的科学家，哪一个不具备广博的知识呢？DNA双螺旋结构模型的建立，汇集了许多不同学科背景科学家的智慧，显示出知识是非常重要的，仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度，二者是统一的，不能割裂开来。没有知识基础怎么创新呢？值得注意的是，新课程改革以来，已经指出了重结论轻过程的弊端，并且提出“新课程把过程方法本身作为课程目标的重要组成部分，从而从课程目标的高度突出了过程方法的地位”。6(116118)然而如果把“突出了过程方法的地位”理解为重过程而轻结论，也是极端错误的，因为过程与结论不是对立的。在生物教学中二者必须兼顾并且统一起来。学习生命科学史是

12、能够把结论和过程方法兼顾统一起来的有效途径之一，这样做不仅有助于了解每个知识点的来龙去脉，而且从其中的一些典型事件中可以学习到前人的科学探究方法。五、生命科学史展示了人们的合作过程生命科学史展示了在探究知识的过程中，有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。这个事实表明从事不同学科研究的人，掌握的知识和技术是不同的，而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式（尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力，他们的思想极大地影响了沃森和克里克），他们的合作为解决问题提供了不同的思路，他们在解决问题中相互启发，相互补充，相互促进

13、，同时共享了研究成果。不同的教师也存在知识体系和经验的不同。尤其在知识爆炸的时代，知识更新的速度很快，老中青各层次的教师的知识结构差别会更大，而教师之间的合作可以弥补这种差别。因此，在生物学教学过程中，生物学教师要与同行合作，也要与其他学科的教师合作。这也启发学生必须重视每一科的学习，只有这样才能为终身学习、生活和工作奠定良好的基础。六、生命科学史展示了各种观点的碰撞和论争过程生命科学史展示了在探究知识的过程中科学家所持观点之间的碰撞和论争，在碰撞与论争中，知识得到不断的澄清。达尔文的自然选择学说发表不久，有人提出了“自然选择作用于哪一种变异”的问题，成为当时争论的焦点。达尔文认为选择主要作用

14、于连续的变异类型上。早期的生物统计学家高尔顿（18221911）、皮尔逊（18571936），与达尔文的判断一致。到了19世纪末，贝特森用事实证明了环境虽呈现连续的变化，而生物的变异却是不连续的，这种不连续性受遗传的控制，而不受环境控制。1904年，在英国科学促进协会的会议上，贝特森与韦尔登进行了最后的争论，贝特森取得了胜利。3(302304),4(6667)针对由什么物质引起发酵的问题，李比希和巴斯德展开了争论。巴斯德提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的存在，糖类是不可能变成酒清的；2(338)李比希坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，这些物质只有在酵母细胞死亡并且裂解之后

15、才能发挥作用。1897年毕希纳用实验证明了李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质的观点是对的，4(182183)即使是伟大的巴斯德也有发生错误的时候。这些事实给予我们启示：在教学，尤其在生物学探究教学中，生生之间、师生之间和教师之间发生争论是正常的交流。新课程教学提倡这种交流，允许发表各自的观点，即便有错误也是正常的，关键是拿出证据去证实。七、生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的孟德尔选择了豌豆；摩尔根选择了果蝇；细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞；3(160)贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时，选择了马蛔虫细胞；3(168170)沃尔弗（

16、17331794）采用植物组织做研究材料研究生物的生长发育，由植物向动物推广；2(278283)比德尔和塔特姆最终选择了红色面包霉做生化遗传学研究的材料；4(231)德尔布吕克、卢利亚和赫尔希组成著名的“噬菌体小组”，最终选择了病毒作为研究对象；4(234236)瓦尔堡选择了正在进行细胞分裂的海胆卵进行呼吸速度的研究；4(148)悉尼布雷内、罗伯特霍维茨和约翰苏尔斯顿（这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者）最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘；科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。由以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是：1.基础教育阶

17、段生物新课程中的探究教学，也涉及选择探究对象的问题，要解决好探究问题，必须先选择好探究对象；2.培养师资的师范院校开设的生物实验课，实验内容都是计划好的，实验对象也是预先规定好的，只要照着做就可以，这是标准式的“食谱式”的实验，做实验仅仅是为了验证已被肯定了的现象或者是学习一种标准的实验程序。在这种模式下，学生对“实验”会有兴趣呢？培养的师资能够适应新课程的教学吗？关注科学家筛选研究对象的做法，对于师资培养和进行生物学探究教学应该是有帮助的。八、生命科学史呈现着科学家的科学态度、科学精神和科学世界观科学态度就是实事求是；科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新；科学世界观就是要认识到世界是可知

18、的，同时还要关注科技发展对社会的影响，养成负责任的态度。巴斯德（18221895）和伯格（1926，DNA序列专家，1980年诺贝尔化学奖得主）7(2123)的事迹充分体现了科学家的科学素养。20世纪的许多重大事件，证明了科技对社会具有两面性的作用越来越明显，生命科学的研究成果，可以造福人类，也可以制造生物武器给人类带来灾难。实际上，在日常生活中也是一样，我们每做一件事，不光要想到给自己带来的好处，还要想到会给他人和社会带来什么不便，甚至灾难。只有依靠科学的世界观，才能对事物作出判断并采取适当的个人行为。生命科学史中记载着科学家的生平事迹，从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观，把它们

19、渗透到生物学教学中，对于培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义。重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。2001年颁布的全日制义务教育生物课程标准（实验稿）提出“提高学生的科学素养”的理念。普通高中生物课程标准（实验）（简称标准）在课程目标中也明确提出，“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件”。8(7)在实施建议的教学建议一栏中，第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例专门强调了“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究

20、的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”。并特别说明“对于标准中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。8(36)标准已经向生物学教师提出了要求，生物学教师必须具备生命科学史方面的素养。加强这方面的素养主要依靠两条途径来实现。其一，高师院校在本科生、教育硕士、研究生中设置相应课程；其二，可通过新课标培训、新教材培训以及教师培训等继续教育的各个环节来实现。同时呼吁从事生命科学史编撰工作的学者，不断把生命科学发展的最新进展纳入生命科学史的体系中。普通高中生物课程标准的设计思路和主要特点北京师范大学生命科学学院 刘恩山摘要 2003年3月，教育部颁布了高中生物课程标准

21、。新的高中生物课程有很大的变化，它将直接影响我国高中生物学教育发展的方向。介绍了新高中生物课程的设计思路和主要特色，以帮助我国的生物学教育工作者理解和贯彻这一标准。 关键词 生物学 高中 课程 课程标准2003年3月31日，教育部颁布了普通高中生物课程标准（以下简称标准），标准研制的完成是我国生物学教育发展中具有标志性的成果。它的颁布必将有力地推进我国高中生物课程的发展。相对于高中生物教学大纲（2002）而言，高中课程标准有了跨越性的变化，在一定程度上反映了我国第8次课程改革的理念和要求，反映了新世纪中我国的社会需求、学生发展的需要和生物科学的进步，也反映了国际生物学教育的共同特点和我国50年

22、来在生物课程改革中积累的成功经验及相关研究的成果。标准的出台，对我国教材编写人员、教师和教研人员都提出了新的要求和挑战。为帮助生物学教育工作者了解标准，本文将介绍新高中生物课程的设计思路和主要特点。l 设计思路1.1 课程宗旨提高学生的生物科学素养 高中生物课程标准研制组（以下简称“标准组”）在标准研制第1阶段工作的基础上，明确了我国新的高中生物课程的价值和任务：高中生物课程的核心任务是在义务教育的基础上进一步提高学生的生物学素养，其价值是为学生全面提高科学素养做出贡献。这一认识是构建高中生物学课程的指导思想。标准组认为，一个人的生物科学素养需要不断地提高，在基础教育的义务教育阶段中，学生的生

23、物学素养虽然已经打下了一定的基础，但距现代社会对一个公民（而非生物学专业人员）生物学素养的要求尚有距离。因此，进一步提高学生的生物科学素养是高中生物课程核心的任务。生物科学素养反映了一个人对生物学领域中核心基础内容掌握的情况。根据高中生物课程的任务，这个基础也就应该成为高中生物课程的核心内容和基本要求。因此，高中生物课程是基于以下5个方面的要求来构建的：学生理解生物学基本现象、事实、规律，以及生物学原理是如何用于生物技术领域之中的；学生能够解释发生在身边的生物学现象；学生能够形成正确的情感、态度、价值观和科学的世界观，并以此来指导自己的行为；学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究一

24、般技能对比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式；学生应在学习生物课程的过程中，形成终身学习的基本能力和习惯。1.2 充分考虑社会的需求 社会对高中生物学教育的需求包括提高全民生物科学素养的要求。当代社会在迅速发展、不断进步的同时，也带来一些社会问题，在这些社会问题中，相当一部分是与生物学相关的问题，如环境、资源、人口、生态等。这些问题的根本解决，有赖于全体公民对这些问题有正确的态度、情感和价值观；有赖于全体公民的参与；有赖于他们具有相关的知识，并能依据生物学的原则去正确地决策和采取个人行动，所有这些都需要全体公民生物科学素养的提高。高中生物课程需要应对这样的社会需求。随

25、着生物科学作为带头学科的飞速发展，以及生物技术的广泛应用给人们带来的各种产品和多方面的商机，正在有愈来愈多的资本投入与生物技术相关的产业。这将在生物科技相关的领域中形成更多的就业机会。这些产业在技术的要求上既有高新技术，又有一般技术；在对人才的要求上，既需要高层次、高学历的研发人员，又需要为数可观的、具有基本生物科学素养、工作在生产线上的一般工人。在新的世纪，将有更多的人直接或间接地工作在与生物科学相关的工作岗位上。为此，高中生物课程的设计也要充分考虑到社会对人才需求的变化。1.3 为学生的学业选择和考虑职业方向提供帮助 随着高中的普及，我国将会有更多的高中毕业生直接进入社会工作，他们将面临着

26、择业的问题。那些希望进入高校的学生也要选择学习方向。这是当前许多学生和家长感到困惑的事情，而在以往的高中学科课程中，学生很少能有机会将这一实际的问题同他们的学习活动联系起来。在设计新的高中生物课程过程中，标准组充分关注了学生发展的需求，力图在必修和选修课程中，都渗入专业发展和职业选择的教育，使学生有机会了解到本学科不同领域的发展、与生物学相关的不同岗位，为他们选择自己人生的方向提供必要的帮助和思考的机会。1.4 反映时代的特点和生物科学的进步 在过去几十年间，生物科学迅速发展，已经成为自然科学中领先发展的学科之一。生物科技的广泛应用已经改变了每个人的生活。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的

27、不断提高，人们对自身的健康、食品、环境等问题倍加关注。生物科学和技术的发展不仅加速了知识的更新，也使一些新的科技问题成为人们关注的焦点，如转基因技术、人体器官移植等等。人们在对个人生活做出决策、在参与公众事务的讨论时，需要一些新的生物学知识和观点。这样，一些过去被认为重要的课程的内容，今天已经显得不那么重要，而新的内容则需要进入中学生物课程。课程标准注重高中生物课程的发展性，力求使之既能反映生物科学经典和核心的内容，又能反映现代生物科学和技术的新进展。标准在所有的模块中都加入了反映时代特点、反映当代生物科学进步并与人们现实生活关系密切的内容。1.5 初中、高中整体设计 我国新一轮的课程改革在工

28、作机制上为初中、高中课程的整体设计提供了保障。标准组在设计初中生物课程标准时，就为初、高中的衔接做了统一的设计，整体设计表现在3个方面：l）课程理念 初、高中的生物课程都遵从了“提高生物科学素养”、“面向全体学生”、“倡导探究性学习”的相同理念，使初、高中课程在指导思想上保持一致性。在共同理念的基础上，高中生物课程增加了“注重与现实生活的联系”的理念，以体现高中生物课程的特点和更高要求。2）课程目标 在共同课程理念的指导下，初、高中课程目标在表述方式、目标的指向等方面具有很强的一致性，并呈现出递进的关系。3）内容主题上的互补和递进 中学生物学课程通常包括十大主题，我国初中生物课程全部包括了这些

29、主题，其中，生物多样性、生殖和发育等主题侧重在初中阶段完成，而像细胞、物质与能量、遗传与进化、生物与环境等较为抽象且对学生认知能力要求高的主题，则安排在初、高中两个学段完成。这样，生物学的核心主题在两个学段的分布既各有侧重，又在整体上实现互补；既能实现初中阶段的内容相对完整，又能使高中阶段的内容相对集中（3个必修模块中只涵盖6个主题），以保证核心内容的教学能较为深入。在相同主题的处理上，采用了初、高中递进安排的方式，如：在细胞这一主题，初中侧重于细胞的结构，而高中则侧重于细胞亚显微结构和功能，细胞的各种生命活动，是讲“活”细胞，加强了物质和能量代谢的内容。又如：生态学的主题，初中主要是个体生态

30、的内容，而高中则是在种群、群落、生态系统方面有更加深入要求。初、高中教学内容整体设计，既符合学生的认知规律，又可以减少不必要的重复、保证总体目标的实现。2 高中生物课程的主要特点2.1 充分体现基础性 在研制标准的过程中，标准组认为“基础性”是指构成生物科学素养的基础，它涵盖了多方面的目标或要求，而不仅仅是“双基”。因此，新的高中生物课程既强调学生对核心知识的理解和掌握，又注重正面而积极的情感态度价值观和基础能力的达成。在必修内容框架的构建上，也力图体现基础性。标准组分析了35个国家高中生物课程所涉及的主题及各主题所占课时的百分比，依据初中生物课的基础和整体设计的思路，选择了其中最重要的主题，

31、并重新组合成3个模块。这3个必修模块，既考虑了不同层次上生物学的知识，又注意到了生物学中核心的主题，突出了构成生物学素养的基础。学习这些内容有助于学生更深入地理解生命活动的规律，理解科学的本质、过程和方法，了解并关注生物科学技术在社会生活、生产和发展中的应用。2.2 注意课程的选择性 根据新的高中课程方案，生物课程标准力求在多样化和选择性方面有所突破，以充分适应不同地区的需要。高中生物课程标准的选择性是从3个层面实现的。首先，每一个模块中的内容标准都是一个内容主题，而不是一个具体的“知识点”。这种提纲挚领式的内容标准为教材编写和课堂教学都留出了极大的空间。教材编写者或教师可根据标准的二级主题，

32、选取不同的事实、素材或安排不同的学习活动来实现标准的要求。这也将有利于实现教材的多样化。其次，标准在一些模块的内容要求上留出了选择空间，如：在选修2“生物科学与社会”模块中，城市中学可以不选“生物科学与农业”这个一级主题，而农村中学可以不选“生物科学与工业”这个一级主题。在选修l“生物技术实践”这一模块中，共有14个二级主题，学生和教师只要从其中选择57个内容研修，即可达到要求，获得2学分。这样的选择可以适应不同学校、学生的需求。最后，课程是必修与选修相结合的结构，必修部分是生物学的核心内容，是全体学生共同的基础；选修部分要引导他们关注生物科学和技术的最新进展及其与社会的关系，促进他们在创新精神和实践能力方面有进一步提高；同时考虑学生不同的兴趣和志向及多样化发展的需要，分别侧重生物技术、生物学与社会、生物科技进展，为他们选择学业和职业方向提供帮助。2.3 新课程重新调整了理论与实践的平衡 生物科学不仅是一个理论体系，而且也是一个科学探索的过程。因此，课程