视野的拓展与知识应用的比较概述

笔者已经提到知识应用在学业考试中占了相当比例。事实上，生命科学的研究对象正是所有的生物——包括人类自己，所以，生命科学的知识应用更加与人类活动的本身联系在一起。生命科学的各个分支，本来就是围绕着特定的生物现象展开，而所有的实验与课题，无疑都是将生命科学知识应用到现实生活的敲门砖。由此可见，在教材中频繁地将所讲授的知识与科技、生活结合已然成为当代高中生命科学教材的基本要求。

纵观中美高中生命科学教材，将知识和应用穿插起来的例子不胜枚举，尤其是在一些现代科学技术方面。笔者将“现代科学”暂且狭隘定义为本学科的前沿应用，而将“生活”理解成本学科的知识在日用常识上的体现，那么几乎每一个章节，都提到了这两方面——学生的学习兴趣也因此提升。同时，中美教材有的章节则用满篇幅描述了生命科学理论知识的应用，例如：上海版《生命科学》第三册第8章第4节“人类遗传病和遗传病的预防”所述的就完全是生命科学重要分支遗传学的应用。这一节分析了常见遗传病的类型，并且引入一些案例进行典型遗传病家谱分析，还以苯丙酮尿症、白化病、全色盲、黑蒙性白痴等遗传病为例谈到了禁止近亲结婚对于预防遗传病的积极意义。除此以外，这一节的相关应用案例还有许多，例如：专业医生的遗传咨询过程、产前诊断对于预防遗传病的帮助、婚前体检、优生优育的指导意义等。在此方面，培生版《生物学》在内容上更加详尽，因而培生版《生物学》的第14章The Human Genome（人类基因组），用了一整个章节阐述了现代分子生物学和遗传学在人类遗传方面的应用，包括人类遗传学和基因疾病、人类染色体和染色体异常疾病、人类分子遗传学、人类基因组计划、基因疗法等。这些几乎都是现代遗传学和分子生物学的前沿方向，最近的研究成果甚至截止到2010年。因而，中美高中生命科学教材都非常注重学科前沿的教学，只是美国教材的前沿更加“新”，这也和中美教材不同的成稿、出版时间有关。

然而，知识的应用并不仅仅体现在教学内容上的知识积淀，对学生应用能力的训练也显得非常重要。中美教材对学生应用能力的训练并不少，除了有较为直观的练习题以外，还有不少课堂活动（包括但并不仅限于问答）和学生实践等。

首先以培生版《生物学》为例。培生版《生物学》的附设教学资料中，Science News Connection（科学界新闻）就是一个让学生对于前沿科学了然于胸的重要支持。值得一提的是，该辅助资料是每周保持更新的——就像它的介绍“Keep you and your students current with what is happening in science（让你和你的学生时刻了解科学界正在发生的一切）”。此外，除了电子版本以外，教材还附设了Science Magazine，类似于科学类期刊，这部期刊是按月更新的，它为学生跟进科学前沿提供了纸面上的支持。美国教材的出版社也肯定了这部分的存在价值——生命科学是一门现代科学，非常注重前沿性和实时性。但教材并非每年都更新，因而难免有些内容略显老旧。Science Magazine恰恰填补了教材在前沿方面的不足，而这也恰恰说明美国教育者对前沿内容的严谨态度。撇开众多的教学支撑材料，单从教材本身来说，每个大章的开篇都有“本章谜题（Chapter Mystery）”这个部分，将知识与生活结合在一起，同样也培养了学生的质疑精神。教材提道：“Inquirybased activities are woven throughout the program to encourage students to think like scientists.”也就是说，“Chapter Mystery”是学生的探究式活动之一，它的目的在于训练学生的科学素养——而形式则是将生命科学结合到生活中去，解决实际问题。例如：本教材的第7章的“Chapter Mystery”讲述的是一个马拉松运动员比赛中的昏厥事件，要求学生用所学的科学原理解释运动员发生的一些状况，同时要求学生根据所学的知识给出帮助这名运动员的急救方法——当然，这已俨然不像是生命科学课，而是一次急救演习，教师完全可以利用这次活动做一个“现场还原”。再如：第30章开始学习人体系统，而“Chapter Mystery”则是关于美式橄榄球运动员尿检类固醇呈阳性的故事，启发学生，联系所学。

当然，培生版《生物学》的拓展并不止于应用。更有点“Nature of Science（科学的真谛）”的意思。如图3-15，教材在介绍生态学的时候，并不是简单介绍生态学的定义以及研究对象、范围，而是介绍了生态学的词根、来源、与经济的关系（就是自然中的经济学）等。这些看似和生物关系不大，更像是历史或者英文课，但这样的交叉可以让学生更好地掌握生态学研究的真谛。学生如果知道了这些，知识不仅变得更加“渊博”了，也能更好地参透所学部分的源头。由此可见，美国教材的知识应用牵涉的绝不仅仅是和生活、现代科技的交叉，更有点探寻本质的意思。(www.xing528.com)

图3-15　培生版《生物学》关于生态学的介绍［1］

再看上海版《生命科学》，尽管受限于教学时长的原因导致学生活动不多，但教材中依旧有关于知识应用的重要部分——广角镜。这一部分相较于培生版《生物学》作用略显单一，主要起到拓展学生视野以及了解学科相关历史的作用，但实际上却将人类生活或是科技前沿与生命科学教材结合得淋漓尽致。例如：在上海版《生命科学》第二册第6章第3节“基因工程与转基因生物”中，“广角镜”便大显神威，补充提到了质粒提取、筛选阳性细胞、微生物工程药物、聪明鼠等现代科技的前沿。当然，这一节本身的全部内容就是现代遗传学的应用。“广角镜”的内容不仅拓展了学生的视野，还成为学有余力的学生的有力引导。通过对于这部分内容的深挖细掘，学生能够了解到更多的科技前沿知识，同时对生命科学产生更大的兴趣。中国教材并非没有学生互动活动，但这些互动活动多以阅读理解的形式问答，例如“阅读与思考”“想一想、做一做”等。前者一般将所学的知识与生活或科技联系起来，如“神经系统中信息的传递和调节”的“阅读与思考”提到了激素与青春期发育的关系，将生命科学知识用到了痤疮的产生机理中，并告诉同学们如何防治痤疮，最终提出了如何让自己的皮肤更健康的开放性问题。而“想一想、做一做”的篇幅非常短小，让同学们通过一个个小事例来联系所学解决问题。一般而言，题干越短，提示就越少，而学生的思维就越发散。这样一来，学生会更加强烈地试图将自己所学与身边的现象联系起来，应用所学。遗憾的是，这种依托材料进行问与答的基础方式并不能很有效地训练学生用批判的眼光看世界——更多地像是在训练做题技巧。科学研究的一个重要精神就是批判性思维，敢于质疑一些现象，并由此发展资料收集、数据处理与分析等能力。接下来，考虑如何培养学生的批判性思维将是中国教材“应用”部分的一大目标。另外，中国教材也会在一些章节中介绍一些研究历史等，但仅限于某些研究的历史，而非学科本身的真谛。

总而言之，随着时代的进步，理论联系实际显得愈发重要，书本上的知识也将越来越“活”，不再是仅限于纸面上的“枯燥”了，因而教材中的应用部分比重将会越来越大。值得一提的是，学生视野的拓展也离不开教师自身的积累。如果教师本身的知识体系已经很老旧并且不及时更新，那么也会很难应对日益增加的视野拓展需求——同样，也会越来越难适应愈发“活络”的教材。由此可见，不论中国还是美国的高中生命科学教材，教师自身的知识积累都是非常重要的环节，要想脚踏实地地拓展学生的视野，提升自己的素养是最坚实的第一步。