(载于《中学生物教学》（下半月刊）2007年第8期) 

夏焦兵  安徽省宣城市第三中学（242000）

摘  要   生物学教学中存在两个逻辑，一个是学科内在逻辑，另一个是学生认识逻辑，两个逻辑的顺序往往不尽一致。生物学教学要做好两个逻辑的统一，关键在于教学过程的设计和实施要适应学生的心理特点。本文结合具体的教学内容，第一、第二部分例谈生物学教学应当如何根据不同的逻辑特点和教学目标，选择合适的教学方式，遵循两个逻辑。第三部分例谈生物学教学怎样才能适应学生的心理特点，做好两个逻辑的统一。

关键词   生物学教学    学科内在逻辑   学生认识逻辑    心理特点

abstract:    There exist two logics in biology teaching. One is the internal logic of this subject and the other is cognitional logic of students. Sometimes their consecution may be inconsistent.To make these two kinds of logic better reunited, the key is to make the design and operation of teaching process adapted to students’ psychological traits.Integreted with concrete teaching contents, the first and second parts will cite some instances to explore suitable teaching methods, following the two logics in biology teaching in light of different logic features and teaching objectives. The third part will cite some examples to analyze how biology teaching can fit students’ psychological characterestics in order to unite the two logics. 

key words: biology teaching  ,internal logic of subject  , cognitional logic of student,  psychological traits 

每门具体科学都有其内在的逻辑或规律，科学研究的任务就在于根据科学发展的逻辑揭示作为研究对象的学科逻辑。科学研究过程是人类认识活动的组成部分，因而科学发展的逻辑也是人类认识的逻辑，体现人类认识的一般过程。尽管科学告诉我们：事物的现象是由事物的本质所规定，但人们的认识活动总是从现象逐渐深入到本质，由表及里，层层推进，中间还要经过很多过程的反复。因而学科内在逻辑和人类认识逻辑的顺序经常是不一致的。生物科学的发展也不例外。生物学教学应根据不同的逻辑特点和教学目标，选择合适的教学方式，适应学生的心理特点，做好两个逻辑的统一。

1．生物学教学特别是新课教学要遵循学生的认识逻辑，注重问题的探究，体现知识的形成过程，避免“填鸭式教学”，促进学生的理解，使学生主动地建构知识

为了便于下面的论述，先引述北京四中郑春和老师有关高中生物学基础知识的分类：事实性知识、命题性知识和程序性知识。命题性知识是指学科基本概念、原理、规律、理论和模型等理性知识。前两类知识大体相当于多数信息加工心理学家所说的陈述性知识。

“酶、光合作用、生长素、遗传物质、遗传的基本规律”等内容属命题性知识，在教材中基本上都是按照科学发展的历史过程来呈现的，还原了科学认知活动的本来面貌，使知识变得容易理解。教学中按照“先观察现象，后实验得出结论或假设，再实验验证、补充或修正结论，形成理论”的自然顺序教学，再现科学发现的探究过程，既符合“实践→认识→再实践→再认识”螺旋上升的人类认识规律，又彰显了生物学科特色；不仅使学生懂得了有关的科学事实，还使学生受到科学方法的训练，了解到科学家探索过程的乐趣和艰辛，有效地达成知识、能力、情感态度和价值观三位一体的教学目标，进而提高他们的生物科学素养。设想一下，如果学生被直接告知那些科学知识，结果他们能从中获得些什么呢？ 

“DNA分子的结构和复制”内容则与上述不同，同属事实性知识，教材对结构和复制这两部分作了不同的处理。除了文字交代和插图表现外，教材针对DNA分子结构内容，还安排了制作DNA双螺旋结构模型的实验，利用作为程序性知识的动作技能去强化事实性知识的习得；另外在课外读部分介绍了DNA双螺旋结构的发现过程，力求反映人类取得这一重大科学认识的历史。对DNA分子的复制，教材只是客观的叙述其时间、条件、过程和结果等，然后概括出DNA分子复制的意义。虽然附有复制过程的插图，内容还是显得很抽象。教学中可以制作DNA复制过程的动画课件增强这部分内容的直观性，帮助学生通过形象思维降低理解的难度。教师还可以通过引入材料（用抑制DNA分子合成的抗癌药物处理细胞，会在显微镜下观察到细胞分裂都被阻止在分裂间期）来说明复制时间问题。DNA分子复制需要四种脱氧核苷酸原料、酶和ATP等条件，由于学生有代谢知识做基础，理解起来并不困难。但是，对于DNA分子半保留复制特点，人们是怎样知晓的？科学家又是怎样证实的？提出这个问题，学生会很好奇，急于想知道答案。教师适时引入DNA分子密度梯度离心的经典实验，既不用担心增加学生的负担，还会加深对DNA分子半保留复制特点的理解。学生通过对实验过程的分析，会领略到科学家卓越的实验思想方法，磨砺自己的思维能力。教师还能进一步提问“如果DNA分子全保留复制，那么实验结果怎样？”从而使学生的思维向纵深推进。

２．生物学教学特别是复习课教学要遵循学科的内在逻辑对零散的知识进行整合，构建合理的认知结构，形成复杂知识的命题网络，促进知识向能力的转化

生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物科学的内在逻辑就是生物生存和进化的自然和历史法则。生物体的结构和功能、局部和整体、多样性和共同性相统一的观点、生物与环境相适应的生态学观点是生物生存的自然逻辑，生物的进化观点是生命演化的历史逻辑。在高中生物（必修）各章节中，学生围绕生物的六项基本特征分散学习了很多的知识。要利用这些知识解释一些简单的生物学现象，或是解决一些简单的生物学问题，需要对所学知识加以适当整合，形成综合的认知体系。

例如，对于绿色植物生命活动的全面认识，就需要综合细胞、代谢、调节、生长发育、生殖、遗传变异和生态等多方面知识进行，努力寻找知识间的相互联系。首先，植物细胞是由各种元素化合物组成的。各种元素的输入输出成就了水分代谢和矿质营养；生命物质­­──原生质化合物的合成与分解，伴随能量的储存与释放，演绎着光合与呼吸；而细胞的结构特点和环境条件决定了细胞的代谢方式：细胞有无叶绿体造成其同化方式不同，环境中有无氧气使得细胞异化方式各异。同化超过异化，才能积累物质和能量以供生长和发育，个体发育到性成熟，才会通过生殖表现出遗传和变异。其次，植物的营养代谢类型决定了它在生态系统中处于生产者的重要地位，在生态系统的能量流动和物质循环过程中发挥着基础性作用。最后，植物的各种生命活动都需要通过一定方式的调节，才能正常的进行并适应周围环境的变化。

又如，要解释一下生命的延续性问题，教师就可帮助学生构建如下的概念图（①代表“基因的表达”，②代表“转录”，③代表“翻译”），从基因传递与表达的分子层次、细胞分裂与分化的细胞层次、个体生殖与发育的个体层次和生物起源与进化的群体层次等不同水平来说明，展现认识这一事物的综合而又宽广的视角。

     形成合理的认知结构，不但有利于对现象的解释和问题的解决，还能增强发现和学习过程的预见性，提供学习新知的生长点、嫁接点以及分析问题的切入点。众所周知，孟德尔提出的基因分离定律和自由组合定律不但正确的解释了一对和两对相对性状的遗传试验现象，而且准确的预见到测交试验的结果，实际上还预言了基因的存在。同样，在生物学教学中，学生如果形成了生物多样性和共同性相统一的认知结构，在学习了植物生命活动的调节和动物生命活动的调节后，就可预见微生物生命活动必然也存在需要调节的问题，并可能呈现出与动植物完全不同的特点，那就是酶合成和酶活性的调节，因而激素、神经递质和酶便具有了共同的生理意义；如果具有代谢包涵物质和能量的转变、生物与环境相互影响这样的认知结构，那么，学生在分析光合作用的意义时，就会很快想到直接从这两方面入手；又如，分析生物圈稳态自我维持的原因时，教材为什么要选取生物圈的能量基础、物质基础和多层次的自我调节能力这三个角度？教学中发现很多学生对此是能“读得懂”，但却“想不到”，感到十分的困惑，并且提出：能不能从其他角度分析？不能！由于生物圈的稳态指的就是其结构和功能长期保持相对稳定的状态，因此，如果分析者具有良好的认知结构，就应该考虑到：生物圈作为全球最大的生态系统，其稳态的自我维持就只能从其自身的结构和功能特点方面去寻找原因。前两个基础就是因为生物圈具有完善的能量流动和物质循环功能，可合并为一个功能基础。后一个基础，那是因为生物圈的无机环境类型多样、物种组成丰富、种群数量庞大、群落结构复杂，因而在结构上具有多层次的自我调节能力，可归结为结构基础。这样去分析生物圈稳态自我维持的原因，将分析的落点放到生态系统的结构和功能知识基础上，就显得非常合理。

３．生物学教学要做好两个逻辑的统一，无论是新课教学还是复习课教学，关键在于其过程的设计和实施要适应学生的心理特点，既可避免知识性事实的简单堆砌，又能防止建造理论的“空中楼阁”

    学生的认识活动具有从感性到理性，再从理性到感性的心理特点。我们的全部教学活动都要考虑这个特点精心设计。实际教学过程中，一定要认真分析学生的实际和教学内容的自身特点（学生关于教学内容的感性材料是否比较丰富？不够丰富是否容易提供展现？学生关于教学内容的理性知识是否比较完备？不够完备是否便于直接陈述？），从而决定采取哪种教学方略：究竟是要从感性材料出发，还是以理性知识作为逻辑起点？

比如，基因突变和基因重组的教学，就分别适宜采取两种相反的教学策略。对于基因突变，学生既没有相关的理论知识做铺垫，似乎也没有相关的感性认识材料做基础。其实是有很多感性材料的，如人和动植物就有很多性状是突变产生的，只不过学生还认识不到，需要教师给他们指出来。课本就是通过人类镰刀型细胞贫血症引入基因突变内容的。通过多媒体展示这类突变性状，帮助学生建立起感性认识，还很容易激发他们的学习探究兴趣。而对于基因重组，学生已有了减数分裂时同源染色体非姐妹染色单体可互换等位基因和非同源染色体上非等位基因自由组合的理论知识，因此，完全可以在此基础上同化这个旧有知识，建立起基因重组的概念。

教材编排要考虑多种因素，有时不一定完全符合学生的心理特点，教师应当适时调整教学过程的先后顺序。比如，第一章第二节组成生物体的化合物，教材先讲理论知识，罗列出大量的科学事实，要求学生理解，然后安排实验进行验证。可是，学生那时还没学有机化学，很难真正理解四大类有机物的化学组成和其结构功能知识。为了落实学习任务，许多学生只好又要去“背书”了。要知道，第一节内容是组成生物体的化学元素，他们已经“背”地够烦了！再要这么索然寡味地“背”下去，那么高中生物学通过第一章留给学生的第一印象是什么？能不扭曲对生物学科的认识？能不打击学习生物学的积极性？因此，为了有效完成教学目标，教师在教学中就应根据学生认识事物由感性到理性的心理特点，先组织他们获得相关的感性认识材料：一是可以让学生回忆甚至重做初中做过的认识种子成分（水、无机盐、淀粉、脂肪、蛋白质等）的实验，二是将生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验提前。这样实施课堂教学的结果表明，学生大都兴趣倍增，热情高涨，他们参与进来了！不但圆满完成教学任务，学生也从一开始就感到生物学的确是一门实验性学科，非观察、动手实践不可，而这一点对于今后的教学显然十分重要。

    教师在教学中也要注意，并不是任何内容的学习都要“先感性后理性”。有些生物学过程对学生来说，显得过于复杂，如果没有理论的先行指导，他们可能观察没有指向，操作不得要领。例如，细胞有丝分裂的教学，如果一开始就让学生做此实验，一部分学生即使成功地制作了装片，放在显微镜下观察，面对许多不同内部形态的细胞，也很难找到最能代表各个分裂时期的典型，准确把握细胞有丝分裂的特点；部分学生在当前视野中细胞分裂时相不全时，也不知道要移动装片去搜寻，进而形成细胞分裂连续性规律性的认识；部分学生甚至还会出现不知道究竟要观察什么，观察到的究竟是什么的问题。在他们眼中的景象杂乱无章，反而可能影响后面的理论学习。这里，就比较适合采用先理性后感性的教学策略。教材也正是这样安排的：先讲述植物细胞有丝分裂的理论知识，并插入植物细胞有丝分裂显微摄影图，使学生首先弄清有丝分裂过程中细胞结构和染色体行为变化的复杂特点，再安排学生进行植物细胞有丝分裂的实验。学生根据先学的理论知识并参照插图去实验观察，就不仅有利于实验的有序进行，更能强化关于植物细胞有丝分裂的理性认识。 

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）．北京：人民教育出版社，2003．

2 郑春和．生物学备考中的概念复习（1）．生物学通报，2006，41（１）：43—45．

3 皮连生．教育心理学．第三版．上海：上海教育出版社，2004．

4 苏明学．关于“基因突变和基因重组”的教学．生物学通报，2006，41（3）：38—39．