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中学生物学教学到底要教给学生什么？高中毕业5年、10年或更长时间后，学生所留下的生物学教育烙印还有多深？中学生物学有哪些特殊的教育价值？这需要每位中学生物学教育工作者思考并做出回答，因为这关系到中学生物学教育的价值追求，关乎人才培养的规格等。作为胡玉华工作室的学员，笔者在经过一年的学习、培训后，尝试对上述问题进行反思和探讨。
一、生物学中的那些“理”
“老师，我怎么感觉生物这门课像文科，需要记忆的东西太多……”这是笔者刚接手的部分高三学生的倾诉。如果教师的教学仅仅浮于具体的事实、琐碎的知识点上，说事明理无法做到入木三分，没有引导学生透过现象看本质，建立相应的核心概念，领悟其中的学科观点，学生自然会觉得生物学只是大量知识的简单堆积，学习方式也就只能靠机械记忆。
生物学有自己的道理，教师教学时自然要讲理。那么，哪些是生物科学教育中必须让学生知晓的“理”？笔者在反复研读朱正威先生所著《我与中学生物科学教育》一书的基础上，结合自己的思考，将生物学中的那些“理”，归纳如下。
第一，生命的活动在于生物大分子的运动及相互作用。尽管在元素水平上，生物界与非生物界具有统一性，没有生命所特有的元素。但是在分子水平上，蛋白质、DNA、RNA等大分子是生命所特有的，称为生物大分子。正是由于生物大分子的运动及其相互作用，遗传信息才能从DNA流向RNA再到蛋白质，细胞的生命活动才能展现出来。
第二，生命活动是物质、能量、信息三位一体的运动和变化。生命活动的顺利进行，离不开物质、能量和信息。其中，物质不仅是构建细胞等生命系统的“结构材料”，也是能量和信息的重要载体。能量是推动生命活动的动力，而信息则是调控生命活动以适应内外环境变化不可或缺的信号分子。从细胞的增殖、分化、凋亡等生命活动，到生物个体的生长、发育、繁殖，再到生态系统的生存、发展、成熟，无不依赖于物质、能量和信息三位一体的运动和变化。
第三，不同结构层次的生命系统具有共同的属性。细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统乃至生物圈均属于不同结构层次的生命系统。不同尺度下的生命系统具有不同的结构，不同的结构完成不同的功能，但不同层次的生命系统又都具有共同的属性。
首先，开放性。任何生命系统都时刻与所处的环境进行物质、能量和信息交换（见图1），以维持自身的有序状态和正常的生命活动。
其次，自主性。生命的自主性表现在生命系统的新陈代谢是靠自我完成的。它不断从外界环境摄取物质和能量，用以构造自己;同时又不断分解自身的成分，释放能量，并将分解产物排出体外。这种自我完成的新陈代谢，即自我更新，一旦停止，生命也就随之结束。
最后，适应性（稳态）。生命的适应性在于生命系统具有自动控制的能力，使之随机应变地适应周围环境的变化，以保持相对稳定的状态，即稳态。
从以上的论述中可以看出，各个层次的生命系统都具有开放性、自主性、稳态等基本属性，而生命系统稳态的维持无一例外地依靠系统内部的反馈调节机制。
二、凸显理解的质而非信息的量
从知识教学的角度看，中学生物学教学追求的应是理解的“质”，而非信息的“量”。即教师要遵循“少而精”的教学原则，以学科思想和学科观点统领教学内容，通过问题引领和学生活动等，最终使学生建构核心概念，领悟学科本质。
零散的事实与信息不仅容易被淡忘，也缺乏迁移应用的价值，而在诸多事实基础上建构的核心概念，提炼的学科思想和学科观点则具有强大的统摄性和广阔的迁移力。正是学科思想、学科观点和核心概念才使得生物学形散而神聚，它们恰恰也是生物学的灵魂。在生物学中，进化论思想和生态学思想相互交融构成了生物学特有的学科思想。其中，进化是统一生物学的主题，它能够将生物学不同领域、不同层次的研究成果统一起来。而“结构决定功能”等生物学科观点则为学科思想提供支持。
例如，在教学“探讨细胞呼吸方式的进化历程”时，教师可提出“有氧呼吸过程为什么会含有无氧呼吸的步骤？”这一问题，让学生结合地球早期大气中氧的缺乏以及原核细胞中没有线粒体的事实，进行推测和分析。
该问题能够驱动学生以进化的眼光重新审视有氧呼吸和无氧呼吸的过程，并适时渗透生物与环境相互影响、相互适应的生态学思想，通过描绘细胞呼吸方式进化的图景等思维活动，极大地增进学生的理解力和分析力。
三、培养学生理性的思维方法
《普通高中生物课程标准（实验稿）》指出，应着重发展学生的科学探究能力。教师在教学中应从以下两点着手：一是充分挖掘生物科学史中的经典实验的教学功能;二是践行“在做中学”的国际理科教育的共识，让学生从事部分或全程的科学探究活动，以训练他们的科学探究技能（11项指标[1]）。
经典实验是科学家在探索生命奥妙的历程中所做的富有创新性的工作。生命科学史上的每一次重大发现、每一个新的突破，无不凝聚着科学家辛勤的汗水、智慧的结晶。因此，经典实验具有如下教学功能：追溯生物学概念、原理、规律衍生的轨迹，从而达到深刻理解的目的;领悟科学家如何提出问题，寻找证据，不断深入解决问题的思路和方法，从而理解科学探究的本质;展现科学家求实创新、不畏权威和艰难的探索过程，培育学生的科学精神和科学态度。因此，经典实验教学能够将知识、能力和情感态度与价值观三维课程目标有机地结合起来，从而全面提升学生的科学素养。
例如，在学习“‘基因在染色体上’的假说是如何被证明的？”这一问题时，教师可以把教学目标锁定在培养学生的理性思维方式上。带领学生走进摩尔根的精神世界，让学生了解他如何经历对孟德尔定律普适性和萨顿假说的怀疑，对果蝇白眼性状如何遗传的好奇，到根据果蝇性别决定的背景知识对伴性遗传现象做出假设，以及设计测交、反交实验进行检验的过程，在过程中让学生领会“科学是格物致知的一种途径，其基本特点是：以怀疑作审视的出发点，以实证为判断的尺度，以逻辑为辩论的武器” [2]的内涵。 生物学教师应扪心自问：我能作为生物科学界在课堂上的代表吗？现在很多师范院校偏重师范性，而轻视学术性，所培养的中学生物学教师因而缺乏研究能力[3]。当教师都不具备科学探究的思想和能力时，怎么能保证他教出的学生具有探究精神和创新素质呢？所以提高生物教师的科学素养是刻不容缓之事。
四、培育学生理性的精神气质
理性是自然科学的灵魂，是人性的底蕴[4]。在生物科学教育中，不仅要向学生传授知识，培养其能力，还应发掘生物学科中蕴含的精神资源，培养学生理性的精神气质，使其养成客观求实的科学态度和理性求真、批判创新的科学精神。
例如，在教授“探讨孟德尔发现遗传规律的成功因素”时，教师向学生提出了“你认为孟德尔坚持8年豌豆杂交试验的动力是什么？”“孟德尔是如何摈弃当时盛行的‘融合遗传’观点，提出‘颗粒遗传’理论的？”两个问题，可谓别具特色。前者可以让学生真切感受孟德尔是为追求真理而从事研究，而不是以科学发现以外的其他因素为目的，后者能够培养学生的批判创新精神，让学生领悟到科学正是在质疑、创新中不断发展的。
五、领略生物科学的理性美
生物科学教育中可以让学生审视美、鉴赏美。如同艺术追求的是和谐美，生物科学则重在理性美，这种理性美集中表现在它的统一美和严密美。
德国植物学家施莱登和动物学家施旺联合创立细胞学说，揭示了生物体结构的统一性;20世纪60年代著名细胞生物学家H.Ris将种类繁多的细胞划分为原核细胞和真核细胞两大类型，庞杂的细胞世界立刻变得那么整洁和统一;达尔文创立的进化论统一了生物学的各个研究领域;遗传密码的破译，使得缤纷多彩的生命在分子水平上得到了完美的统一……这些科学史实无不揭示着生物学的统一美。小小的细胞却能进行如此复杂的生命活动，奥妙全在于它那严整有序的结构;囊泡及囊泡的运输是内膜系统的“无臂延伸”，其过程就像航运一样：在码头上装货，离岸、起锚、远航，在胞质的海洋中把特定的货物运向指定的彼岸，到岸后抛锚停靠，卸货清仓，船体又融回内膜，变回原来的存在形式。
科学发现的过程同样充满了严密美。例如，混沌的遗传现象，由于孟德尔的精确—以数学统计为基础，孟德尔的坚韧—历时8年的杂交试验，孟德尔的假设—可见的性状为不可见的遗传因子控制，孟德尔的验证—不可见的因子又变为可见的性状，而真相大白，其思维的精巧，推理的缜密，实证的严谨，充分展示了生物科学的理性美[5]。
生物学作为一门自然科学，不仅有着逻辑关系的知识体系，还有一套独特的思维方式和探究方法，蕴含着丰富的精神资源和美学价值。中学生物学教师应该努力开启教学智慧，引领学生沐浴生命科学的理性光辉。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部. 普通高中生物课程标准（实验稿）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2003： 8.
[2]朱正威， 赵占良. 普通高中课程标准实验教科书生物必修2遗传与进化[M]. 北京： 人民教育出版社， 2007： 128.
[3][4]刘德华. 点击学校课程—走在十字路口的科学教育[M]. 福州： 福建教育出版社， 2001： 11-35.
[5]朱正威. 我与中学生物科学教育[M]. 北京： 北京教育出版社， 2000： 35-87.
（作者单位：北京理工大学附属中学）
（责任编辑：任媛媛）
一、生物学中的那些“理”
“老师，我怎么感觉生物这门课像文科，需要记忆的东西太多……”这是笔者刚接手的部分高三学生的倾诉。如果教师的教学仅仅浮于具体的事实、琐碎的知识点上，说事明理无法做到入木三分，没有引导学生透过现象看本质，建立相应的核心概念，领悟其中的学科观点，学生自然会觉得生物学只是大量知识的简单堆积，学习方式也就只能靠机械记忆。
生物学有自己的道理，教师教学时自然要讲理。那么，哪些是生物科学教育中必须让学生知晓的“理”？笔者在反复研读朱正威先生所著《我与中学生物科学教育》一书的基础上，结合自己的思考，将生物学中的那些“理”，归纳如下。
第一，生命的活动在于生物大分子的运动及相互作用。尽管在元素水平上，生物界与非生物界具有统一性，没有生命所特有的元素。但是在分子水平上，蛋白质、DNA、RNA等大分子是生命所特有的，称为生物大分子。正是由于生物大分子的运动及其相互作用，遗传信息才能从DNA流向RNA再到蛋白质，细胞的生命活动才能展现出来。
第二，生命活动是物质、能量、信息三位一体的运动和变化。生命活动的顺利进行，离不开物质、能量和信息。其中，物质不仅是构建细胞等生命系统的“结构材料”，也是能量和信息的重要载体。能量是推动生命活动的动力，而信息则是调控生命活动以适应内外环境变化不可或缺的信号分子。从细胞的增殖、分化、凋亡等生命活动，到生物个体的生长、发育、繁殖，再到生态系统的生存、发展、成熟，无不依赖于物质、能量和信息三位一体的运动和变化。
第三，不同结构层次的生命系统具有共同的属性。细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统乃至生物圈均属于不同结构层次的生命系统。不同尺度下的生命系统具有不同的结构，不同的结构完成不同的功能，但不同层次的生命系统又都具有共同的属性。
首先，开放性。任何生命系统都时刻与所处的环境进行物质、能量和信息交换（见图1），以维持自身的有序状态和正常的生命活动。
其次，自主性。生命的自主性表现在生命系统的新陈代谢是靠自我完成的。它不断从外界环境摄取物质和能量，用以构造自己;同时又不断分解自身的成分，释放能量，并将分解产物排出体外。这种自我完成的新陈代谢，即自我更新，一旦停止，生命也就随之结束。
最后，适应性（稳态）。生命的适应性在于生命系统具有自动控制的能力，使之随机应变地适应周围环境的变化，以保持相对稳定的状态，即稳态。
从以上的论述中可以看出，各个层次的生命系统都具有开放性、自主性、稳态等基本属性，而生命系统稳态的维持无一例外地依靠系统内部的反馈调节机制。
二、凸显理解的质而非信息的量
从知识教学的角度看，中学生物学教学追求的应是理解的“质”，而非信息的“量”。即教师要遵循“少而精”的教学原则，以学科思想和学科观点统领教学内容，通过问题引领和学生活动等，最终使学生建构核心概念，领悟学科本质。
零散的事实与信息不仅容易被淡忘，也缺乏迁移应用的价值，而在诸多事实基础上建构的核心概念，提炼的学科思想和学科观点则具有强大的统摄性和广阔的迁移力。正是学科思想、学科观点和核心概念才使得生物学形散而神聚，它们恰恰也是生物学的灵魂。在生物学中，进化论思想和生态学思想相互交融构成了生物学特有的学科思想。其中，进化是统一生物学的主题，它能够将生物学不同领域、不同层次的研究成果统一起来。而“结构决定功能”等生物学科观点则为学科思想提供支持。
例如，在教学“探讨细胞呼吸方式的进化历程”时，教师可提出“有氧呼吸过程为什么会含有无氧呼吸的步骤？”这一问题，让学生结合地球早期大气中氧的缺乏以及原核细胞中没有线粒体的事实，进行推测和分析。
该问题能够驱动学生以进化的眼光重新审视有氧呼吸和无氧呼吸的过程，并适时渗透生物与环境相互影响、相互适应的生态学思想，通过描绘细胞呼吸方式进化的图景等思维活动，极大地增进学生的理解力和分析力。
三、培养学生理性的思维方法
《普通高中生物课程标准（实验稿）》指出，应着重发展学生的科学探究能力。教师在教学中应从以下两点着手：一是充分挖掘生物科学史中的经典实验的教学功能;二是践行“在做中学”的国际理科教育的共识，让学生从事部分或全程的科学探究活动，以训练他们的科学探究技能（11项指标[1]）。
经典实验是科学家在探索生命奥妙的历程中所做的富有创新性的工作。生命科学史上的每一次重大发现、每一个新的突破，无不凝聚着科学家辛勤的汗水、智慧的结晶。因此，经典实验具有如下教学功能：追溯生物学概念、原理、规律衍生的轨迹，从而达到深刻理解的目的;领悟科学家如何提出问题，寻找证据，不断深入解决问题的思路和方法，从而理解科学探究的本质;展现科学家求实创新、不畏权威和艰难的探索过程，培育学生的科学精神和科学态度。因此，经典实验教学能够将知识、能力和情感态度与价值观三维课程目标有机地结合起来，从而全面提升学生的科学素养。
例如，在学习“‘基因在染色体上’的假说是如何被证明的？”这一问题时，教师可以把教学目标锁定在培养学生的理性思维方式上。带领学生走进摩尔根的精神世界，让学生了解他如何经历对孟德尔定律普适性和萨顿假说的怀疑，对果蝇白眼性状如何遗传的好奇，到根据果蝇性别决定的背景知识对伴性遗传现象做出假设，以及设计测交、反交实验进行检验的过程，在过程中让学生领会“科学是格物致知的一种途径，其基本特点是：以怀疑作审视的出发点，以实证为判断的尺度，以逻辑为辩论的武器” [2]的内涵。 生物学教师应扪心自问：我能作为生物科学界在课堂上的代表吗？现在很多师范院校偏重师范性，而轻视学术性，所培养的中学生物学教师因而缺乏研究能力[3]。当教师都不具备科学探究的思想和能力时，怎么能保证他教出的学生具有探究精神和创新素质呢？所以提高生物教师的科学素养是刻不容缓之事。
四、培育学生理性的精神气质
理性是自然科学的灵魂，是人性的底蕴[4]。在生物科学教育中，不仅要向学生传授知识，培养其能力，还应发掘生物学科中蕴含的精神资源，培养学生理性的精神气质，使其养成客观求实的科学态度和理性求真、批判创新的科学精神。
例如，在教授“探讨孟德尔发现遗传规律的成功因素”时，教师向学生提出了“你认为孟德尔坚持8年豌豆杂交试验的动力是什么？”“孟德尔是如何摈弃当时盛行的‘融合遗传’观点，提出‘颗粒遗传’理论的？”两个问题，可谓别具特色。前者可以让学生真切感受孟德尔是为追求真理而从事研究，而不是以科学发现以外的其他因素为目的，后者能够培养学生的批判创新精神，让学生领悟到科学正是在质疑、创新中不断发展的。
五、领略生物科学的理性美
生物科学教育中可以让学生审视美、鉴赏美。如同艺术追求的是和谐美，生物科学则重在理性美，这种理性美集中表现在它的统一美和严密美。
德国植物学家施莱登和动物学家施旺联合创立细胞学说，揭示了生物体结构的统一性;20世纪60年代著名细胞生物学家H.Ris将种类繁多的细胞划分为原核细胞和真核细胞两大类型，庞杂的细胞世界立刻变得那么整洁和统一;达尔文创立的进化论统一了生物学的各个研究领域;遗传密码的破译，使得缤纷多彩的生命在分子水平上得到了完美的统一……这些科学史实无不揭示着生物学的统一美。小小的细胞却能进行如此复杂的生命活动，奥妙全在于它那严整有序的结构;囊泡及囊泡的运输是内膜系统的“无臂延伸”，其过程就像航运一样：在码头上装货，离岸、起锚、远航，在胞质的海洋中把特定的货物运向指定的彼岸，到岸后抛锚停靠，卸货清仓，船体又融回内膜，变回原来的存在形式。
科学发现的过程同样充满了严密美。例如，混沌的遗传现象，由于孟德尔的精确—以数学统计为基础，孟德尔的坚韧—历时8年的杂交试验，孟德尔的假设—可见的性状为不可见的遗传因子控制，孟德尔的验证—不可见的因子又变为可见的性状，而真相大白，其思维的精巧，推理的缜密，实证的严谨，充分展示了生物科学的理性美[5]。
生物学作为一门自然科学，不仅有着逻辑关系的知识体系，还有一套独特的思维方式和探究方法，蕴含着丰富的精神资源和美学价值。中学生物学教师应该努力开启教学智慧，引领学生沐浴生命科学的理性光辉。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部. 普通高中生物课程标准（实验稿）[S]. 北京： 人民教育出版社， 2003： 8.
[2]朱正威， 赵占良. 普通高中课程标准实验教科书生物必修2遗传与进化[M]. 北京： 人民教育出版社， 2007： 128.
[3][4]刘德华. 点击学校课程—走在十字路口的科学教育[M]. 福州： 福建教育出版社， 2001： 11-35.
[5]朱正威. 我与中学生物科学教育[M]. 北京： 北京教育出版社， 2000： 35-87.
（作者单位：北京理工大学附属中学）
（责任编辑：任媛媛）