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基于强化“科学本质”的高中生物学教学策略

（江苏省南京师范大学附属中学江苏南京210003）

新时代背景下，社会对人才的定义发生了变化，作为人才培养基石的基础教育改革顺势而为。新课程提出发展学生的核心素养，包括“必备知识、关键能力、核心价值”。这就要求教师在教学中去粗取“精”，使学生通过学“本质”，形成人的“核心”素养。

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出高中生物学教学要注重生物科学史和科学本质的学习。但随着学生年龄的增长，学习内容呈现学科化、专业化趋势，学科教学往往囿于学科本身，自然科学共性特征如科学本质呈现边缘化趋势。生物学教师要有意识地“逆势而动”，改变教学策略，利用“学科”学习“科学”，利用“学科知识”探索“科学本质”。

著名教育科学家莱德曼提出了科学本质内涵的8个维度：暂时性、理论负载性、实证性、创造力和想象力、观察和推理有区别、理论和定律有区别、科学方法的多样性、社会和文化的嵌入性。教师可以上述科学本质多维度的发展为目标，组织内容，寻找方法，开展实践。笔者尝试通过“融合教学、科学史教学、情景教学、探学教学”教学策略跳出学科看科学本质，发展学生的生物学学科核心素养。

高中阶段教学呈现学科化、专业化趋势，对于学科共性特征和学科边界内容缺少有效关注。随着“立德树人的全面育人”理念的提出，教育反而需要进一步加大融合。高中生物学教师要有“逆势而动”的意识，尤其需要在学术化、学科化的同时兼顾学科内和学科间的整体化设计。近年来新兴教学业态，如HPS（历史、哲学、社会融合）、STS（科学、技术、社会融合）、STEAM（全科融合）就是融合教学大发展的佐证。教师只有采用融合教学，从多学科角度考虑问题，才有横看成岭侧成峰的立体效果，才有利于学生辩证思维形成，更有利于学生透过问题现象提炼学科共性的科学本质。

融合教学首先需关注生物与其他自然学科的融合。不同的自然学科有共同的话语体系，有相近的学科思想（如实证思想），有相同的学科方法（如假说演绎法）。另外，自然学科还有大量的涉及多学科的临界知识，它们是学术研究的盲点，是学科突破的难点，是参悟科学本质的堵点。高中教师要关注学科临界知识在不同学科的各自表达，在教学时可以大问题牵引为出发点、学科融合为着力点、提炼学科共同本质为落脚点，最终通过大问题牵引式的多学科融合教学，实现从从现象到本质的提炼。

在大问题“水分子跨膜运输方式及特点”的融合教学中，生物学教师更要充当科学教师的角色，引导学生综合分析多学科，透视物质运输的科学本质：从化学“相似相溶”原理分析，水分子是极性分子，而磷脂是非极性分子，因此水分子直接扩散的速度较慢，预测细胞膜上可能存在其他的极性分子（后来发现是“水通道蛋白”）协助水分子跨膜；从物理“布朗运动”原理分析，温度越高，水分子的跨膜速度越快，说明在一定范围内，温度越高越有利于细胞对水分的吸收；再从生物“渗透作用”原理分析，水分子移动与溶液浓度有关，浓度差越大运输速度越快。上述多学科的融合学习过程系统化解决了水跨膜运输的各种科学问题，包括物质运输的“方式、速度、方向”，更符合问题本然特点和学生认知规律，也有利于学生更全面了解的跨膜问题，看清问题的科学本质。

科学本质还需要有其他学科“内容、方法、观念”的助力，学科教师的课堂不仅是学科教学，也是科学、社会学、工程学、数学多学科融合的课堂。教师要关注与不同学科的融合，HPS融合教学有利于生命观念与史学、哲学、社会学观念的融合，有利于提炼出莱德曼提出的科学本质的社会嵌入性维度——“科学会受到社会和文化的影响”；STS融合教学强调科学、技术、社会的全面结合，有利于提炼出“科学发展依赖技术推动”的科学本质；STEAM融合教学，关注全学科的结合，有利于提炼出“科学是创造性工作，需要多学科支撑”的科学本质。

科学是一个不断发展的过程，科学发展经历了探索、发现、存疑、否定、再提炼的过程，科学发现的知识不是科学的全部，科学史的沉淀才是科学的精髓。学生对科学本质的感悟和理解既需要上文提及的跨学科横向遍历学习，也需要对历史纵向溯源。科学历史中有很多看不见的“隐性重要物件”，这些不能陈列于学科的“历史档案馆”里，需要教师进行“考古挖掘”。新课程倡导科学史学习，生物科学史的学习能使学生沿着科学家探索生命世界的道路，理解科学的本质和科学研究的思路和方法，学习科学家献身科学的精神。

在科学史教学中，教师的任务不是对科学事件简单堆砌，而是立足于使学生感悟科学本质这个中心点去组织材料，通过对材料的筛选、甄别、组装后形成校本化、生本化的科学史教学素材。科学本质内涵丰富，既有科学知识本质，也有科学探究本质、科学事业本质。在科学史教学中，教师更要“独辟蹊径”寻找视角，促进学生更多地感悟到科学探究本质和事业本质，让科学巨匠的精神照亮莘莘学子。

在DNA双螺旋结