高中生物课程：生物科学发展的反映

（一）思考这一问题的出发点是全面提高学生的科学素养

科学发展对课程的影响，根源在于科学发展影响到人类社会的各个角落，影响到个人生活的方方面面。社会的高度科技化，科技的高度社会化，在21世纪的中国将逐渐变为现实。这就需要提高全体公民的科学素养。能否提高全体公民的科学素养，于国家则关系到能否赢得国际竞争的挑战，于个人则关系到能否适应21世纪的社会发展。因此，提高学生的科学素养，将成为基础教育科学课程改革的主要任务。随着生物科学在自然科学中地位的提升，生物课程对于提高学生的科学素养将越来越重要。

关于什么是科学素养，国内外学者提出了不少大同小异的定义。《美国国家科学教育标准》认为，“所谓有科学素养是指深入进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。有科学素养还包括一些特定门类的能力。”国内不少学者提出更为简明的定义，即科学素养包括科学知识、科学的过程和方法、科学态度、科学精神、科学价值观、科学的思维习惯和行为习惯。根据前面的论述可以看出，生物科学不仅在自然科学中的地位和作用不断提升，而且在认识论、方法论和世界观等方面都具有独特的价值，因此，生物科学课程对于全面提高学生科学素养是非常重要、不可或缺的。

（二）课程内容中基础知识的更新

随着科学的发展，科学大厦的基础也在发生变化。现代生物科学最突出的特点是，随着分子生物学的飞速发展，生物学众多分支学科的研究深入到分子水平，使得人们对生物学原理和规律的认识，越来越接近生命的本质；生物科学在不断涌现新兴分支学科的同时，又逐渐在分子水平上走向综合和统一。细胞是生物体结构和功能的基本单位，关于细胞的结构和功能的研究，也愈益成为各分支学科研究的基础。因此可以说，生物科学的基础正在发生转移：从生物的形态结构和分类更多地转向分子生物学和细胞生物学。中学生物课程的基础知识也发生类似的转移，应当说是合乎逻辑的期待。正如有的专家指出的，应当从分子生物学的角度重新审视中学生物课程的内容。

值得注意的是，基础知识的更新要适度。“科学虽不断地进化，但作为科学的基础知识总是相对稳定的，学科内容也就具有相对的稳定性和历史继承性。……‘暴风骤雨’式的、革命化的课程改革是不利于课程发展的。任何隔断课程自身发展历史的改革都是要付出历史的代价的”。

1.国外高中生物学教材基础知识的变化

据《SCIENCE EDUCATION》1999年第l期载文，1990年西班牙的生物课程，已经从人体解剖和生理、植物学、动物学的融合演变为更加着重于分子水平、生态学和人类生物学的课程。分类学和动植物描述性的内容几乎在新课程中消失了，取而代之的是从生态学观点出发的关于生命统一性的论述，以及对生物多样性主要内容的学习。

美国高中生物教材中分子生物学和细胞生物学的内容在不断增加。《Biology，the web of life》（Eric Strauss and Marylin Lisowski.Scott Foresman－Adison Wesley.，USA.1998）一书中讲述的分子生物学和细胞生物学内容篇幅近200页，其中关于基因与肿瘤、基因的突变导致细胞增殖失控、致癌的环境因素等内容占了不少篇幅，这些内容是我国中学生物课程内容中所没有的。

《Biology－LivingSystems》（Oram，Hummer.Glencoe Division of Macmillan/McGraw－Hill School Publishing Company，USA.1994）与该书的1984年版相比，在细胞和分子生物学方面增加的内容有：真核细胞的进化，细胞周期的调控，基因定位，遗传咨询，跳跃基因，人类遗传学，分类的分子生物学依据等。这些内容大多是我国高中生物课程内容中所没有的。

2.更新基础知识的具体考虑

（1）增加细胞作为一个复杂系统具有整体性、动态性等特点的内容，分子生物学的内容不仅在遗传部分讲授，而且在细胞、进化、生命活动的调节等方面渗透讲述分子生物学的观点、证据和方法。

（2）增加现代生物技术的内容，如基因工程、细胞工程、发酵工程等内容。

（3）适当增加生态学内容。“重视协调人类和自然的关系已成为理科教育的重要特征”（《国际科技教育进展》.常初芳主编.北京：科学出版社，1999.84）。中学生物课程可多从生物圈的角度讲述生命现象，适当补充生物多样性，生物与生物之间、生物与环境之间相互依存和相互制约，生物与环境和谐统一、人与环境和谐发展等内容。这些内容对于学生正确认识人与自然的关系、建立可持续发展的观点具有重要意义。

（三）加强科学探究活动，培养学生的科学探究能力

科学的核心是科学探究。对于中学生来说，科学探究是指用以获取知识、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动，包括观察，提出问题，设计研究方案，获得实验证据，分析和解读数据，提出答案、解释和预测，把结果和结论告诉他人，等等。只有通过探究活动，学生才能真正认识到科学的历史和本质，譬如科学是人类探索自然界奥秘的一项不断变化的事业；科学需要实证、逻辑和怀疑；科学知识是人们对自然万物的合理的描述和解释，但都不是终极真理。只有通过科学探究活动，学生才能真正领悟科学家研究科学时运用的方法，并且在科学态度、科学精神、意志品质等方面得到潜移默化的培养。只有通过科学探究活动，才能培养学生的科学探究能力，为创新精神和实践能力的培养创造条件。

一些教育发达国家的高中生物教材中一般具有较多的科学探究活动，例如美国教科书《Biology，the web of life》（Eric Strauss and Marylin Lisowski.Scott Foresman－Adison Wesley.，USA.1998）中安排了丰富的科学探究活动内容，包括“调查研究（Investigate it）”38项，如测量酵母产生的CO2、建立协同进化的模型等；“做一做（Do it）”38项，如一般食物的pH是多少、种群减少的速率有多快等；“发现它（Discovery it）”38项，如鉴别预防皮肤癌的方法、测验您的记忆等；“想一想（Think about it）”38项，如怎样确定化石的年代、分析树木年轮等。

（四）应当反映科学与技术的互动

生物科学近些年来之所以突飞猛进，在很大程度上得益于技术的进步。同时，生物科学的发展又在不断推动技术的进步。基因工程等生物技术的产业化，人类基因组计划完成之后可以预期的基因诊断和基因治疗技术的日趋成熟，以及基因科学、脑科学与理化技术结合将催生的人工智能的开发，都说明这一点。因此，让学生在学习生物科学的同时，对有关的技术有所了解和关注，这对于使学生在热爱科学的同时，增强对技术的亲和感，形成较全面的科技意识，都是十分重要的。

1.国外部分教材中反映相关技术的内容(www.xing528.com)

(1)《Biology,the web of life》(Eric Strauss and Marylin Lisowski.Scott Foresman－Adison Wesley,USA.1998)

显微摄影技术（第8页），电镜技术、能源技术（未来的燃料）（第94页），人造叶绿体（第98页），X射线成像术（第196页），核磁共振技术（第196页），基因工程（第209页），DNA指纹技术（第210页），凝胶电泳（第210页），DNA序列分析技术（第211页），基因治疗技术（第214页），DNA探针（第218页），生物技术的安全性和伦理问题（第219页），地质年代测定的同位素标记技术（第258页），生物净化技术（第346页），组织培养技术（第455页），植物无性繁殖技术（第456～457页），试管婴儿（第712页），人工肾（第738页），器官移植（第784页），羊膜腔穿刺术（第812页），绒毛膜绒毛取样技术（诊断胎儿疾病）（第812页），正电子发射断层扫描成像技术（PET scan，研究大脑）（第39页，第830页），废物处理技术（第922页），等等。

(2)《Biology－－Living Systems》(Oram,Hummer.Glencoe Division of Macmillan/McGraw－Hill school Publishing Company,USA.1994)

正电子发射断层扫描成像技术（PET Scan）（第26页），脑活动网络扫描仪（MANSCAN）（第26页），透射电子显微镜（TEM）（第45页），扫描电子显微镜（SEM）（第45页），冷冻贮藏技术（第111页），培养人造皮肤（第138页），用生物发光技术检测对光起作用的物质（第162页），转基因生物（第243页），DNA指纹技术（第271～272页），超声波扫描术（第291页，第294页），绒毛膜活组织检查（第293页），胎儿镜（第295页），基因疗法（第295～296页），放射性碳测定年代技术（第331页），钾－氩测定年代技术（第331页），发光测定年代技术（第331页），电子自旋共振技术（第331页），线粒体DNA分析（第372～373页），试管婴儿（第506页），克隆动物（第507页），种子库（第538页），胎儿期离体外科手术（第539页），纤维镜（第606页），内窥镜（第606页），单克隆抗体（第655页），噪声自动控制（ANC）（第724页），人造四肢（第751页），害虫综合治理（第850页）。

2.对我国生物课程教材中反映技术性内容的建议

可以参考国外教材的有关内容，并进行适当增补，如无土栽培技术、食品保鲜技术、转基因技术、组织培养技术、生态农业技术、消毒灭菌技术等。对这些内容应当侧重介绍其生物学原理和应用价值，而不是技术细节和仪器设备的工作原理。

（五）应当体现生物科学技术与社会的关系

随着生物科学的发展，生物科学技术对社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面：（1）影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。（2）促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业，农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。（3）随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。（4）促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。（5）影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。（6）对人类社会的伦理道德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人体基因的人工改造等，都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。（7）生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的大量生产会改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。

理解科学技术与社会的关系，是科学素养的重要组成部分。因此，中学生物课程中应当充实这方面的内容。

美国现行高中生物学教材中，大都设有与科学、技术和社会有关的栏目，如“Science Technology and Society”，“Science and Society＂，“Technology and Society”，“Biology and Society”等。下面仅以《Biology－Living Systems》（Oram，Hummer.Glencoe Division Of Macmillan/McGraw－Hill School Publishing Company，USA.1994）为例作简要的分析。

这本教材中设有专门的“生物学、技术和社会（Biology，technology，Society）”栏目，内容丰富，大致可分为以下几个方面：（1）介绍生物科学技术在社会中的应用，如“冷冻贮藏技术”、“培养人造皮肤”、“用生物发光技术检测有关物质”、“DNA指纹——对付犯罪的新武器”、“性别选择”、“在子宫中治疗遗传病”、“用细菌治理污染”、“保护环境——珊瑚礁的死亡”、“美国的老年人占多大比例”等；（2）介绍与健康的联系，如“纤维食物”、“胆固醇的量应该是多少”、“癌症的化疗”等；（3）介绍与职业的联系，如“辐射技术员”、“细胞学家”、“生化学家”、“职业治疗师”、“实验室技术员”、“考古学家”、“微生物学家”、“森林技术员”、“海洋学家”、“营养学家”、“医生”、“农艺师”等；（4）设置“论坛”，提出问题让学生讨论，如“近亲繁殖，有利还是有害”，“谁来决定安乐死”，“比较：要鱼还是要大坝”，“森林应该怎样砍伐”，“器官移植，谁决定”等。

（六）加强人文精神的培养

科学技术迅猛发展，而人类精神领域的发展却相对滞后，导致了科学文化与人文文化的失衡，出现了道德、美学、政治、环境等方面的许多问题。“科学与人文自人类的黎明时期就是结合在一起的，人们感觉到它们之间的分离只是近400年来的事。实际上，总的来说，在人类历史的漫长道路上，两者是深沉而持久的伴侣，这是根植于宇宙的和谐和人脑的结构本性之中而且为人类幸福所必需的。……科学与人文的关系的实质是真与善的关系。真与善的关系具体化为科学理性与道德理想的关系问题。尽管科学与道德是独立的，但在一定条件下两者总是相互影响的。当涉及历史的和心理的动力时，科学需要以道德标准为基础；而在涉及规范的现实时，道德就不得不依赖科学了。虽然，事实和关系的科学陈述不能产生伦理的准则，科学理论的内容本身造不出个人行为的道德基础，但是逻辑思维和经验知识却能使伦理准则合乎理性”（2l世纪初科学发展趋势.北京：科学出版社，1996.13～14）。现代社会呼唤人文精神，人类在追求高度发展的物质文明的同时，必须充分重视情感、审美、道德等方面的发展。

高中生物课程在人文精神的培养方面具有独特的价值。与其他自然科学相比，生物科学因为研究的是活生生的生物（包括人），以及生物与环境的关系，所以更具人文性。人类基因组研究及其应用前景、转基因技术、克隆技术、试管婴儿、器官移植等，已经对人类社会的现有伦理道德体系产生了冲击，也产生了对本课程加强人文精神教育的更为迫切的需求，并提供了更为丰富的素材。此外，生物课程在美育、可持续发展观点教育等方面也具有不可替代的作用。

高中生物课程可以通过对丰富多彩、生机勃勃的生物界的文字描述和图片展示，唤起学生热爱自然、珍爱生命的情感；引导学生欣赏生物界普遍存在的外在自然美（如生物的形态、结构、色泽、运动），内在和谐美（如细胞内各种代谢活动的协调），生物科学理论或模型的科学美，科学家在追求真理过程中表现出的人格美，提高学生的审美情趣和审美能力；引导学生正确看待生物伦理问题，把生物学教学置于社会和文化的广阔背景中；帮助学生建立可持续发展的观点，树立责任意识，学会关心社区、国家乃至全球的发展，把个人发展与社会发展密切联系起来。只有把科学知识的教育与人文精神的培养有机地结合起来，才能使学生得到全面发展。

（七）适当反映生物科学新进展

生物科学新进展如雨后春笋，层出不穷。高中生物课程不可能全部反映。但是，让学生对一些重大进展，特别是一些关系到人类生存和发展的重大进展有所了解，毕业后能够大致看懂大众传媒上的有关报道，还是十分必要的。这样做既能使学生穿透与科学前沿间的隔膜，又能使学生认识到生物科学的价值，激发他们学习和研究生物科学的志趣。《标准》中没有讲述哪些新成就，也没有做过死的限定，而是提出这方面的要求，由教材编写者和教师随时补充，更鼓励学生自己收集和交流这方面的信息。

综上所述，生物科学在20世纪的迅猛发展，对高中生物课程从课程理论到具体内容都产生了广泛而深刻的影响。如何在我国高中生物课程改革中适当反映这些影响，使课程更加符合提高学生科学素养的需要，有许多问题需要研究。当然，学科特点及其发展只是课程设计要考虑的一个因素，而学生的发展和社会的需要更是值得课程设计者特别关注的。