生命科學(xué)的發(fā)展不僅影響到社會發(fā)展和個人生活的方方面面，對中學(xué)生物課程的改革，從課程理念到課程內(nèi)容，乃至課程實施的過程和方法，也將產(chǎn)生深刻的影響。研究和反映生命科學(xué)的發(fā)展對中學(xué)生物課程的影響，對面向21世紀的課程改革具有重要意義。
一、當(dāng)代生物科學(xué)的發(fā)展及其在自然科學(xué)中的作用
當(dāng)代生物科學(xué)在朝著微觀和宏觀兩個方面向縱深發(fā)展。在微觀方面，主要是在分子水平上研究生命過程和現(xiàn)象；在宏觀方面，主要是生態(tài)學(xué)的研究，特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關(guān)注。正如鄒承魯院士《生物學(xué)走向21世紀》一文所言，“當(dāng)前凡是研究生命現(xiàn)象的學(xué)科，不可避免地要深入到分子水平去進行本質(zhì)規(guī)律的探討，這使分子生物學(xué)很快就滲入生物學(xué)的各個領(lǐng)域，改變了整個生物學(xué)的面貌；同時也對醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)及其應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的影響。生物學(xué)的全新面貌最突出地表現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的分支學(xué)科，如分子遺傳學(xué)，分子細胞學(xué)，分子分類學(xué)，分子神經(jīng)解剖學(xué)，分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)，分子流行病學(xué)等等，影響到生命科學(xué)的所有領(lǐng)域，即使生態(tài)學(xué)、古生物學(xué)和分類學(xué)也不例外�！鳛樯w基本單位的細胞，和作為生命活動最高形式的神經(jīng)活動是現(xiàn)代生物學(xué)研究的最活躍的領(lǐng)域，但是今天，這兩門學(xué)科由于采用了分子生物學(xué)的新的研究思想和新的研究手段而獲得新的生命力，研究步伐大大加快，與分子生物學(xué)一起發(fā)展成為當(dāng)代生物學(xué)研究的三大熱點�！保ā睹嫦�21世紀生命科學(xué)發(fā)展前沿》，廣東科技出版社，1996，p.20）。
目前，自然科學(xué)正處在一個轉(zhuǎn)變的時代。同19世紀末一樣，自然科學(xué)的最基本的學(xué)科——物理學(xué)，當(dāng)前也面臨著一場深刻的革命。從對復(fù)雜系統(tǒng)（從生命體到宇宙）的探索中產(chǎn)生的物理學(xué)新思潮（非線性、非平衡態(tài)動力系統(tǒng)物理學(xué)、協(xié)同論、耗散結(jié)構(gòu)、自組織、混沌等新理論和新概念）正改變著從牛頓以來的傳統(tǒng)的科學(xué)思維方式。復(fù)雜系統(tǒng)是非線性的。在復(fù)雜系統(tǒng)中，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的決定論的因果關(guān)系和疊加原則失效了。非線性理論的發(fā)展，正促使自然科學(xué)在方法論上發(fā)生從分析式思維到整體式思維的轉(zhuǎn)變�！罢w大于部分之和”，生命是生物整體活動的表現(xiàn)，而不是組成它的部分的性質(zhì)的疊加。一些理論物理學(xué)家已經(jīng)開始用新的物理學(xué)觀點和數(shù)學(xué)方法來解釋生命及其進化過程。腦和發(fā)育也成為他們競相研究的對象。對生命和復(fù)雜系統(tǒng)進行探索的非線性科學(xué)正在自然科學(xué)各領(lǐng)域中興起，逐漸匯成一股潮流。與此同時，對生命的研究反過來又向物理學(xué)提出許多新問題、新概念和新的研究領(lǐng)域。例如，貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論、維納的控制論等都是在研究生物學(xué)問題或受到生物學(xué)的啟發(fā)而提出的。又如，隨著人類基因組研究取得突破性進展，面對浩如煙海的遺傳信息資料，如何通過分析和綜合去破譯遺傳語言，從而闡明控制發(fā)育的遺傳程序在染色體上的構(gòu)建和操作規(guī)則，以及在進化過程中發(fā)生的變化，最終找到某種簡明的數(shù)學(xué)形式來表述記載在DNA上的遺傳信息是如何控制生物體的發(fā)育的，以及復(fù)雜性不斷增加的動態(tài)過程，這無疑是對數(shù)學(xué)、非線性物理學(xué)和計算機科學(xué)的巨大挑戰(zhàn)。從對生命和復(fù)雜系統(tǒng)的研究而出現(xiàn)的這一大趨勢，將影響整個自然科學(xué)以及生物學(xué)本身的發(fā)展。正是在這種意義上，自然科學(xué)歷史舞臺上的角色將發(fā)生重大變化，生物學(xué)將成為引導(dǎo)自然科學(xué)向物質(zhì)運動的最高層次突破的帶頭學(xué)科。
在歷史上，自然科學(xué)門類中的學(xué)科重心曾發(fā)生過由力學(xué)向物理學(xué)和化學(xué)的轉(zhuǎn)移。而今種種跡象正預(yù)示著學(xué)科結(jié)構(gòu)重心從物理學(xué)向生命科學(xué)的新的轉(zhuǎn)移。新世紀學(xué)科重心的轉(zhuǎn)移必定同解決人與環(huán)境的和諧、科學(xué)與人文的平衡、科學(xué)本身的系統(tǒng)整合有關(guān)�！吧茖W(xué)研究領(lǐng)域有最適合滋生這種新科學(xué)啟蒙思想的沃土。18世紀的啟蒙思想在方法論上的特征有二：一是分析重建法；二是經(jīng)驗的原則。這兩個特征支起的方法論框架，作為理性的象征極有利地推動了自然科學(xué)和社會科學(xué)的發(fā)展，鑄成以物理學(xué)為學(xué)科結(jié)構(gòu)重心的19世紀這個科學(xué)世紀。但現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展已表明分析重建法的局限性，它不再完全適合于科學(xué)的繼續(xù)發(fā)展。新的啟蒙運動的方法論特征很可能是以整體生成和經(jīng)驗原則支起的方法論構(gòu)架。而這樣的新科學(xué)啟蒙思想核心正適合在生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)成長和發(fā)展�！保ǘ忤�，科學(xué)系統(tǒng)整體發(fā)展趨勢，《21世紀初科學(xué)發(fā)展趨勢》，科學(xué)出版社，1996，p.15）。
二、生物科學(xué)的發(fā)展對課程理論的影響
科學(xué)源于哲學(xué)�？茖W(xué)不僅具有認識論價值，而且不斷影響著人們的世界觀和方法論。課程理論是人們在一定的觀念和思想方法指導(dǎo)下建立起來的，自然不可能擺脫科學(xué)的影響。
以牛頓力學(xué)為代表的近代科學(xué)的思想方法體系廣泛而深刻地影響了課程理論的構(gòu)建。在牛頓和笛卡兒的世界觀中，宇宙是機械性的封閉的宇宙，地球被視為巨大的機械系統(tǒng)中的一個齒輪，眾多行星被視為巨大機器中的齒輪組，其運動可以鐘表的精確來測量。“這些機械性隱喻不僅為現(xiàn)代科學(xué)——從外部力量推動的角度來考查——而且為我們稱之為‘可測量的’機械的與科學(xué)的課程奠定基礎(chǔ)。在這種機械性導(dǎo)向的課程中，目標是外在的，而且先于教學(xué)過程而確定；目標一旦設(shè)定，便要‘貫穿’整個課程。教師成為駕駛員（通常駕駛的是別人的車）；學(xué)生最多是旅客，更糟的是成為被驅(qū)動的物體。這種機械性隱喻阻礙學(xué)生與教師之間進行有關(guān)課程目標與規(guī)劃的有意義的交流�！保ā逗蟋F(xiàn)代課程觀》，小威廉姆 E.多爾著，王紅宇譯，教育科學(xué)出版社，2000，p.38）,這就使得課程學(xué)者難以理解杜威關(guān)于目標和目的來自于而非先于教學(xué)活動的觀念，使教學(xué)成為教導(dǎo)的、指導(dǎo)的，而非援助的、幫助的、激勵的或挑戰(zhàn)性的、自然的自組織過程。
在封閉的機械性宇宙中，同一起點將帶來同一結(jié)局，同樣的結(jié)果總是來自同樣的原因，可預(yù)測性不僅可以得到保證，而且是完全的和絕對的。這種機械論的因果關(guān)系存在于拉普拉斯的決定主義、行為主義的刺激—反應(yīng)原則、教育工作者對智商預(yù)見性價值的信念，以及教師對重復(fù)自認為重要的教學(xué)方法的信念之中，致使課程完全按照線性聯(lián)系逐步累加的方式來安排，對于時間這個學(xué)習(xí)內(nèi)容的相關(guān)變量只是從累加的角度予以對待，而不是將時間視為發(fā)展內(nèi)在于任何情境之中的創(chuàng)造性潛能的必要的積極的成分，也未能考慮教學(xué)過程中的相互作用、動態(tài)性和復(fù)雜的次序形式。
牛頓對課程產(chǎn)生影響的另一個形而上學(xué)概念是個別部分構(gòu)成最終實在或自然的“建筑組塊”，導(dǎo)致將課程視為一系列相鄰單元的線性組合，而不是視為豐富的、開放的經(jīng)驗的多層次組合。
隨著生物科學(xué)和其他自然科學(xué)的發(fā)展，近代科學(xué)的世界觀和方法論發(fā)生動搖。生物是多層次的充滿非線性相互作用的自組織系統(tǒng)，同時也是開放的動態(tài)系統(tǒng)。作為學(xué)習(xí)主體的人，當(dāng)然也具有生命系統(tǒng)的這種特性。與機器不同，生命體具有內(nèi)在的發(fā)生編碼。存在于DNA中的編碼為未來的發(fā)展和經(jīng)驗提供指導(dǎo)。這意味著未來的經(jīng)驗和行為產(chǎn)生于現(xiàn)在的經(jīng)驗和行為。因此課程的設(shè)計應(yīng)當(dāng)基于經(jīng)驗的流動，而不是將學(xué)科、年級、教學(xué)計劃以粒子的形式出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)發(fā)展一種更具有互動性和轉(zhuǎn)變性的課程框架，構(gòu)建一種鼓勵學(xué)生以更多的洞察和更深的層次反思其學(xué)習(xí)行為的課程。
生物學(xué)家認識到生命系統(tǒng)的自組織已經(jīng)多年，但自組織理論用于設(shè)計課程還要經(jīng)過艱苦的努力。“用自組織作為基本假設(shè)設(shè)計的課程與用學(xué)生只是接受者作為假設(shè)設(shè)計的課程有質(zhì)的不同。對前者來說，挑戰(zhàn)和干擾是組織和再組織存在的理由（皮亞杰的趨向再平衡化的‘驅(qū)動力’）；對后者來說，挑戰(zhàn)和干擾是應(yīng)該盡快消除、克服甚至消滅的破壞性的和無效的特點�！�(《后現(xiàn)代課程觀》，小威廉姆 E.多爾著，王紅宇譯，教育科學(xué)出版社，2000，p.227),在自組織的課程框架中，學(xué)生的挑戰(zhàn)不僅不會威脅到教師的作用，相反，教師需要學(xué)生的挑戰(zhàn)，以便在互動過程中發(fā)揮作用。在這種框架中，目的、規(guī)劃、目標不僅單純地先于行動，而且在行動之中不斷調(diào)整。課程標準或教學(xué)計劃應(yīng)該采用一種一般的、寬松的、多少帶有一定的不確定性的方式。隨著教學(xué)活動的進行，目標的特定性通過師生合作而越加明確。
總之，生物科學(xué)對課程（包括生物課程）理論的影響主要表現(xiàn)在思想方法上，并且正處于日益彰顯的過程中。
三、新世紀中學(xué)生物課程如何反映生物科學(xué)的發(fā)展
（一）思考這一問題的出發(fā)點是全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)
科學(xué)發(fā)展對課程的影響，根源在于科學(xué)發(fā)展影響到人類社會的各個角落，影響到個人生活的方方面面。社會的高度科技化，科技的高度社會化，在21世紀的中國將逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實。這就需要提高全體公民的科學(xué)素質(zhì)。能否提高全體公民的科學(xué)素質(zhì)，于國家則關(guān)系到能否贏得國際競爭的挑戰(zhàn)，于個人則關(guān)系到能否適應(yīng)21世紀的社會生存和發(fā)展。因此，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，將成為基礎(chǔ)教育科學(xué)課程改革的主要任務(wù)。隨著生物科學(xué)在自然科學(xué)中地位的提升，生物課程對于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)將越來越重要。
關(guān)于什么是科學(xué)素質(zhì)，國內(nèi)外學(xué)者提出了不少大同小異的定義�！睹绹鴩铱茖W(xué)教育標準》認為，“所謂有科學(xué)素養(yǎng)是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟生產(chǎn)所需的科學(xué)概念和科學(xué)過程。有科學(xué)素養(yǎng)還包括一些特定門類的能力�！眹鴥�(nèi)不少學(xué)者提出更為簡明的定義，即科學(xué)素質(zhì)包括科學(xué)知識、科學(xué)的過程和方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)價值觀、科學(xué)的思維習(xí)慣和行為習(xí)慣。根據(jù)前面的論述可以看出，生物科學(xué)不僅在自然科學(xué)中的地位和作用不斷提升，而且在認識論、方法論和世界觀等方面都具有獨特的價值，因此，生物科學(xué)課程對于全面提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)是非常重要、不可或缺的。
（二）課程內(nèi)容中基礎(chǔ)知識的更新
隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)大廈的基礎(chǔ)也在發(fā)生變化�，F(xiàn)代生物科學(xué)最突出的特點是，隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，生物學(xué)眾多分支學(xué)科的研究都都深入到分子水平，使得人們對生物學(xué)原理和規(guī)律的認識，越來越接近生命的本質(zhì)；使生物科學(xué)在不斷涌現(xiàn)新興分支學(xué)科的同時，又逐漸在分子水平上走向綜合和統(tǒng)一。細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，關(guān)于細胞的結(jié)構(gòu)和功能的研究，也愈益成為各分支學(xué)科研究的基礎(chǔ)。因此可以說，生物科學(xué)的基礎(chǔ)正在發(fā)生轉(zhuǎn)移：從生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類更多地轉(zhuǎn)向分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)。中學(xué)生物課程的基礎(chǔ)知識也發(fā)生類似的轉(zhuǎn)移，應(yīng)當(dāng)說是合乎邏輯的期待。正如有的專家指出的，應(yīng)當(dāng)從分子生物學(xué)的角度重新審視中學(xué)生物課程的內(nèi)容。
值得注意的是，基礎(chǔ)知識的更新要適度�！翱茖W(xué)雖不斷地進化，但作為科學(xué)的基礎(chǔ)知識總是相對穩(wěn)定的，學(xué)科內(nèi)容也就具有相對的穩(wěn)定性和歷史繼承性�！╋L(fēng)驟雨’式的、革命化的課程改革是不利于課程發(fā)展的。任何隔斷課程自身發(fā)展歷史的改革都是要付出歷史的代價的�！保ā秶庵行W(xué)課程演進》，汪霞主編，山東教育出版社，2000，pp279～280）。
1．國外中學(xué)生物教材基礎(chǔ)知識的變化
據(jù)《SCIENCE EDUCATION》1999年第1期載文，1990年西班牙的生物學(xué)課程，已經(jīng)從人體解剖和生理、植物學(xué)、動物學(xué)的融合演變?yōu)楦又赜诜肿铀健⑸鷳B(tài)學(xué)和人類生物學(xué)的課程。分類學(xué)和動植物描述性的內(nèi)容幾乎在新課程中消失了，取而代之的是從生態(tài)學(xué)觀點出發(fā)的關(guān)于生命統(tǒng)一性的論述，以及對生物多樣性主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
美國中學(xué)生物教材中分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)的內(nèi)容在不斷增加�！禕iology，the web of life》（Eric Strauss and Marylin Lisowski，Scott Foresman-Adison Wesley，1998）一書中講述的分子生物學(xué)和細胞生物學(xué)內(nèi)容篇幅近200頁，其中關(guān)于基因與腫瘤、基因的突變導(dǎo)致細胞增殖失控、致癌的環(huán)境因素等內(nèi)容占了不少篇幅，這些內(nèi)容是我國中學(xué)生物課程內(nèi)容中所沒有的。
《Biology——Living Systems》（Oram，Hummer，Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994）與該書的1984年版相比，在細胞和分子生物學(xué)方面增加的內(nèi)容有：真核細胞的進化，細胞周期的調(diào)控，基因定位，遺傳咨詢，跳躍基因，人類遺傳學(xué)，分類的分子生物學(xué)依據(jù)等。這些內(nèi)容大多是我國中學(xué)生物課程內(nèi)容中所沒有的。
2．更新基礎(chǔ)知識的具體建議
（1）適當(dāng)刪減動植物形態(tài)結(jié)構(gòu)等描述性內(nèi)容�？紤]到義務(wù)教育的培養(yǎng)目標，初中階段關(guān)于人體的結(jié)構(gòu)和生理等內(nèi)容不宜做過多刪減，而動物的結(jié)構(gòu)和生理的內(nèi)容有不少與人體部分重復(fù)，可以做較大幅度的精簡。
（2）根據(jù)初中學(xué)生和高中學(xué)生的認知特點，在初中生物課程和高中生物課程中不同程度地增加細胞學(xué)和分子生物學(xué)內(nèi)容。在初中，細胞部分增加線粒體和葉綠體等細胞器的結(jié)構(gòu)和功能，遺傳部分增加DNA結(jié)構(gòu)和功能的內(nèi)容�？紤]到學(xué)科之間的銜接，關(guān)于原子和分子等化學(xué)基礎(chǔ)知識也應(yīng)當(dāng)納入初中生物課程。在高中，增加細胞作為一個復(fù)雜系統(tǒng)具有整體性、動態(tài)性和自組織等特點的內(nèi)容，分子生物學(xué)的內(nèi)容不僅在遺傳部分講授，而且在分類、進化、生命活動的調(diào)節(jié)等方面滲透講述分子生物學(xué)的觀點、證據(jù)和方法。
（3）適當(dāng)增加生態(tài)學(xué)內(nèi)容�！爸匾晠f(xié)調(diào)人類和自然的關(guān)系已成為理科教育的重要特征”（《國際科技教育進展》，常初芳主編，科學(xué)出版社，1999，p.84）。初中課程可多從生物圈的角度講述生命現(xiàn)象，適當(dāng)補充生物多樣性，生物與生物之間、生物與環(huán)境之間相互依存和相互制約，生物與環(huán)境和諧統(tǒng)一、人與環(huán)境和諧發(fā)展等內(nèi)容。高中階段可增加生物圈的演化、人類活動對生物圈的影響等內(nèi)容。這些內(nèi)容對于學(xué)生正確認識人與自然的關(guān)系、建立可持續(xù)發(fā)展的觀點具有重要意義。
（三）加強科學(xué)探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力
科學(xué)的核心是科學(xué)探究。對于中學(xué)生來說，科學(xué)探究是指用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動，包括觀察，提出問題，設(shè)計研究方案，獲得實驗證據(jù)，分析和解讀數(shù)據(jù)，提出答案、解釋和預(yù)測，把結(jié)果和結(jié)論告訴他人，等等。只有通過探究活動，學(xué)生才能真正認識到科學(xué)的歷史和本質(zhì)，譬如科學(xué)是人類探索自然界奧秘的一項不斷變化的事業(yè)；科學(xué)需要實證、邏輯和懷疑；科學(xué)知識是人們對自然萬物的合理的描述和解釋，但都不是終級真理。只有通過科學(xué)探究活動，學(xué)生才能真正領(lǐng)悟科學(xué)家研究科學(xué)時運用的方法，并且在科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、意志品質(zhì)等方面得到潛移默化的培養(yǎng)。只有通過科學(xué)探究活動，才能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，為創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。
1．加強科學(xué)探究活動的原則性建議
從國內(nèi)外有關(guān)文獻來看，中學(xué)生能夠做的科學(xué)探究活動，絕大多數(shù)是科學(xué)上已有定論的題目。因此，設(shè)計科學(xué)探究活動的目的不是讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識，而是體驗科學(xué)過程，領(lǐng)悟科學(xué)方法，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，發(fā)展科學(xué)探究能力�？茖W(xué)探究活動應(yīng)當(dāng)圍繞這樣的目標來設(shè)計，活動的價值要圍繞這樣的目標來衡量。這也可以說是新課程中科學(xué)探究活動設(shè)計的第一條原則。
根據(jù)中學(xué)生的心理發(fā)展特點，科學(xué)探究活動的設(shè)計應(yīng)當(dāng)有一定能力梯度，這是科學(xué)探究活動設(shè)計的第二條原則。如初中可在初級水平上安排觀察、調(diào)查、收集資料、實驗、設(shè)計實驗等活動，觀察多為直接觀察，實驗多為定性實驗；高中可在較高水平上安排這些活動，觀察可多借助于一定的工具，實驗可安排一些定量實驗。
因陋就簡、低耗材、低成本，是科學(xué)探活動設(shè)計的第三條原則。
鼓勵師生結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H，自主開發(fā)科學(xué)活動，是科學(xué)探究活動設(shè)計的第四條原則。
2．國外教材中培養(yǎng)科學(xué)探究能力的內(nèi)容
國外中學(xué)生物教材中一般具有較多的科學(xué)探究活動，本文僅以一本美國教科書為例來分析，可供制訂我國中學(xué)生物課程標準參考。
《Biology，the web of life》（Eric Strauss and Marylin Lisowski，Scott Foresman-Adison Wesley，1998）中安排了豐富的科學(xué)探究活動內(nèi)容，包括“調(diào)查研究（Investigate it）”38項，如測量酵母產(chǎn)生的CO2、建立協(xié)同進化的模型等；“做一做（Do it ）”38項，如一般食物的pH是多少、種群減少的速率有多快等；“發(fā)現(xiàn)它（Discovery it ）”38項，如鑒別預(yù)防皮膚癌的方法、測驗?zāi)挠洃浀�；“想一想（Think about it ）”38項，如怎樣確定化石的年代、分析樹木年輪等。
本書將科學(xué)探究技能（問題解決技能，Problem-Solving Skills）分為以下幾個方面：(1)觀察和解讀（Observation and Interpreting）；(2)分析(Analyzing)；(3)描述假設(shè)(stating a hypothesis)；(4)整理和分類(Organizyng and Classifying)；(5)建立概念地圖(Making a Concept Map)；（6）設(shè)計實驗（Designing an Experiment）；（7）進行類推（Making Analogies）;(8)進行概括（Making Generalizations）。
通過以上材料可以看出，這本教材中的科學(xué)探活動設(shè)計是有整體考慮的，對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力很有益處。
（四）應(yīng)當(dāng)反映科學(xué)與技術(shù)的互動
生物科學(xué)近些年來之所以突飛猛進，在很大程度上得益于技術(shù)的進步。同時，生物科學(xué)的發(fā)展又在不斷推動技術(shù)的進步�；蚬こ痰壬锛夹g(shù)的產(chǎn)業(yè)化，人類基因組計劃完成之后可以預(yù)期的基因診斷和基因治療技術(shù)的日趨成熟，以及基因組學(xué)、腦科學(xué)與理化技術(shù)結(jié)合將催生的人工智能的開發(fā)，都說明這一點。因此，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)生物科學(xué)的同時，對有關(guān)的技術(shù)有所了解和關(guān)注，這對于使學(xué)生在熱愛科學(xué)的同時，增強對技術(shù)的親合感，形成較全面的科技意識，都是十分重要的。
1．國外部分教材中反映相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容
（1）《Biology ，the web of life》，（Eric Strauss and Marylin Lisowski，Scott Fpresman—Adison Wesly，USA，1998）
顯微攝影技術(shù)(p.8)，電鏡技術(shù)，能源技術(shù)（未來的燃料，p.94）, 人造葉綠體（p.98）, X射線成像術(shù)（p.196），磁共振技術(shù)（p.196）, 基因工程(p.209)，DNA指紋（p.210）, 凝膠電泳（p210）, DNA序列分析技術(shù)(p.211)，基因治療技術(shù)(p.214)，DNA探針(p.218)，生物技術(shù)的安全性和倫理問題(219)，地質(zhì)年代測定的同位素標記技術(shù)(p.258)，生物凈化技術(shù)（p.346），組織培養(yǎng)技術(shù)（p.455）植物無性繁殖技術(shù)（p.456～457），試管皮膚（p.712）,人工腎(p.738)，器官移植（p.784）,羊膜腔穿刺術(shù)(p.812)，絨毛膜絨毛取樣技術(shù)（診斷胎兒疾病，p.812）,正電子發(fā)射斷層掃描成像技術(shù)（PET scan,研究大腦，p.39, p.830）,廢物處理技術(shù)（p.922）, 等等。
（2）《Biology——Living Systems》（Oram，Hummer，Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994）
正電子發(fā)射斷層掃描成像技術(shù)（PET）（p.26），腦活動網(wǎng)絡(luò)掃描儀（MANSCAN）（p.26），透射電子顯微鏡（TEM）（p.45），掃描電子顯微鏡（SEM）(p.45)，冷凍貯藏技術(shù)（p.111），培養(yǎng)人造皮膚（p.138），用生物發(fā)光技術(shù)檢測對光起作用的物質(zhì)（p.162），轉(zhuǎn)基因生物（p.243），DNA指紋技術(shù)（pp271～272），超聲波掃描術(shù)（p.291，p.294），絨毛膜活組織檢查（p.293），胎兒鏡（p.295），基因療法（pp295～296），放射性碳測定年代技術(shù)（p.331），鉀—氬測定年代技術(shù)（p.331），發(fā)光測定年代技術(shù)（p.331），電子自旋共振技術(shù)（p.331），線粒體DNA分析（pp372～373），試管嬰兒（p.506），克隆動物（p.507），種子庫（p.538），胎兒期離體外科手術(shù)（p.539），纖維鏡（p.606），內(nèi)窺鏡（p.606），單克隆抗體（p.655），噪聲自動控制（ANC）（p.724），人造四肢（p.751），害蟲綜合治理（p.850）
2.對我國課程教材中反映技術(shù)性內(nèi)容的建議
可以參考國外教材的有關(guān)內(nèi)容，并進行適當(dāng)增補，如無土栽培技術(shù)，食品保鮮技術(shù)，生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，消毒滅菌技術(shù)等。對這些內(nèi)容應(yīng)當(dāng)側(cè)重介紹其生物學(xué)原理和應(yīng)用價值，而不是技術(shù)細節(jié)和儀器設(shè)備的工作原理。
（五）應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)生物科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系
隨著生物科學(xué)的發(fā)展，生物科學(xué)技術(shù)對社會的影響越來越大。這主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1. 影響人們的思想觀念，如進化思想和生態(tài)學(xué)思想正在被越來越多的人所接受，影響到人們的世界觀乃至人生觀和價值觀。2. 促進社會生產(chǎn)力的提高，如生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)正在形成一個新興產(chǎn)業(yè)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力因生物科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用而顯著提高。3. 隨著生物科學(xué)的發(fā)展，將會有越來越多的人從事與生物學(xué)有關(guān)的職業(yè)。4. 促進人們提高健康水平和生活質(zhì)量，延長壽命。5. 影響人們的思維方式，如生態(tài)學(xué)的發(fā)展促進人們的整體性思維；隨著腦科學(xué)的發(fā)展，生物科學(xué)技術(shù)將有助于改進人類的思維。6.對人類社會的倫理道德體系產(chǎn)生沖擊，如試管嬰兒、器官移植、人基因的人工改造等，都會對人類社會現(xiàn)有的倫理道德體系產(chǎn)生挑戰(zhàn)。7.生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對社會和自然界也可能產(chǎn)生負面影響，如抗生素的濫用已經(jīng)給許多人造成不可逆的傷害；轉(zhuǎn)基因生物的大量生產(chǎn)會改造物種的天然基因庫，可能會造成食物安全、生物安全和環(huán)境安全問題。
理解科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系，是科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分。因此，中學(xué)生課程中應(yīng)當(dāng)充實這方面的內(nèi)容。
美國中學(xué)生物課程非常重視有關(guān)生物科學(xué)和技術(shù)的內(nèi)容�！睹绹鴩铱茖W(xué)教育標準》中關(guān)于科學(xué)內(nèi)容標準分為八大部分：科學(xué)中統(tǒng)一的概念和方法，以探究為特點的科學(xué)，物質(zhì)科學(xué)，生命科學(xué)，地球與空間科學(xué)，科學(xué)與技術(shù)，從個人和社會角度看的科學(xué)，科學(xué)史和科學(xué)的性質(zhì)。其中反映科學(xué)、技術(shù)與社會的內(nèi)容占兩個部分。美國現(xiàn)行中學(xué)生物教材中，都設(shè)有與科學(xué)、技術(shù)和社會有關(guān)的欄目，如“Science Technology and Society”,“Science and Society”,“technology and Society”,”Biology and Society”等。下面僅以《Biology——Living Systems》（Oram，Hummer，Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994）為例作簡要的分析。
這本教材中設(shè)有專門的“生物學(xué)、技術(shù)和社會（Biology?technology? Society）” 欄目，內(nèi)容豐富，大致可分為以下幾個方面：1.介紹生物科學(xué)技術(shù)在社會中的應(yīng)用，如“可循環(huán)利用的電池”、“冷凍貯藏技術(shù)”、“培養(yǎng)人造皮膚”、“用生物發(fā)光技術(shù)檢測有關(guān)物質(zhì)”、“DNA指紋——對付犯罪的新武器”、“性別選擇”、“在子宮中治療遺傳病”、“用細菌治理污染”、“保護環(huán)境——珊瑚礁的死亡”、“美國的老年人占多大比例”等；2.介紹與健康的聯(lián)系，如“纖維食物”、“膽固醇的量應(yīng)該是多少”、“癌癥的化療”等；3.介紹與職業(yè)的聯(lián)系，如“輻射技術(shù)員”、“細胞學(xué)家”、“生化學(xué)家”、“職業(yè)治療師”、“實驗室技術(shù)員”、“考古學(xué)家”、“微生物學(xué)家”、“森林技術(shù)員”、“海洋學(xué)家”、“營養(yǎng)學(xué)家”、“醫(yī)生”、“農(nóng)藝師”等；4.設(shè)置“論壇”，提出問題讓學(xué)生討論，如“近親繁殖，有利還是有害”、“誰來決定安樂死”、“比較：要魚還是要大壩”、“森林應(yīng)該怎樣砍伐”、“器官移植，誰決定”等。這些做法都是值得我們編制新一輪課程和教材借鑒的。
（六）加強人文精神的培養(yǎng)
科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，而人類精神領(lǐng)域的發(fā)展卻相對滯后，導(dǎo)致了科學(xué)文化與人文文化的失衡，出現(xiàn)了道德、美學(xué)、政治、環(huán)境等方面的許多問題。“科學(xué)與人文自人類的黎明時期就是結(jié)合在一起的，人們感覺到它們之間的分離只是近400年來的事。實際上，總的來說，在人類歷史的漫長道路上，兩者是深沉而持久的伴侶，這是植根于宇宙的和諧和人腦的結(jié)構(gòu)本性之中而且為人類幸福所必需的�！茖W(xué)與人文的關(guān)系的實質(zhì)是真與善的關(guān)系。真與善的關(guān)系具體化為科學(xué)理性與道德理想的關(guān)系問題。盡管科學(xué)與道德是獨立的，但在一定條件下兩者總是相互影響的。當(dāng)涉及歷史的和心理的動力時，科學(xué)需要以道德標準為基礎(chǔ)；而在涉及規(guī)范的實現(xiàn)時，道德就不得不依賴科學(xué)了。雖然，事實和關(guān)系的科學(xué)陳述不能產(chǎn)生倫理的準則，科學(xué)理論的內(nèi)容本身造不出個人行為的道德基礎(chǔ)，但是邏輯思維和經(jīng)驗知識卻能使倫理準則合乎理性�！保ā�21世紀初科學(xué)發(fā)展趨勢》，科學(xué)出版社，1996，pp13,14）�，F(xiàn)代社會呼喚人文精神，人類在追求高度發(fā)展的物質(zhì)文明的同時，必須充分重視情感、審美、道德等方面的發(fā)展。
中學(xué)生物課程在人文精神的培養(yǎng)方面具有獨特的價值。與其他自然科學(xué)相比，生物科學(xué)因為研究的是活生生的生物（包括人），以及生物與環(huán)境的關(guān)系，所以更具人文性。人類基因組研究及其應(yīng)用前景、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)、試管嬰兒、器官移植等，已經(jīng)對人類社會的現(xiàn)有倫理道德體系產(chǎn)生了沖擊，因而產(chǎn)生了對本課程加強人文精神教育的更為迫切的需求和更為豐富的素材。此外，生物學(xué)課程在美育、可持續(xù)發(fā)展觀點教育等方面也具有不可替代的作用。
中學(xué)生物課程可以通過對豐富多采、生機勃勃的生物界的文字描述和圖片展示，喚起學(xué)生熱愛自然、珍惜生命的情感；引導(dǎo)學(xué)生欣賞生物界普遍存在的外在自然美（如生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色澤、運動），內(nèi)在和諧美（如細胞內(nèi)各種代謝活動的協(xié)調(diào)），生物科學(xué)理論或模型的科學(xué)美，科學(xué)家在追求真理過程中表現(xiàn)出的人格美，提高學(xué)生的審美情趣和審美能力；引導(dǎo)學(xué)生正確看待生物倫理學(xué)問題，把生物學(xué)教學(xué)置于社會和文化的廣闊背景中；幫助學(xué)生建立可持續(xù)發(fā)展的觀點，樹立責(zé)任意識，學(xué)會關(guān)心社區(qū)、國家乃至全球的發(fā)展，把個人發(fā)展與社會發(fā)展密切聯(lián)系起來。只有把科學(xué)知識的教育與人文精神的培養(yǎng)有機地結(jié)合起來，才能使學(xué)生得到全面發(fā)展。
國外有些生物新教材中設(shè)有“生物科學(xué)與藝術(shù)”、“生物科學(xué)與文學(xué)”、“生物科學(xué)與歷史”等欄目，選材精到，趣味盎然，融科學(xué)與人文于一體，值得借鑒。
（七）整合學(xué)科知識體系
近200年來，生物科學(xué)從描述性科學(xué)階段，經(jīng)過實驗科學(xué)階段，已經(jīng)進入分子生物學(xué)階段，而人類基因組的研究又將開辟生物科學(xué)發(fā)展的新時代。學(xué)科知識體系在急劇膨脹，對中學(xué)生物課程的知識體系提出了新的要求。當(dāng)然，中學(xué)生物課程不可能容納科學(xué)前沿的全部成果，但是，也不應(yīng)當(dāng)不為所動。加之推進素質(zhì)教育的要求，課程中知識性教學(xué)內(nèi)容的總量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮減。這就決定課程中學(xué)科體系的整合成為歷史的必然。
學(xué)科知識體系的整合似可考慮按以下原則進行：1. 從當(dāng)代生物科學(xué)發(fā)展的高度重新審視現(xiàn)行課程內(nèi)容。2. 綜合考慮學(xué)科知識、社會需要和學(xué)生發(fā)展之間的關(guān)系。從建立完整的知識結(jié)構(gòu)出發(fā)是必要的，但是現(xiàn)實社會中應(yīng)用范圍很窄、對學(xué)生的發(fā)展價值不大的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)刪減。3. 應(yīng)當(dāng)符合學(xué)生的認知規(guī)律。4. 應(yīng)當(dāng)注意與小學(xué)科學(xué)課程的銜接。5. 應(yīng)當(dāng)注意與“體育與健康”等課程的橫向聯(lián)系。
具體來說,初中應(yīng)適當(dāng)刪減生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類的知識，現(xiàn)行初中生物教學(xué)大綱中動物部分逐門逐綱講述動物類群的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)大大壓縮，可并入生物的多樣性中簡單介紹，即打破傳統(tǒng)的進化體系。應(yīng)當(dāng)加強與人們的日常生活緊密聯(lián)系的內(nèi)容和生態(tài)學(xué)內(nèi)容。高中應(yīng)當(dāng)將必修課與選修課的教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)籌考慮。必修課可側(cè)重講述普通生物學(xué)的基本常識，適當(dāng)降低學(xué)術(shù)性，加強實用性；選修課可側(cè)重講述分子生物學(xué)和生物技術(shù) 高中生物。
（八）適當(dāng)反映生物科學(xué)新進展
生物科學(xué)新進展如雨后春筍，層出不窮。中學(xué)生物課程不可能也不應(yīng)當(dāng)全部反映。但是，讓學(xué)生對一些重大進展，特別是一些關(guān)系到人類生存和發(fā)展的重大進展有所了解，畢業(yè)后能夠大致看懂大眾傳媒上的有關(guān)報道，還是十分必要的。這樣做既能使學(xué)生消除對科學(xué)前沿的隔膜，又能使學(xué)生認識到生物科學(xué)的價值，激發(fā)他們學(xué)習(xí)和研究生物科學(xué)的志趣。課程標準上可以不對講述哪些新成就做過死的限定，而是提出這方面的要求，由教材編寫者和教師隨時補充，更鼓勵學(xué)生自己收集和交流這方面的信息。
綜上所述，生物科學(xué)在20世紀的迅猛發(fā)展，對中學(xué)生物課程從課程理論到具體內(nèi)容都產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。如何在我國中學(xué)生物課程改革中適當(dāng)反映這些影響，使課程更加符合提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的需要，有許多問題需要研究。本文只是在專家咨詢和文獻調(diào)查的基礎(chǔ)上，對這些問題進行了粗淺的分析，提出了初步意見，僅供課程標準研制組參考。當(dāng)然，學(xué)科特點及其發(fā)展只是課程設(shè)計要考慮的一個因素，而學(xué)生的發(fā)展和社會的需要更是值得課程設(shè)計者特別關(guān)注的，本文因課題任務(wù)所限，在此就不再贅述了。
參考文獻
（1）李寶健主編. 面向21世紀生命科學(xué)發(fā)展前沿，廣東科技出版社，1996：15～39， 329～344
（2）21世紀初科學(xué)發(fā)展趨勢課題組. 21世紀初科學(xué)發(fā)展趨勢，科學(xué)出版社，1996：6～17，90～100，290～297
（3）小威廉姆 E.多爾著，王紅宇譯.后現(xiàn)代課程觀，教育科學(xué)出版社，2000:36～52，64～119，142～154，221～247
（4）顧志躍 .科學(xué)教育概論，科學(xué)出版社，1999:53～93
（5）中國科學(xué)院.2000科學(xué)發(fā)展報告，科學(xué)出版社，2000:30～37，150～154,83～87
(6) 汪霞主編.國外中小學(xué)課程演進，山東教育出版社，2000:279～280
(7) 常初芳主編. 國際科技教育進展，科學(xué)出版社，1999：84
(8)美國國家研究理事會. 美國國家科學(xué)教育標準，科學(xué)技術(shù)文獻出版社，1999：28
(9)孫顯元主編. 現(xiàn)代國外自然科學(xué)家哲學(xué)思想，安徽科學(xué)技術(shù)出版社，中國科技大學(xué)出版社，1991：289～310
(10) Oscar Barbera et.,Biology Curriculum in twentieth-century Spain, Science Educatoin, 1999,Vol.83,No.1：97～111
(11) Eric Strauss and Marylin Lisowski. Biology，the web of life,Scott Foresman-Adison Wesley，USA,1998
(12) Oram，Hummer. Biology——Living System, Glencoe Division of Macmillan/McGraw-Hill School Publishing Company，USA，1994
*本文為國家基礎(chǔ)教育課程改革項目《中學(xué)生物課程標準的研究與制定》的子課題研究成果
(連載于《生物學(xué)雜志》2002年第4期和第5期)
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/77397.html
相關(guān)閱讀：高三生物《細胞中的元素和化合物》知識點