摘要：高中生物課程在學(xué)生核心素養發(fā)展方面的基本價(jià)值，是讓學(xué)生形成基本的生命觀(guān)和生物學(xué)基本觀(guān)點(diǎn)，提升科學(xué)素養。必修內容應涵蓋理解生命必需的基本概念，并滲透生物學(xué)思想觀(guān)念以整合這些概念，關(guān)注科學(xué)通用概念；整體規劃科學(xué)方法教育和實(shí)驗、探究等活動(dòng)，強調活動(dòng)中的知行合一、能力提升；注意促進(jìn)科學(xué)本質(zhì)的理解，滲透科學(xué)精神。特別要關(guān)注多維整合，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。
關(guān)鍵詞：高中生物；必修；科學(xué)素養；核心素養
我國正在深化的高中課程改革中，核心素養（key competencies）體系被置于基礎地位。高中生物課程改革的深入進(jìn)行也將以促進(jìn)學(xué)生核心素養發(fā)展為目標。由于高中生物課程里只有必修才是面向全體學(xué)生的，因此回答好“高中生物必修內容怎樣變革才有利于全體高中生核心素養的發(fā)展”這一問(wèn)題十分重要。
一、生物學(xué)的本質(zhì)與本課程的價(jià)值
高中教育所談?wù)摰暮诵乃仞B，是“所有學(xué)生應具有的最關(guān)鍵、最必要的基礎素養，是知識、能力和態(tài)度等的綜合表現?！盵1]從表面看，素養似乎依然是知識、能力和態(tài)度，但是發(fā)展核心素養的教育更強調知識、能力、態(tài)度的統整：素養=（知識 能力）態(tài)度[2]。
科學(xué)素養（science literacy）是高中生核心素養不可或缺的一部分。不少學(xué)者、機構提出了關(guān)于科學(xué)素養的理解，如科學(xué)素養包含概念理解、科學(xué)過(guò)程、科學(xué)能力和科學(xué)探索4個(gè)要素；科學(xué)素養包括認識科學(xué)的地位、作用，理解科學(xué)思想與行動(dòng)，理解科學(xué)與社會(huì )的關(guān)系，具有科學(xué)媒介素養，理解科學(xué)的動(dòng)力與信念；等等[3，4，5，6]。綜上所述，科學(xué)素養包括具有理解自然界所需的基本知識，掌握基本的研究方法；愿意并能夠運用有關(guān)知識和方法描述自然現象、提出問(wèn)題，能基于證據和邏輯得出結論、與人交流；具有批判性思維品質(zhì)；具備尊重事實(shí)、理性質(zhì)疑的精神，理解科學(xué)的本質(zhì)，關(guān)注科學(xué)技術(shù)與社會(huì )的關(guān)系。
要探討高中生物課程在發(fā)展科學(xué)素養方面的價(jià)值，需要先討論生物學(xué)的本質(zhì)。生物學(xué)之所以為生物學(xué)，在于研究的對象是自然界中的“生命”，生命是復雜的、多層次的、經(jīng)億萬(wàn)年進(jìn)化而來(lái)的；在于研究的方法既符合科學(xué)的基本要求又有自己的特色；在于研究建立的知識，是一個(gè)相對獨立的、自洽的、開(kāi)放的、發(fā)展的體系；在于具有生物學(xué)科獨特的思想。生物學(xué)的本質(zhì)決定高中生物課程的性質(zhì)，也決定高中生生物課程在發(fā)展科學(xué)素養方面的價(jià)值（表1）。
表1 高中生物課程在發(fā)展科學(xué)素養方面的價(jià)值
素養要素
具體內容
生命觀(guān)與生物學(xué)觀(guān)點(diǎn)
知道生命是什么、生命活動(dòng)如何進(jìn)行、生命為什么會(huì )這樣；了解科學(xué)共通概念，加深對自然界的理解；形成進(jìn)化觀(guān)、生態(tài)觀(guān)等基本觀(guān)點(diǎn)
探究興趣與能力
對探索自然奧秘感興趣；掌握基本的科學(xué)方法，具有批判性思維品質(zhì)；能提出科學(xué)問(wèn)題，尋求證據、合理解釋?zhuān)辉谔骄窟^(guò)程中能與人良好地合作交流
科學(xué)態(tài)度與精神
具有尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度和理性質(zhì)疑的科學(xué)精神，理解科學(xué)的本質(zhì)
實(shí)踐意愿與行動(dòng)
愿意并能在社會(huì )生活中運用所掌握的知識、方法解釋生命現象，做出合理的決策，關(guān)注生物學(xué)與社會(huì )的關(guān)系，關(guān)注并以行動(dòng)維護自身健康
由于只有必修課才是全體高中生都要學(xué)習的，高中生物課程在全體高中生發(fā)展科學(xué)素養方面的價(jià)值基本是靠必修來(lái)實(shí)現。因此要特別規劃好哪些應當必修，哪些應當選修，要關(guān)注重要內容列為選修會(huì )不會(huì )造成很大一部分高中生核心素養的殘缺。
二、知識內容的選擇
1．涵蓋理解生命必需的基本概念
生物學(xué)基本知識包括什么？我們可以從以下兩個(gè)途徑去考察。一是借鑒國內和國際上正在使用的大學(xué)普通生物學(xué)教材?？疾炜芍?，其基本內容都包括生命的物質(zhì)基礎，細胞，植物與動(dòng)物的結構、功能、生殖、發(fā)育，物質(zhì)、能量代謝，調控，遺傳與變異，進(jìn)化，生物多樣性，生態(tài)學(xué)等。二是參考生物學(xué)哲學(xué)對生物學(xué)知識的提煉。邁爾認為，生物學(xué)的基本任務(wù)是研究生命系統的結構、功能，生命的過(guò)去、現在和未來(lái)[7]。美國國家科學(xué)院研究理事會(huì )提出，二十一世紀新生物學(xué)依賴(lài)于從各個(gè)學(xué)科整合而來(lái)的知識，以促進(jìn)對生命系統的理解[8]。我們可以由此總結：生物學(xué)基本知識的核心指向是理解生命。具備哪些知識才能理解生命？我們可以從回答生命“是什么”“怎么樣”和“為什么”[9]這樣3個(gè)基本問(wèn)題所需去闡述。
表2 理解生命應該能回答的3個(gè)基本問(wèn)題
問(wèn)題
需要用到的相關(guān)知識
生命是什么？
生物多樣性、分類(lèi)，生命的本質(zhì)特征、生命系統的結構層次（包括組成細胞的分子，細胞的結構、功能，種群、群落、生態(tài)系統）。
生命活動(dòng)怎樣進(jìn)行？
基因的本質(zhì)以及從基因到蛋白質(zhì)的過(guò)程，細胞的生活需要物質(zhì)與能量，細胞分裂、分化、凋亡，減數分裂、受精及胚胎發(fā)育，個(gè)體新陳代謝、穩態(tài)以及調控過(guò)程，遺傳、變異，種群的動(dòng)態(tài)變化、群落的演替、生態(tài)系統的運轉。
生命為什么是這樣？
近期原因：基因與環(huán)境的相互作用；終極原因：生物進(jìn)化的結果。
這3大問(wèn)題中每個(gè)問(wèn)題又包括多個(gè)層次的問(wèn)題?；卮疬@些問(wèn)題所構成的基本內容框架主要是什么呢？邁爾曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，生物學(xué)的進(jìn)展大多是概念（或原則）發(fā)展的結果?？梢?jiàn)，生物學(xué)知識的主體是一個(gè)概念體系，生物學(xué)核心概念是框架。強調“核心”，“精”是本質(zhì)，“少”是外在表現。怎么精選核心概念？一是借鑒國際經(jīng)驗。英國、美國課程文件和PISA 2015 科學(xué)框架圖關(guān)于生物學(xué)核心概念的敘述見(jiàn)表3。[10,11,12]這幾份文件內關(guān)于生物學(xué)核心概念的內容雖然表述各異，但都可以由共同點(diǎn)構成交集。
表3 英國、美國、PISA2015文件中的生物學(xué)核心概念
列出的核心概念
英國：科學(xué)學(xué)習項目
生命的分子基礎、細胞形成組織、系統、生物體
光合作用、呼吸作用
生物體相互依存，并且與環(huán)境相適應
種群、群落和生態(tài)系統
基因組與環(huán)境的相互作用
自然選擇、進(jìn)化和多樣性
美國：K-12 年級科學(xué)教育框架
從分子到生命體：結構和過(guò)程
生態(tài)系統：相互作用、能量和動(dòng)力
遺傳：性狀的遺傳和變異
生物進(jìn)化：統一性和多樣性
PISA 2015 科學(xué)框架圖
細胞（結構與功能、DNA、植物和動(dòng)物）
生物體
人體健康、主要系統和它們的相互關(guān)系
生態(tài)系統
生物圈
種群（物種、進(jìn)化、生物多樣性、可遺傳的變異）
二是考察我國現有高中生物課程的現實(shí)與歷史。近年在相關(guān)機構開(kāi)展的對現行高中生物課程標準的調研中，很多專(zhuān)家都提出，除了目前已有的分子、細胞、遺傳、進(jìn)化、穩態(tài)、環(huán)境等核心概念，還應增加新陳代謝、發(fā)育等方面的內容。
綜上所述，我們提出，高中生物必修應涵蓋細胞、新陳代謝、穩態(tài)與調節、生態(tài)系統、遺傳與變異、進(jìn)化等概念（表4）。
表4 高中生物必修應涵蓋的生物學(xué)核心概念
基本問(wèn)題
生物學(xué)核心概念
具體內容
生命是什么？
生物多樣性及分類(lèi)（生物類(lèi)群的形態(tài)、結構、分類(lèi)，初中已安排，高中可不再安排）
細胞
包括組成細胞的分子，細胞的結構、功能，細胞構成生物體（延伸介紹生命系統的層次）
生命活動(dòng)怎樣進(jìn)行？
細胞的生活需要物質(zhì)與能量，細胞的分裂、分化、凋亡
新陳代謝
新陳代謝的主要過(guò)程及其物質(zhì)變化、能量轉換
穩態(tài)與調節
穩態(tài)是生命系統的基本特征，穩態(tài)通過(guò)調節而實(shí)現，維持穩態(tài)是維護健康的基本條件
生態(tài)系統
生物依存于環(huán)境，并能與環(huán)境相互作用，生物與環(huán)境組成生態(tài)系統；種群的動(dòng)態(tài)變化、群落的演替、生態(tài)系統的運轉
遺傳與變異
生物的遺傳、變異，減數分裂，生物的生殖與發(fā)育
生命為什么是這樣？
基因與環(huán)境相互作用，是生命現象發(fā)生的直接原因
生物進(jìn)化
生物的多樣性、適應性是進(jìn)化的結果，生命現象發(fā)生的根本原因是生物進(jìn)化
考慮必修學(xué)分、學(xué)時(shí)減少的現實(shí)，必修部分可以適當降低核心概念包括的下級概念的深度、廣度的要求，但上述六個(gè)核心概念都是必修內容所不可缺少的，不可以將某些核心概念列入選修。面對類(lèi)似問(wèn)題，我國臺灣地區高中生物課程就是按照這一思路設計[13]。生物學(xué)的發(fā)展很多時(shí)候是在發(fā)現事實(shí)和發(fā)展概念，必修課程缺席的基本事實(shí)和核心概念，學(xué)生難以從其他概念推演而得到，因此，生物學(xué)必修課程中保持上述核心概念的相對完整顯得尤為重要。放眼世界，發(fā)達國家和地區的高中生物課程，還幾乎沒(méi)有將生命活動(dòng)的調節、生態(tài)學(xué)等內容整體放到選修的做法。
需要強調的是，這里討論的是生物學(xué)核心概念，考慮的是生物學(xué)的獨特性。生物學(xué)與科學(xué)通用概念的關(guān)系，我們將在后文討論。
1．以生物學(xué)思想整合概念形成網(wǎng)絡(luò )
理解生命需要以上述核心概念及其下級概念為基礎，但是這些概念需要相互關(guān)聯(lián)形成概念網(wǎng)絡(luò )才具有解釋力，整合這些概念需要生物學(xué)思想。高中生物課程里需要特別關(guān)注的生物學(xué)思想主要有進(jìn)化思想、系統論與生態(tài)學(xué)思想，它們是溝通核心概念的橋梁，也是生物學(xué)的靈魂（圖1）。
圖1 生物學(xué)思想與核心概念的關(guān)聯(lián)
生物學(xué)里最核心的思想是“進(jìn)化”?！艾F代的生物進(jìn)化理論，為人們理解生命的歷史、各種生物之間的關(guān)系、以及生命依賴(lài)于物理環(huán)境提供了統一的準則，生物進(jìn)化的概念提供了將大部分生物學(xué)知識構建成一個(gè)整體的框架” [14]。甚至有人說(shuō)，生命就是自然選擇作用下的物理、化學(xué)現象 [15]。滲透進(jìn)化思想的課程，就不僅要介紹進(jìn)化理論，還注意以進(jìn)化思想貫穿各概念，發(fā)揮“進(jìn)化”在解釋生命現象“終極原因”時(shí)的解釋力。
生態(tài)學(xué)思想與系統論思想的關(guān)系非常密切，二者有時(shí)甚至難以區分。系統論認為系統是物質(zhì)存在的普遍形式，系統具有整體性、層次性和動(dòng)態(tài)性 [16]。生態(tài)學(xué)從整體性角度，研究不同層次和等級生命系統與環(huán)境的相互作用 [17] ；究方法上以整體性為核心，從整體上思考、突出生態(tài)綜合、重視非線(xiàn)性復雜現象為基本特征[18]。高中生物課程中滲透系統論思想與生態(tài)學(xué)思想，落實(shí)在讓學(xué)生認識生命系統的層次性、整體性，嘗試系統分析局部與整體、生命與環(huán)境的關(guān)系，關(guān)注從細胞、個(gè)體到生態(tài)系統等各層次生命系統物質(zhì)、能量變化和信息的傳遞；在理解生命的繁衍、進(jìn)化時(shí)，將生物放到與其他個(gè)體、群體以及環(huán)境的關(guān)系中去理解；學(xué)習遺傳現象與規律時(shí)，理解遺傳不但是個(gè)體的，更是群體的。
當前，中央正在提倡以生態(tài)文明理念推進(jìn)美麗中國建設，“生態(tài)”得到了前所未有的重視，高中生物課程理應強化生態(tài)學(xué)內容和生態(tài)學(xué)思想。
2．建立生物學(xué)概念與科學(xué)通用概念的聯(lián)系
生物學(xué)屬于自然科學(xué)，生物學(xué)概念與科學(xué)通用概念廣泛聯(lián)系在一起?？茖W(xué)通用概念搭建物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)等學(xué)科之間的橋梁[19]。美國《K-12科學(xué)教育框架》提出的跨學(xué)科的通用概念包括以下7個(gè)。模式；原因與結果：機制與解釋?zhuān)怀叨?、比例和數量；系統與系統模型；能量與物質(zhì)：流動(dòng)、循環(huán)和守恒；結構與功能；穩定性與變化。英國科學(xué)學(xué)習項目提出的大概念（ideas）是：概念模型和理論；結果與原因；變化與相互作用；科學(xué)研究過(guò)程；量化分析等[20]。理解這些通用概念有利于學(xué)生更好地理解生物學(xué)、理解科學(xué)。有學(xué)者探討過(guò)高中生物課程如何融入跨學(xué)科概念[21]。高中生物核心概念既應該、也可以與通用概念建立聯(lián)系（表5）。
表5 生物學(xué)概念與科學(xué)通用概念之間的關(guān)系
通用概念
與生物學(xué)概念學(xué)習的關(guān)系
模式（事物形態(tài)、表現方式與分類(lèi)）
細胞的多樣性與分類(lèi)、細胞周期、堿基序列與基因、生物的性狀、群落與生態(tài)系統的類(lèi)型，等等。
原因和結果
基因決定生物的性狀，進(jìn)化與生物多樣性、統一性，等等。
模型
雙螺旋結構模型、細胞結構模型、種群增長(cháng)模型，等等。
系統與相互作用
結構與功能
從分子、細胞、器官、系統、個(gè)體，到生態(tài)系統各層次，均包含結構與功能的關(guān)系。
物質(zhì)、能量、信息
基因、DNA、細胞的結構與功能、免疫系統的組成與功能、生態(tài)系統的結構與功能等，都與物質(zhì)、能量、信息等有關(guān)。
穩定與發(fā)展、變化
細胞的生命歷程，穩態(tài)與生命活動(dòng)的調節，生物個(gè)體的發(fā)育，群落的演替、生態(tài)系統的穩定與發(fā)展變化，等等。
建立生物學(xué)概念與科學(xué)通用概念的聯(lián)系，課程文件可以是提出大致要求，具體落實(shí)可以靠教材。教材在闡述生物學(xué)概念時(shí)，可以是隱含的方式，也可以設置相應欄目總結提煉出科學(xué)通用概念，提示學(xué)生予以關(guān)注，注意引導學(xué)生在科學(xué)探究時(shí)運用科學(xué)通用概念（有些通用概念本來(lái)就屬于科學(xué)方法范疇）。
三、活動(dòng)內容的設計
1．整體規劃科學(xué)方法教育的內容
科學(xué)探究能力是科學(xué)素養的基本組成要素?？茖W(xué)探究能力是一種科學(xué)思維和科學(xué)推理能力[22]?？茖W(xué)思維、科學(xué)推理需要以科學(xué)方法為基礎?，F有高中生物課程標準有11條有關(guān)科學(xué)方法的描述?，F行的人教版高中生物教材也對科學(xué)方法教育的內容做了較系統的規劃[23]。不過(guò)，有關(guān)科學(xué)方法的教育內容值得進(jìn)一步系統規劃?？茖W(xué)方法應該包括以下3類(lèi)。一是獲取科學(xué)事實(shí)的方法，如觀(guān)察、實(shí)驗、調查、模擬。二是邏輯思維的方法，如分析與綜合、抽象與概括、比較與分類(lèi)、歸納與演繹等。三是批判性思維方式的關(guān)鍵特征，如思維的清晰、準確、邏輯、完整、公正等[24]。課程文件可以對科學(xué)方法的內容、功能、價(jià)值做更系統、全面、具體的描述，教材也可以對科學(xué)方法教育進(jìn)一步系統規劃、分清層次、理清先后關(guān)系，既系統設計又分步落實(shí)。
科學(xué)方法的掌握，關(guān)鍵是會(huì )應用?？茖W(xué)方法的教育途徑，一是滲透在生物學(xué)史的介紹之中，二是在觀(guān)察、實(shí)驗、模型建構等活動(dòng)中應用。由于實(shí)驗、探究的教學(xué)是高中生物課程中的難點(diǎn)，以下就此重點(diǎn)展開(kāi)。
2．系統設計學(xué)生實(shí)驗、探究等學(xué)生活動(dòng)
國際上一般認為科學(xué)實(shí)驗可以促進(jìn)科學(xué)教育以下目標的實(shí)現：理解科學(xué)概念，興趣與動(dòng)機，科學(xué)實(shí)踐技能和問(wèn)題解決能力，科學(xué)思維習慣，理解科學(xué)的本質(zhì)，科學(xué)探究和理性的方法，科學(xué)知識在日常生活中的應用[25]?？梢?jiàn)，實(shí)驗教學(xué)的價(jià)值是多樣的。
我國高中生物實(shí)驗、探究教學(xué)現狀如何？調查可知，一多半學(xué)校平均每個(gè)必修模塊才做2次實(shí)驗、探究甚至更少；有的實(shí)驗開(kāi)出率為0，如低溫誘導植物染色體的加倍[26,27,28]。教學(xué)中開(kāi)展了的實(shí)驗、探究的效果也未必好。引起實(shí)驗教學(xué)問(wèn)題的原因，既有現實(shí)條件的限制，也有課程規劃方面的問(wèn)題。必修課里的實(shí)驗、探究有必要進(jìn)一步完善。
從現有活動(dòng)是否充分的角度去考慮，現有的實(shí)驗、探究還主要是服務(wù)于、依托于知識，缺乏從科學(xué)思想、方法教育和探究能力培養出發(fā)的系統規劃。特別是幾乎沒(méi)有真正的問(wèn)題解決的探究，而解決問(wèn)題的能力實(shí)際上是科學(xué)素養的核心。加上有些實(shí)驗、探究未真正實(shí)施，實(shí)驗教學(xué)的價(jià)值實(shí)現比課程設計的還要打折扣。從現有活動(dòng)是否都必要的角度分析，并不是所有實(shí)驗、探究都有教育價(jià)值，需要綜合評估每個(gè)活動(dòng)的價(jià)值、意義。例如，我們可以嘗試從以下三方面考察其教育價(jià)值（表6）。
表6 實(shí)驗、探究的教育價(jià)值分析思路
實(shí)驗內容
教育價(jià)值分析
活動(dòng)所獲得的經(jīng)驗與建立概念的層級
科學(xué)方法、科學(xué)思維
科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神
觀(guān)察根尖分生組織細胞的有絲分裂
1級 細胞
2級：細胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細胞
3級：細胞分裂的過(guò)程
顯微鏡操作、臨時(shí)裝片制作，觀(guān)察、比較
實(shí)證、邏輯
低溫誘導植物染色體的加倍
1級 細胞
2級：細胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細胞
3級;細胞分裂過(guò)程
4級:染色體加倍的原因
5級:低溫可誘導染色體加倍
顯微鏡應用、臨時(shí)裝片制作，觀(guān)察、比較
實(shí)證、邏輯
分析可知，“低溫誘導植物染色體的加倍”在概念建構方面的價(jià)值不高，在科學(xué)思維、科學(xué)精神教育方面也與其他實(shí)驗類(lèi)同。再考慮這個(gè)實(shí)驗難開(kāi)展、效果差，可以舍棄。
其次，實(shí)驗、探究的目的要有知識，但是不局限于知識。即便是就知識而言，也不但要關(guān)注驗證結論、探究知識，還應運用知識解決問(wèn)題；不但考慮與單一的知識建立聯(lián)系，也考慮知識綜合應用的問(wèn)題解決?？梢钥紤]每學(xué)期學(xué)完基本知識之后給學(xué)生一次真正的問(wèn)題解決的探究體驗，突出探究的問(wèn)題性、知識運用的綜合性、問(wèn)題解決途徑的多樣性。
除了實(shí)驗、探究之外，課程文件和教材中所提供的學(xué)生活動(dòng)可以適當豐富，可以規劃多側面的活動(dòng)，系統化、整體化、分層次設計形成一個(gè)整體[29]。從教材編寫(xiě)的角度看，可借鑒某些教材做法設置實(shí)驗、快速實(shí)驗、探究活動(dòng)、深度探索等類(lèi)型[30]。當然，考慮到高考、學(xué)業(yè)水平考試的需要，課程文件應對必須做的實(shí)驗和拓展的實(shí)驗予以明確的標注。必須做的實(shí)驗，是價(jià)值高、有普遍適應性、易開(kāi)展的實(shí)驗，以100%的實(shí)施為目標；拓展、選擇類(lèi)的活動(dòng)則明確闡述可以靈活掌握。
再次，學(xué)生活動(dòng)規劃要立足生物學(xué)科，又應有跨學(xué)科的大科學(xué)視野，也就是說(shuō)，實(shí)驗、探究的設計應有跨學(xué)科的視角，強調活動(dòng)中的綜合科學(xué)思維。美國《新一代國家科學(xué)教育標準》中，不對具體的生物學(xué)實(shí)驗做規定，而是結合具體學(xué)習內容，圍繞著(zhù)提出科學(xué)問(wèn)題、描述工程問(wèn)題，創(chuàng )設和使用模型等8類(lèi)科學(xué)與工程實(shí)踐做出要求[31]。這給我們很多的啟示。
3．更加強調學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中的知行合一
在學(xué)生活動(dòng)過(guò)程中強調知行合一，整合知識、方法，是理解概念、掌握方法、提高能力的有效途徑。美國《K-12科學(xué)教育框架》強調必須把學(xué)科核心概念、跨學(xué)科概念、科學(xué)與工程實(shí)踐三個(gè)維度有效整合[32]。怎樣整合？我們可參考英國約克大學(xué)的PACKS項目組提出的科學(xué)探究能力模型（圖2）[33]。這個(gè)科學(xué)探究能力模型給我們的啟示是：我們可以在課程文件、教材中，明確探究、實(shí)驗流程中各項行為所對應的能力要求，從而給學(xué)、教、評等給予更明確的指導信息，幫助學(xué)生在完成活動(dòng)時(shí)真正在“做”中有“思”。具體說(shuō)，在提出科學(xué)問(wèn)題階段，能說(shuō)出提出問(wèn)題的依據，可客觀(guān)地評價(jià)問(wèn)題的探究?jì)r(jià)值；在解決問(wèn)題時(shí)，知道選擇觀(guān)察、測量、實(shí)驗等途徑來(lái)獲取證據，能運用已有的科學(xué)知識、根據科學(xué)規范要求設計探究方案，正確地操作，獲取證據；在陳述結果階段，可以客觀(guān)地陳述事實(shí)、描述結果；在得出結論階段，能依據結果，得出符合邏輯的結論，并評價(jià)結論的可靠性。
圖2 PACKS科學(xué)探究能力模型
四、科學(xué)本質(zhì)教育的滲透
科學(xué)是科學(xué)知識、科學(xué)方法和科學(xué)精神三個(gè)方面組成的一個(gè)不可分割的有機整體。幫助學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)、樹(shù)立科學(xué)態(tài)度、發(fā)展科學(xué)精神是高中生物課程責無(wú)旁貸的義務(wù)。
關(guān)于科學(xué)的本質(zhì)，美國較早就出現了研究和討論。AAAS( 1989) 就從科學(xué)的世界觀(guān)、科學(xué)探究、科學(xué)事業(yè)這3個(gè)方面做了詳細闡述[34]。McComas( 1998)總結了科學(xué)的本質(zhì)，要點(diǎn)是：科學(xué)知識是可信的，同時(shí)又是試探性的；科學(xué)知識非常(不是完全)依賴(lài)于觀(guān)察、實(shí)驗證據、理性的辯論和質(zhì)疑；不存在一種做科學(xué)的唯一方法；科學(xué)試圖解釋自然現象；觀(guān)察建立在理論的基礎上；科學(xué)和技術(shù)相互作用；科學(xué)觀(guān)點(diǎn)受社會(huì )和歷史背景影響；等等[35]。近十年來(lái)，國內中學(xué)教育界對科學(xué)的本質(zhì)問(wèn)題已經(jīng)有不少討論[36,37]。目前廣為認可的科學(xué)的基本特點(diǎn)是：以實(shí)證為判別尺度，以邏輯作論辯的武器，以懷疑作審視的出發(fā)點(diǎn)[38]。讓學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，重點(diǎn)是要讓學(xué)生理解科學(xué)的這些本質(zhì)特點(diǎn)。
理解了科學(xué)的本質(zhì)，樹(shù)立科學(xué)態(tài)度、發(fā)展科學(xué)精神就有基礎?？茖W(xué)精神是本體論承諾，科學(xué)態(tài)度是認識論承諾[39]。二者有密切關(guān)聯(lián)，本文不擬對它們作明確的細分，僅從培育科學(xué)精神的角度討論?？茖W(xué)精神至少包含以下六大要素：“客觀(guān)的依據，理性的懷疑，多元的思考，平權的爭論，實(shí)踐的檢驗，寬容的激勵”[40]。高中生物課程在培育學(xué)生科學(xué)精神方面，重在引導學(xué)生建立尊重實(shí)證、尋求論證邏輯的嚴謹以及發(fā)展理性的懷疑精神，形成多元思考、平等討論的意識和寬容的品質(zhì)。
課程文件中可以更明確科學(xué)本質(zhì)的內涵、科學(xué)精神的要素，提出理解科學(xué)本質(zhì)、培育科學(xué)精神的基本途徑。教材可以結合具體內容滲透科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)精神。例如，在科學(xué)實(shí)驗、探究活動(dòng)中重視引導學(xué)生理解證據的作用，強調運用證據和邏輯去質(zhì)疑、辯論；通過(guò)生物科學(xué)史引導學(xué)生理解科學(xué)知識的開(kāi)放性；在闡述理論、觀(guān)點(diǎn)、規律時(shí)，提供事實(shí)證據，呈現由事實(shí)到觀(guān)點(diǎn)、規律、理論的邏輯過(guò)程。
發(fā)展核心素養的課程更關(guān)注元素的整合，因此高中生物必修內容的變革，要特別注意多維整合。一方面要將知識內容、活動(dòng)設計進(jìn)行整合，將知識、能力與態(tài)度的教育進(jìn)行整合。另一方面，要從整個(gè)高中教育的視角去看生物課程。教育的目的，是讓學(xué)生學(xué)會(huì )認知、學(xué)會(huì )做事、學(xué)會(huì )共處、學(xué)會(huì )做人（發(fā)展）、學(xué)會(huì )改變[41]。高中生物課程內容的變革，應該也可以為學(xué)生的終身發(fā)展提供更豐富的“營(yíng)養”：讓學(xué)生既學(xué)習知識又經(jīng)歷知而識之的過(guò)程，并在知而識之的過(guò)程中學(xué)會(huì )認知和合作共處；內化的知識、能力與態(tài)度可以遷移運用于生存和發(fā)展；生態(tài)學(xué)思想可以遷移到生活中的平等合作、和諧共處；系統論思想、進(jìn)化思想可遷移為對開(kāi)放交流、發(fā)展、改變的深刻認同。
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