建构主义与高中生物学新教材，本文主要内容关键词为：生物学论文,新教材论文,高中论文,建构主义论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
人教版普通高中生物课程标准实验教材《生物》（以下简称新教材），自2004年5月出版后已在全国各实验区使用。新教材的编写体现了新的课程改革理念，尤其是体现了鲜明的建构主义特征。
1 从学生的经验出发，激发学生的学习兴趣
新教材十分注意从学生已有生活经验出发，引导学生学习和探究，符合建构主义教学思想。建构主义教学理论认为：“复杂的学习领域应针对学习者先前的经验和学习者的兴趣，只有这样，才能激发学习者的学习积极性，学习才可能是主动的。”新教材不是从概念到概念，从理论到理论，或者先讲概念，后举例子，而是从学生常见的日常生活现象的观察探究出发，自然引出科学概念。例如，在讲述染色体变异时，首先介绍无籽西瓜。接着设问：你知道无籽西瓜是怎么形成的吗？进而引导学生做出推测：可能是由于染色体变异造成的。这样就从这些学生熟悉的生活现象中引出染色体变异的概念。再如，在介绍细胞器的分工合作时，首先引导学生回忆日常生活中见到的诸如工厂都是由若干车间和部门组成。例如，有采购原料的部门、对原料进行初加工的车间，生产产品的车间，质检部门，销售部门，为产品生产提供设计图的部门，负责动力供应的部门等等。从一件产品是通过各车间和部门之间的配合才能生产出来的类比，引出细胞内也是存在着细胞器之间的分工合作关系的概念。
2 让学生通过探究性学习来建构科学知识
新教材的一个最为显著的特征就是通过设计大量探索性实验，让学生通过探究性学习来建构科学知识。我们知道，建构主义的核心理念认为知识是建构的，而不是接受的。知识建构是指科学知识不能简单地传授，而必须通过学生自身（包括个体与群体）已有的知识、经验和信念，在作为认识主体的学生与作为认识客体的自然现象或科学知识之间的互动中，以主动积极的方式获得。为此，生物学教学必须倡导探究性学习。正如美国科学教育标准中强调的：学科学是一个活动过程，学科学对学生而言不是一个被动学习过程，而是一个自己动手“做”的过程。新教材强调实验，倡导在生物学教学中开展探究性学习，为此，实验内容占的课时数大大超过了传统生物教材的课时数。实验内容遍及各章节，实验涉及的具体方法有生物技术、理化技术、观察、测量、比较、计算等。
而且，新教材中的实验大多数是探索性实验，教材提供操作程序和图，但不说结论，由学生独立操作进行研究，通过讨论得出结论。例如，新教材中“影响淀粉酶活性的条件”的实验，要求每个学生通过实验探究不同的pH值和不同的温度下淀粉溶液和淀粉酶作用。通过提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果、得出结论和表达与交流使学生达成淀粉酶催化作用的最适pH值和最适温度的共识，从而得出酶的活性受过酸、过碱的条件影响的结论，进而启发学生进一步探索不同温度或pH条件下酶的活性差别有多大？
3 引发学生产生问题意识，通过问题解决学习来建构科学知识
近年来，许多研究者主张基于问题解决的学习（problem based learning），认为这是一条建构主义学习的基本思路。通过问题解决来建构知识，学习者要不断就当前问题获取信息，同时，又要不断激活原有的知识经验，来对当前的问题作出分析和推论、综合和概括，进而形成解决问题的方案，直到问题解决。所以，通过问题解决能促进新、旧知识的整合，促使学生深刻地理解相应的知识、概念，从而促进学生建构良好的认知结构。
进行问题解决学习的前提是能够引发学生的问题意识。一般而言，问题往往产生于具体的情境、不平常的现象、奇异的事物、引起矛盾的说法，一句话，问题产生于新知识与学生已有知识经验的矛盾与冲突之中。据此，教材应当创设造成这种认知冲突的情境、说法、事例。新教材设计中充分体现了引发学生问题意识这一建构主义教学思想。首先，在每一节的导言中开辟了“问题探讨”与“本节聚焦”栏目，以提出问题的方式引导学生带着问题学习本节内容。如第一章第1 节“从生物圈到细胞”中的“问题探讨”栏目提出了两个讨论题：①病毒不具有细胞结构，是怎样生活和繁殖的？②根据你掌握的资料，说说SARS病毒侵害了人体的哪些细胞，是如何危及人的生命的？并在“本节聚焦”栏目中又提出了以下3 个问题：①为什么说生命活动离不开细胞？②地球上的生命系统可以分为哪些层次？③为什么说细胞是基本的生命系统？
其次，在新教材的正文中，也设计了“思考与讨论”栏目并插入许多思考题，这有利于创设问题情境，引导学生通过问题解决来建构知识。例如，在“能源之源——光与光合作用”一节中，设计的问题有：“绿叶中有哪些色素呢？”、“这四种色素对光的吸收有什么差别呢？”、“这些捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢？”、“叶绿素的作用仅仅是吸收光能吗？”。在“DNA的分子结构”一节中的“思考与讨论”栏目中，设计了以下问题：①DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？②DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？③DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？④上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？⑤沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？等等。总之，在教学过程中有机地嵌入这些问题，有利于通过“提出问题—分析问题—解决问题”的环节进行教学，有利于培养学生的问题解决能力。
再次，在教材章节的最后，还设计了“练习”和“自我检测”栏目，其中包含多种形式的习题，尤其是一些拓展题的设计，有利于学生将所学的知识迁移到新情境中，有利于实现知识的重组。例如，“人（还有鸟类和哺乳类）能保持体温的相对稳定。体温的维持和细胞呼吸是怎样的关系？是否也需要ATP水解供能？ ”“正常人有23对染色体。有一种叫‘21三体综合征’的遗传病，患者智力低下，身体发育缓慢。对患者进行染色体检查，发现患者的21号染色体不是正常的1对，而是3条。你能从精子或卵细胞形成的角度推测这种病的病因吗？”这些问题，要求学生对已学过的概念和知识作出归纳、总结、解释与评价，并运用所学过的知识解决新情境问题，从而有利于学生对知识的整合与重建。
4 为学生提供进行科学知识建构的真实情境
建构主义课程与教学观主张为学生的知识建构提供丰富而真实的情境，促使学生进行情境学习。情境学习的倡导者认为，知识是具有情境性的，知识是活动、背景和文化产品的一部分，知识正是在活动中，在其丰富的情境中，在文化中不断被运用和发展着。由此，情境性学习主张学习应着眼于解决生活中的实际问题，应在具体情境中进行，应借助于丰富的学习资源，应把所学的知识与一定的真实任务（authentictask）情境挂钩。基于此， 教材必须为学生提供大量基于丰富资源的学习情境，其中包括问题、实验、实例和有关信息，以便学习者根据自己的兴趣、爱好去主动发现、主动建构知识。新教材的编写中也十分注意贯彻这一建构主义教学思想，除了有大量实验（探究情境）和问题（问题情境）外，教材中还安排大量科学数据和资料（包括“资料分析”、“知识链接”和“相关信息”中的材料）。这些数据和资料，有的是介绍科学家如何进行科学研究的，有的是介绍最新的生命科学研究成果的，如介绍生物进化理论的发展时，“相关链接”提供了“自1984年开始，在我国云南省澄江县，陆续发现了大量寒武纪早期（约5.3亿年前）的化石，其中包括藻类、海绵动物、腔肠动物以及大量现已绝灭的无脊椎动物类群。这些发现不但证实了“寒武纪大爆发”事件，而且为研究生物进化提供了不少新课题。在“细胞核”一节中，为了探讨细胞核具有什么功能，教材中提供了4 个资料：资料1：科学家用黑白两种美西螈（一种两栖动物）做的核移植实验；资料2：蝾螈受精卵横缢实验；资料3：变形虫切割实验；资料4：伞藻嫁接与核移植实验。这些数据资料有利于创设问题情境，促使学生通过资料分析，自主得出结论，自主建构知识。
此外，教材中还有有关科学史的介绍。把科学概念学习与科学史融合起来，有利于为学生提供广阔的社会文化情境，促使学生将科学史的学习与当前的科学概念和理论的学习融合在一起，通过与前人的对话，自主建构科学知识；另一方面，把学习置于广阔的社会文化背景中，也有利于学生通过了解生命科学的发展历程和进展，了解科学家的工作和科学知识产生发展的过程，认识科学、技术和社会的关系，认识科学的探究本质。例如，“关于酶的本质的探索”，通过介绍酶的发现史，从而使学生认识到，正是通过斯帕兰札尼、巴斯德、毕希纳、萨姆纳、切赫和奥特曼等科学家的实验研究，才使人们对酶的本质的认识一步步深化。总之，将科学史和科学概念的学习有机地融合在一起，才能为学生创设一种探究与对话的平台，让学生通过与科学家进行跨越时空的对话，从而建构科学知识。
5 注重学生的各种合作学习与交往活动，为他们提供建构科学知识的机会
建构主义不仅强调个体建构，更强调知识的社会建构。在建构主义看来，不仅人文、社会科学知识可进行社会建构，自然科学知识也是社会建构的结果。自然科学知识绝不是所谓“客观的”、“价值中立的”知识，它也要受到社会因素和个人因素的影响。
社会建构主义（social constructivism）认为，知识不仅仅是个体在与物理环境的相互作用中建构起来的，社会性相互作用同样重要，甚至更为重要。“人在和他人的相互作用之中，建构自己的知识。也就是说，知识和理解是认识主体建构的。这种知识的建构活动是在社会文化的背景之中，作为个人的认识活动与社会文化情境的交互作用的结果形成的。”着眼于科学知识的社会建构性，建构主义强调在“对话与合作中学习”。“合作学习是必要的，因为学习者需要同他人联系，以便对客观世界如何建构的方式方法取得共识。同时，在学习过程中集体学习有重要意义，因为只有通过集体对复杂的学习情境、个人提出的假说或学习者自己关于问题解决的可能性的个人设想进行讨论，才能有助于学习者更好地对自己的思考进行建构。学习者在这种意义上才能调节自己的学习，并把学习持续下去。因此，应当把学习活动置于一个社会环境中，使学生自主地从情境中和互动中去形成知识。在教学中教师应当多多采用谈话交流为教堂的重要形式，以利于教师与学生及学生之间更好的互动。
新教材为了体现上述建构主义教学思想，在教材中安排了大量要求师生互动、生生互动的内容。例如，在“问题探讨”、“探究性实验”、“资料分析”、“思考与讨论”等栏目中都特别强调讨论这一环节。许多讨论题本身就是开放性问题，只有通过师生、生生互动与讨论，才能达成共识，促进知识的建构。如在“探究脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”中，安排了三个讨论题：①你如何理解DNA 分子的多样性和特异性？你能从DNA水平分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？②在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人的身份。 你能结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，分析这一方法的科学依据吗？③上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复数千甚至数百万次。你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？对于这些问题， 每个学生解释可能各不相同。只有通过讨论，学生才能对问题的答案逐步达成共识，从而实现对知识的社会建构。