能力导向的德国中学生物学教育标准及启示

胡玉华

(北京教育学院 100044)

德国是一个联邦制国家，教育事务由各州负责。2001年国际经合组织的PISA测试结果显示德国中学生的表现低于平均水平，而且各州教育发展呈现不均衡的态势。为保障教育均衡发展、提升学校教育质量，德国教育部2001年颁布了一份《Klieme 框架》。该框架提出了德国中小学阶段的教育目标、能力模型以及评价体系，要求各学科按照此框架的有关规定制定相应的课程标准。2005年第一个全国性的《中学生物学教育标准》正式颁布，该标准不仅延续了《Klieme 框架》的理念和思想，突出了能力导向，而且聚焦少数核心概念。2009年及以后各年度的PISA测试结果表明，基于能力导向的课程实施以来，德国学校教育质量表现出均衡发展的态势，能力导向驱动的教育改革不断深化。本文从研究德国中学生物学教育标准的教育理念和能力模型入手，分析了德国生物学教育中能力导向的课程设计思路和方法，以期为我国的中学生物学课程改革及教学实践提供参考。

1 德国中学生物学教育理念

德国中学生物学教育标准是一个典型的能力导向的标准，它包括三个维度：学科能力、核心概念和成就表现水平。学科能力维度描述宏观的生物学能力；核心概念是实现学科能力的载体；成就表现水平描述生物学能力的不同层级。三个维度之间的关系可以用图1所示。

图1 生物学教育标准三维度模型

生物学教育标准提出四大生物学宏观能力，包括：①生物学知识的熟练掌握；②生物学认识论与方法论；③生物学交流能力；④生物学判断能力。

标准又结合生物学内容将这些生物学能力进行细化和分解，并且聚焦有限的核心概念对生物学内容进行分类 , 这些核心概念描述了在中学教育阶段学生在生物学领域应该掌握的主要内容，包括：①系统；②结构与功能；③进化。

标准根据不同内容的认知要求，将宏观的生物学能力按照成就表现水平进一步划分为3个不同的层级：①回忆、再现，是指针对特定的学科内容领域，能重复或直接应用概念、原理、规律以及方法；② 解释、应用，是指能综合利用在各个不同领域获得的生物学知识、技能和方法，解释生物学现象并能正确解决日常生活中的相关问题；③建立联系、做出判断，是指能运用所学生物学知识、技能和方法加工处理新情境中的复杂问题，能从不同的角度论证或评价解决方案。

2 教育标准中的生物学能力模型

标准对生物学四大宏观能力进行了清晰的界定并细化为不同的成就表现水平。这四大宏观能力及其细化的成就表现水平共同构成了德国中学生物学教育标准的二维能力模型，如图2所示。

图2 德国中学生物学教育标准中的二维能力模型

下面通过实例对标准中的四大宏观能力进行解读，并对相应的成就表现水平进行分析。

2.1 生物学知识的熟练掌握 德国生物学教育标准将对学科知识的掌握确定为一种能力，该能力包括对生物学现象、事实、术语、概念、原理、规律的了解以及运用生物学知识有目的、负责任地解决生活和社会问题。前者被看作为知道“是什么”，例如知道细胞是构成生物体的基本结构与功能单位，形态相似、功能相同的一群细胞和细胞间质组合起来构成了组织，等等；后者被看作是知道“如何”，例如知道如何保鲜食物、知道如何预防传染病等。

“生物学知识的熟练掌握”能力又被细分为如下3个成就表现水平：①了解生物学现象、事实、术语和基本概念，能用具体实例描述生物学概念；能够将生物学现象与生物学概念之间建立起正确的联系；②能运用生物学知识解决日常生活中的问题；能够从多个角度反思和解释生物学现象；能够合理解释生物学现象与生物学概念之间的关系；③能够从多个侧面选择恰当的生物学知识解决新情境中的复杂问题；能从不同的角度解释各种与生物学有关的社会和自然现象。

例1 如图所示，在一个密闭的1000 mL的玻璃瓶内装有800 mL的清水，水中有一株215 g的水草和2只重18 g的蜗牛。 将玻璃瓶放置在有阳光的地方。

(1)玻璃瓶未完全装满水，上方空间的作用为：

a.保温 b.检测

c.蜗牛需要空间呼吸 d.水草需要空间呼吸

(2)玻璃瓶中的蜗牛经常吃水草，但是3个月后，水草生长得非常好，重量不但没减少反而增加了，有同学解释说，这是由于蜗牛的粪便为水草提供了养料，所以水草能一直生长。

a.请你论证该观点 b.请画出物质循环图

问题(1)要求学生了解基本的生物学事实和现象，如与其他动物一样，蜗牛的生存离不开氧气，但是蜗牛不能利用水中溶解的氧气，只能利用空气中的氧气，因此需要在密闭的玻璃瓶中留有空间。该题适用于检测水平1所要求的能力。问题(2)则要求学生对生态系统的组成、生态系统中各组分之间的相互作用及物质循环的概念等多方面的知识进行综合，才能够对该现象做出合理的解释。该题适用于检测水平2要求的能力。

2.2 生物学认识论与方法论 生物学认识论与方法论指使用生物学实验或非实验的方法以及生物学概念模型去发现解决现实世界中问题的思路或方法。包括应用已知的策略或建构新的策略，有目的性地选择一些合适的方法，找出并实施恰当的问题解决过程。该能力领域在3个水平上的成就表现为：①在有指导的情况下，能够运用生物学观察、实验等方法研究生物，会使用模型并能开展建构模型的实践活动；②能提出生物学问题并能运用适当的策略找到解决问题的思路和方法；③形成解决新情境下复杂生物学问题的策略，例如，面对不同的解决方案，能做出合理判断，并加以反思，选择最恰当的方法。

例2 将一只马铃薯放在厨房的角落里。几天后，发现该马铃薯长了许多芽。请回答下列问题：

(1)请描述你观察到的马铃薯芽的结构特征。

(2)你认为下列问题中哪一个问题是有生物学意义的问题？

a.马铃薯的芽是根芽吗？b.马铃薯的芽是茎芽吗？c.马铃薯块茎是死的还是活的？d.马铃薯是否包含像“胚胎”一样的种子？e.马铃薯长芽需要哪些条件？f.马铃薯植株能在地下室的环境中生长并收获新马铃薯吗？g.马铃薯块茎中的什么物质使它能形成芽？h.你还能提出其他的问题吗？

(3)选择(2)中任意一个问题提出研究假设。

问题(1)要求学生对生物体的形态结构进行观察并加以描述，显然是对能力水平1的检测。问题(2)则需要学生做出判断并思考哪些问题有进一步探究的价值，如c和f的答案很明显，没必要进一步探讨，而其他问题都可以进行深入研究。该题可以检测2或3的能力。问题(3)需要思考解决这8个问题的策略，进而提出假设，如e引起马铃薯长芽的环境条件很多，其中温度可能是其中的必要条件之一，可以据此形成一个假设。该题适于检测水平2提出的能力要求。

2.3 生物学交流能力 交流能力第一次被纳入德国的中小学教育体系中。它是指检索、使用和转换与主题相关信息的能力。生物学交流能力包括：对来自文本的或者语言的生物学信息的理解，也包括会书面或口头表达自己的观点。该能力的3个成就水平为：①能用专业术语表述简单的生物学事实；会从简单的书面文本中提取和再现生物学信息。②在不同的语境中能表达自己的理解；能用生物学语言解释日常生活中的现象。③会摘引不同来源的信息进行辩论；能完整阐释或者论证某个复杂问题的解决过程；能评价或纠正他人的观点。

例3 秘鲁凤尾鱼是一种小型食用鱼类，主要产于从秘鲁到智利的大西洋中，不仅可以作为餐桌上美味食品，还可以经过去油、脱水、粉碎加工后制成其他鱼类的饲料。它是这两个国家重要的经济来源。在过去的几十年里，秘鲁凤尾鱼被大肆捕捞，数量急剧减少。在自然生态系统中，秘鲁凤尾鱼以浮游生物为食，它们本身也是其他鱼类如金枪鱼及其他食肉动物的重要食物。

(1)请根据上述文本资料表述影响秘鲁凤尾鱼数量的环境因素。

(2)a.请用图示解释上述文本资料中生物之间的营养关系；b.请描述上述文本资料中的食物金字塔。

这两个问题首先要考虑的是如何从文本资料中提取相关信息，以便口头或书面表达自己的观点。问题(1)可以直接从文本中辨析出相关信息，适于对能力水平1进行检测。问题(2)a要求以图示的方式表达自己的理解，如用箭头的方式(箭头所指意味着被吃)表达(略)。该题适于检测水平2的能力要求。问题(2)b要求描述文本资料中的食物金字塔，需要综合分析该生态系统中的生产者、消费者以及它们之间的食物关系等各种信息，依据自己的理解，做出表达。适于检测水平2或3的能力要求。

2.4 生物学判断能力 它是指能理解并批判性地评价各种不同情境中的生物学论断，并能针对不同的现实生活情境中的问题，科学地作出良好的判断和决策。该能力的三个成就水平为：①学生会对某些生物学现象及其他一些已知的问题，例如健康、环境、可持续发展等做出判断；②学生会通过多方论证支持某生物学观点或对某一争论的生物学事件作出判断；③学生会对众多观点进行辨析，从中选择观点，来论证与科学相关的决策。

例4 请制作一张海报，其目的是劝诫学生不要吸烟。要求：①可以从以前学习过的教材中搜集资料；②确定该海报的受众人群，要求使用他们能够理解的语言。

要完成这项任务，学生必须多方论证吸烟的危害，并从各种途径获取相关信息，包括确定受众对象的年龄、搜集图片资料，编辑语言以使受众对象能理解、版面的设计等等。该项任务适合于检测水平1或2的能力要求。

3 启示

培养学生的能力是各国教育的共同目标。德国中学生物学教育标准清晰地呈现了学科能力、核心概念和成就表现水平的三维模型，以此凸显德国中学生物学教育从关注知识转向关注能力的重大变化。该标准的独特之处在于将学科能力、核心概念及成就表现水平整合起来，形成一个有机的整体，核心概念是承载能力表现的基础，而学科成就表现水平是能力目标的细化表述。可使教师在设计教学时依据标准将具体的学科能力纳入常规的教学任务中。另外，依据学生的认知发展，将学科能力的成就表现划分为不同的水平，有利于教师诊断并检测学生的能力发展。

德国生物学教育标准强调学生能力的发展是一个可持续的、逐步渐进的过程。生物学能力的可持续发展特别强调学生对特定内容的循序渐进的掌握, 如将复杂的生物学问题逐级分解为熟知的、可解决的简单问题。另外，还强调对不同情境的关注和可迁移性，使学生获得灵活的解决真实问题的途径，促进学生能力的发展。

德国中学生物学教育标准是第一个全联邦性的生物教育标准，该标准一方面阐释了如何结合有限的生物学核心概念落实能力培养的目标；另一方面希望通过一定的成就水平检验，了解和监控学生的生物学能力发展状况。可为我国正在进行的学科课程改革提供有益的借鉴。