生命科学的提炼和表述论文

时间:2018-08-25 生命毕业论文 我要投稿

  1提炼小学阶段生命科学学科主题的必要性

  中学生物学课程通常包括10个主题,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较高的主题,则安排在初、高中两个学段完成。由此可见中学阶段生物学的科学主题在初、高中两个学段的分布既各有侧重,又在整体上实现互补。但是在现行《科学(3~6年级)课程标准》(实验稿)中,生命科学领域(生命世界)各部分内容之间相关性较小,关注的程度不一,很难和初、高中相关学科主题相衔接。本文根据科学主题的内涵,结合生命科学领域的知识和初、高中生物课程主题的特点,提炼出了小学阶段生命科学领域的6个科学主题:同一性、多样性、适应性、能量、进化、稳态。这6个核心概念的关系是:同一性、能量和稳态是基础,生物具有共同的物质、结构和生命活动基础,能量是各种生命活动的基础,稳态维持着所有的生命系统。在此基础上,适应性和进化表明,生物体的生活环境不同会产生不同的适应,并在适应中不断进化,从而形成生物的多样性。

  2将小学阶段科学主题表述为核心概念的原则

  在对众多生物学事实、现象、机理整合的基础上,提炼出小学阶段生命科学领域的6个学科主题后,需要使用合适的语言来表达其内涵,并将其表述为核心概念。刘恩山指出:“用陈述句或以命题的方式来描述概念的内涵。除了使用概念名词的方式,还可以用描述概念内涵的方式来传递概念”。张颖之等提出:“为了更加明确地描述出学生希望了解的内容,研究者们采用了这样一种完整的陈述句形式来表述核心概念,在表述中尽可能少地使用术语。采用这种表述方式更易于确认需要学生理解和掌握概念的内容及其意义,也更易于建立概念之间的联系”。温·哈伦提出了选择科学大概念遵循的4个标准。胡玉华指出:“生物学核心概念不是一成不变的,有些概念对中学生来说是核心概念,对专家来说可能是一般概念。不同学段的生物学核心概念是不同的,也就是说,生物学核心概念实际上是教师应该通过教学过程使学生形成的关于生命本质的正确认识或看法。”基于上述对核心概念的理解,笔者选择下面两条原则表述了小学阶段生命科学领域的学科主题的内涵———核心概念。第一,选择能够表现生命科学最基本、最本质、最核心的概念性知识,通过若干个核心概念相互组合,构成生命科学领域基本结构的骨架,反映出生命科学的基本面貌。第二,充分考虑到了小学生的认知特点。6~12岁的儿童处于皮亚杰提出的认知发展的具体运算阶段,此阶段儿童的特点是思维开始变得更加协调、更加理性,变得更倾向于聆听他人的想法,但这是一个缓慢的过程,如果儿童能够操纵所思考的物体,就能进行逻辑思考。这个阶段科学的学习要求具有很强的体验性,以便让儿童能够发展、修正或改变自己的想法。所以核心概念在表述上照顾到了小学生的理解能力,多数是具体的、宏观的概念,少有抽象的、难理解的概念。

  3小学阶段生命科学领域学科核心概念的表述

  3.1同一性

  生物体具有共同的物质组成、结构基础和生命活动特性。这里使用了同一性,而不是统一性。从哲学的观点看:同一性和统一性不是一个概念,“同一”是与“差异”相对立的范畴;“统一”是与“对立”相对立的范畴。统一性在初中以上使用,小学阶段使用同一性。同一性强调的是生物具有共同的属性,是指生物体在物质组成上都具有生物大分子蛋白质和核酸;在结构上都是由细胞构成的,在生命活动上具有生长、发育、繁殖、新陈代谢、遗传和变异等生命活动特性。

  3.2多样性

  生物在各个方面都具有多样性。生物的类群、种类、结构和生命活动过程等都是多种多样的。生命现象最突出的特征是它几乎无限的多样性,它存在于生物界等级结构的每一个层次中。在有性繁殖的种群中,没有两个个体是完全相同的,这种不同,不仅是由于它们在遗传上的独特性,也是性别、年龄、免疫系统以及在开放的记忆程序中所收集到的信息不同所致,这种多样性是生态系统的基础,也是竞争与共生现象的原因,从而促成了自然选择。无论在自然界的什么地方都会看到独特性,独特性就意味着多样性。任何生物性过程和现象都和多样性有关。

  3.3适应性

  强调生物结构、功能和环境相互关系,生物的结构和功能相适应,生物的结构是为了适应相应的环境而形成的。生物界没有无功能的结构和无结构的功能。生物体由于结构不同各有不同的性能。生物体具有和结构相适应的功能,生物体的结构是在适应环境的过程中形成的。生物体结构可以在与环境进行物质、能量、信息的交换与流通中实现自我组织,从而适应环境,因而生物器官会出现用进废退的情况。

  3.4能量

  一切生命活动都离不开能量。能量是人类在探索自然界的各个领域中共同使用的一个概念,能量构成了任何相互作用的系统的基础,是连接不同学科的纽带。生命科学领域有其自己的特色;生命能量的来源是太阳能;生命活动中伴随着能量的吸收和能量的转化;生命体内的能量流动驱动其新陈代谢和生长发育,生态系统中的能量流动使其得以存在繁衍。

  3.5进化

  进化是生命变化的过程和结果。生物进化是从简单到复杂、从单一到多样、从低级到高级的不可逆过程。生物变异和遗传是进化的基础,变异为进化提供原料,通过遗传保存和积累了某些变异。生物与其生存环境之间相互作用并导致遗传系统和表型发生一系列不可逆转改变的过程形成了生物的进化。生物进化不仅表现在生物多样性种类和数量的增加,还表现在生物体的构造不断趋于复杂和完善。

  3.6稳态

  所有的生命系统都存在于一定的环境中,在不断变化的环境条件下,依靠自我调节机制维持其稳态。世界上一切事物都在变化中,又都具有相对的稳定性。稳定与不稳定是自然界一切事物所固有的属性,一切事物都是稳定和不稳定的辨证统一。许多系统最后都会停留在稳定状态下。稳定状态应该有两种情况:稳定和稳态。稳定一般是物理学上的称谓,是指系统抵抗了外来的或内部的干扰力,在短时期内没有变化,具有抗干扰性保持自身原状的性质。在稳定状态下,所有的力都是平衡的。生命系统中的稳定性非常少见,因为生命系统总是在不断变化的。所以生命科学领域存在着稳态,也叫动态平衡。这是一般化学和生物学上的称谓,指系统表面是稳定的,而内部却发生着非常大的变化。

  4结语

  10余年来的课程改革经验和对其他国家科学教育的研究表明:科学教育不应该传授给学生抽象的、脱离生活的、支离破碎的理论和事实,应该选择一些重要的核心概念,用恰当、生动的教学方法帮助学生建立一个相对完整的对自然世界的理解。小学科学课的内容不适合安排过多的知识内容,重点要让学生通过相关的知识学习,学会基本的科学过程技能,养成运用探究式的方法学习的习惯。笔者提炼的小学阶段生命科学领域的核心概念,就是适合小学生理解生命学科最基本面貌的一组核心概念,这6个核心概念对于小学生来说理解的层次是不一样的,多样性、适应性和能量是可以充分理解的;同一性和进化可以初步理解;而稳态则是初步建立意识即可。但是小学科学教师对这6个核心概念都要充分理解,只有这样,教师在组织教学时,既可以删除那些与理解核心概念没有直接关系的繁琐知识,还可以选择出同时具有教育意义和培养学生技能的知识,利用这些较少量的知识使学生形成简化的、实用的、对未来学习更有支持意义的、内在逻辑性较强的知识概念体系,为今后能从科学主题理解科学知识打下基础,也为今后学习和生活打下良好的基础。

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