生命观念-含义理解与教学实施

生命观念与生物教材教学人民教育出版社生物室谭永平[e-mail]2017年11月上海1.生物学学科核心素养——内在关系高中生物学课程标准（征求意见稿）关于生物学核心素养的阐述生物学科核心素养生命观念科学探究理性思维社会责任生命观念•“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。学生应该在较好地理解生物学概念的基础上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。能够用生命观念认识生物的多样性和统一性，形成科学的自然观和世界观，指导探究生命活动规律，解决实际问题。理性思维•“理性思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中逐步发展理性思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。科学探究•“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。社会责任•“社会责任”是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，尝试解决生产生活问题的担当和能力。学生应能够以造福人类的态度和价值观，积极运用生物学的认识、理解和思想方法，关注社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学；形成生态意识，参与环境保护实践；主动向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识；结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活问题。它们之间存在什么样的关系？它们是这样的关系吗？需要以非线性的思维方式，以理解核心素养，解析它们之间的关系；需要以非线性的思维方式，来认识生命观念的内涵。2.生命观念——是什么？为什么？观念（idea）观念：客观事物在人脑里留下的概括的形象（表象）。（现汉，7thed）“观念”是来自概念的概念，即理性的概念，是客观事物在人脑中的反映。“观念”——用某一个（或几个）关键词表达的思想。（金观涛、刘青峰.观念史研究.法律出版社，2009年：P3）科学观念：科学事实、概念、原理的高度抽象，指的人们对某一科学对象或科学过程的本原和本体的见解和意识，具有统整学科知识的功能。生命观念（ideasonlife?ideasforbiology?）结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。能够用生命观念认识生物的多样性和统一性，形成科学的自然观和世界观，指导探究生命活动规律，解决实际问题。生命观念——怎么提炼？•论断（观点）需要依据什么理由？•生物学哲学的提炼；•国际借鉴、学科借鉴；•对生物学概念的归纳……生物学哲学共识•E.迈尔《生物学思想发展的历史》《看，这就是生物学》•胡文耕《生物学哲学》其实也就是对生物学概念的归纳、提炼学科核心观念（idea）——借鉴1国外从分子到生命体：结构和过程生态系统：相互作用、能量和动力遗传：性状的遗传和变异生物进化：统一性和多样性有鲜明的生物学特色，全面反映生命本质，但是，偏向于大概念学科核心观念（idea）——借鉴2其他学科物理观念“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。“物理观念”主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。具有鲜明的物理特征！生命观念（idea）：1虽然与大概念有关联，但不是大概念，而是接近思想、观点；2应该具有鲜明的生物学特征；3对于理解生命既充分又必要。原则：简洁！唯有答案简单，才可能近乎正确！唯有答案简洁，才能“管几十年”。生命观念——我的观点•以回答生命是什么、怎么样、为什么等问题建立的系统化的概念为基础，抽象出来的关于生命本质的观点、思想。生命观念——我的认识•系统观：生命是系统，是“活”系统•进化观：时间轴——生命的源头与历史•生态观：空间轴——它在哪里，它与它？具有生物学特色。充分、必要。简洁，学过生物学的人，应该一辈子不忘！没有标准答案！这只是目前较好回答之一。觉得不好的，请超越！生命观念——我的认识•系统观：生命是系统，是“活”系统•结构与功能、物质与能量、稳态与变化、信息与调控、生殖与发育•进化观：时间轴——生命的源头与历史•遗传与变异、进化与适应、统一性与多样性•生态观：空间轴——生命在哪里•群体与共存、生物与环境生物学是一个概念系统为主要特征的学科，生命观念应该覆盖几乎所有的主要概念；几乎每一个重要概念都与生命观念有关系。生命观念——我的观点观念具体内涵观念内容要点系统观结构与功能生命系统存在从细胞到生态系统的多个层次，都是结构有序的系统；结构与功能相适应物质与能量生命系统是物质的，生命活动依赖于物质的运输和变化；物质的运输和变化往往与能量供应、流转相伴随稳态与变化生命系统是开放的，内部也时刻在发生物质变化和能量转换，但多数时候又维持相对的稳定状态信息与调控生命系统的正常运转离不开信息的传递，基因是最根本的生命信息；维持稳态离不开调控，调控依赖于信息传递生殖与发育细胞能分裂，个体能繁殖，群体能繁衍，细胞、个体能生长发育进化观统一性与多样性生命存在着丰富的多样性，多样性中又蕴含着深刻的统一性遗传与变异生命因遗传而延续，因变异而多样进化与适应生命存在着精巧的适应性，适应性是进化的结果生态观群体与共存生命无法孤立存在与延续，而是依赖于群体共存生物与环境生物与环境构成统一的整体三大观念群之间实际上并不是完全孤立的，而是融合为不可分割的整体。系统观所包含的结构与功能、物质与能量、稳态与变化、信息与调控、生殖与发育等观念，是建立生态观、进化观的基础；其中有些观念还与进化观、生态观深度融合。比如，物质与能量观是理解生态系统如何运转的基础，结构与功能观也与理解生物适应环境密切关联；生殖与发育和进化观中的遗传变异有非常多的交集。生态观里的群体与共存、生物与环境，又是解释适应的基础。再如，进化中的统一性和多样性，揭示生命世界复杂的多样性外表之下令人赞叹的统一性，而生命存在统一性是系统观解释生命的基础，也是探讨生命的本质这一话题的前提。为什么需要建立生命观念让学生理解生命的本质是中学生物课程的基本教育价值。对生命本质的把握，需要以建立相关概念网络为基础，生命观念则是构建概念网络的线索。生命观念——对生命的本质的理解深入理解生命的本质，需要回答好3大基本问题：生命“是什么”“怎么样”和“为什么”（E.Mayr.看！这就是生物学.天下远见出版股份公司（台北）.1999年：116~124）。对这3大问题的回答，需要一系列相关生物学概念来做支撑。概念形成网络，需要以思想观念为纽带。在目前国内外的中学生物课程内容中，是覆盖了回答这3大问题的生物学概念的。那么记住了概念就理解生命的本质了吗？不一定。生命观念——反映生物学的学科本质生物学之所以为生物学，在于研究的对象是自然界中的“生命”，生命是复杂的、多层次的、经亿万年进化而来的；在于研究的方法既符合科学的基本要求又有自己的特色；在于研究建立的知识，是一个相对独立的、自洽的、开放的、发展的体系；在于具有生物学科独特的思想。生物学不同于其他自然科学的关键？对生物学的认识——生物学观念例如，“生物学是一个概念体系为主要特征的学科”“生物学规律经常有例外”“生物学里常常包含网络状因果关系”。中学生物课程不同于其他自然科学课程•研究对象的特殊性，思想观念的人文性，概念和规律的概率性，思维方式的灵活性，研究方法的综合性，学科地位的领先性、实践应用的广泛性。——引自赵占良老师的文章3生命观念的形成——怎么样？生命观念是全新的内容吗？生命观念系统观统领《分子与细胞》等模块生命系统的层次系统的组成和结构组成细胞的分子系统的边界——细胞膜系统内的分工合作——细胞器系统的控制中心——细胞核系统的功能物质的输入和输出能量的供应和利用系统的发展变化细胞的生长和增殖细胞的分化、衰老、凋亡和癌变细胞是基本的生命系统系统观：整体性结构与功能物质与能量生命观念进化观，贯穿整个生物学课程。进化观：贯穿整个生物学课程。生命观念的综合提升新的课程标准，第一次系统地提出了生命观念的要求，教学需要相应变革。怎么做？生物学概念的学习是基础；情景的设计与应用是重点；概念的整合与观念融合是核心。•3.1生物学核心概念——对生命的基本认识——生命观念一级概念•必修：•细胞是生物体结构与生命活动的基本单位；•细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖；•遗传信息控制生物性状，并代代相传；•生物的多样性和适应性是进化的结果。•《高中生物学课程标准（征求意见稿）》一级概念•选修1系列•生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态；•组成生态系统的生物成分与非生物成分相互影响，共同实现系统的物质循环和能量流动，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态；•发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品；•细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品；•基因工程赋予生物新的遗传特性•生物技术安全与伦理是当今社会必须面对的话题。•《高中生物学课程标准（征求意见稿）》梳理生命观念对应的概念和事实的锚定点3.2关注从事实到概念，更需要以建立生命观念为目标追求教学过程中，基于事实、现象建构概念，在我们的教学中已经广为接受。需要在这一基础上继续提升的是，在建立概念的同时，将生命观念的领悟渗透其中，并适时地予以外显和总结。例如，关于群落的结构——通过分析群落内物种的多样性、丰富性，建立群落是多样的这一认识；在此基础上，通过分析多样的群落共同的结构，建立群落的概念。……有助于建立什么生命观念：结构与功能？关于群落的结构：分析群落内部典型的植物、动物的形态、结构、分布以及物种之间的相互关系，由此领悟群落结构、群落类型的适应意义；追溯群落结构、适应性的原因，从千姿百态的物种、复杂的相互关系、精巧的适应意义、漫长的进化历程，折射出“生态的舞台，进化的表演”。系统观：系统整体性、结构与功能……生态观：群落中生物与环境的关系，个体与群体的关系……进化观：进化与适应、统一性与多样性……3.3关键在于概念的整合和观念的融合建立生命观念的教学，最忌讳的是孤立地记忆事实和机械地把握概念。关注建立生命观念的课堂，一定是注意概念整合、观念交融的课堂。一是因为生命观念的形成，依赖于从众多概念之间找关联，做提炼。例如：多样性与统一性，在处理多样性的教学时，一定要清楚多样性背后的统一性，因为理解生命的统一性之后，将会更加赞叹生命的奥妙与美丽[]。二是因为几乎每一个生命观念，又都与其他观念相关联。3.3关键在于概念的整合和观念的融合例如，遗传与变异，揭示生命传递过程中的遗传、变异现象与本质，这一观念是选择与适应观念建立的基础。选择与适应，是解释适应性源于自然选择，同时，又因为多样性的本质是适应的多样性，因此这一观念可以解释多样性的来源3.4生命观念的形成，依赖思维的在场3.5每一节课的教学…在发展核心素养的背景下：需要更系统地思考，更自觉地在教学中落实。（1）每一节教材、每一节课的内容，都从建立生命观念的价值方面去做思考（知道这一节教材、这一节课的位置很重要）；（2）在一个阶段之后，适当地总结提升（整体把握很重要）。生命观念生命观念解析这一节教材内容，可以提炼出哪些生命观念？生命观念建立的概念基础是什么？充分考虑本节教材在建立生命观念方面的教育价值，但又不牵强附会，不无限拔高。系统观：整体性——个体衰老与细胞衰老的关系，细胞衰老与内在结构、功能的关系，线粒体与细胞的关系，端粒酶与细胞生活信息与调控——程序性死亡，是按照蓝图的死亡。调控离不开信息。进化观：进化与适应——部分细胞凋亡，是死亡，也是适应这一节在整套书中的位置如何？必修一的最后，对于细胞的结构、功能有全面