第1章 序
一、對農村中學生物教學改革的嚐試
(一)農村需要科學，農民渴求知識
廣大農民渴望掌握先進的農業科學技術，以便最大限度地挖掘和解放農村生產力，促進農村的物質文明建設。農業科學技術是農民改變落後的農業生產麵貌和發家致富的金鑰匙。
廣大農民渴望學得科學知識，以便提高他們的科學素質，促進農村移風易俗和加強精神文明建設,農民缺乏生命科學知識，是難以擺脫愚昧境界和厄運的。
農村需要農業科學技術使他們脫貧致富，農民渴求科學知識使他們擺脫愚昧的境界。那麼，一個農村中學的生物教師應做哪些力所能及的工作呢?一方麵我堅守在農村中學生物教學第一線，不斷探索農村中學生物教學改革的方向和途徑，努力為農業實現現代化培養人才；另一方麵在各級部門和領導的支持下，為實現農業生產、科學試驗和科普教育三者的有機結合盡一份力量。
(二)生物教學要加強理論聯係實際
在農村中學的多年生物教學實踐使我逐漸明確，為實現農業現代化培養四有新人，是農村中學生物教學改革的根本宗旨；加強理論聯係實際，是生物教學改革的關鍵；改革教學內容和方法，創建良好的教學環境，是中學生物教學改革的有力措施。
1從農村需要出發編寫鄉土教材
統編教材強調加強基礎知識和基本技能的教學，但在理論聯係實際方麵有一定的局限性，這就要求因地製宜的編寫部分鄉土教材來彌補，尤其是農村中學應從農村的生產實際需要出發來編寫鄉土教材。
例如某一地區當時有35個自然村，三萬多畝農田具有良好的灌溉條件，適宜農林牧副漁業全麵發展。為了使學生學到農村急需的生產技術知識，在反複調查研究的基礎上，我們取得專業科技人員和有豐富實踐經驗的農民的密切配合，編寫了冬小麥、夏玉米、水稻和棉花的栽培技術教材，以及土糧倉的建築、倉庫害蟲防治的糧食保管教材；編寫出果樹的育苗和修剪、甘薯的溫床育苗、土豆和甘薯的冬季貯藏等教材；編寫出北京鴨、紫貂、豬的養殖技術教材。此外，我們還擬定出高中生物鄉土教材的編寫計劃，內容包括土壤分析、顆粒有機肥的製作、合理灌水、雜交製種、植物生長調節劑和農業氣象等，並完成了其中的部分編寫計劃。
鄉土教材的使用形式有三種：一是統編教材中相關內容的更新和補充，使學生學得的知識密切聯係具體實際或比較完善；二是在教學大綱規定的教學時間內，選講部分鄉土教材，使學生學到生產急需的知識；三是作為學生課外的自學教材，使學生擴大知識麵並學到自己感興趣的科技常識。
2辦好教學試驗園地
為了加強生物課的理論聯係實際，牛欄山一中曾開墾和建起生物試驗園地、養豬試驗場、微生物培養室，並有一個設備齊全的生物實驗室，從而創建了一個良好的教學環境。
比如某一中學有20畝教學試驗田，以後擴展到45畝，後來又在荒灘上開墾出近60畝稻田和林場。在這百畝教學試驗田裏，根據生物教學的理論聯係實際的需要進行規劃，有豐產栽培試驗區、小麥育種區、水稻良種繁育區、蔬菜栽培區和林場。豐產栽培區主要開展冬小麥、夏玉米一年兩熟的栽培試驗，以及棉花的高產栽培試驗。在小麥育種區裏，師生在市農科院有關專家的指導下，開展冬小麥的雜交育種試驗和春小麥的引種試驗。在水稻良種繁育區裏，主要進行水稻優良品種的比較鑒定試驗，以及原種保純和良種繁育試驗。蔬菜栽培區裏，除進行引種試驗外，還進行赤黴素的應用、抗生菌肥的使用、以菌治蟲或以蟲治蟲等試驗。林場裏主要進行北京楊、加拿大楊和果樹育苗。總之，在教學試驗園地裏形成了育種、栽培、新技術使用的一套教學試驗體係。
這一中學養豬試驗場，主要進行瘦肉型優種豬的繁育，以及中曲發酵飼料和青貯飼料喂養試驗。微生物培養室則進行蘇芸金杆菌、赤黴菌、白地黴菌的科學試驗，以及製作抗生菌肥和培育紫靈芝等。
教學試驗園地由生物教研組和總務組共同負責管理，試驗計劃的製定主要由生物教師負責，人力和物力的安排由總務組負責。學生在教學試驗園地的活動，則由生物教師和教務組統一安排。學生的活動有三種形式：一是假期安排部分學生參加園地勞動；二是每周兩課時的勞動技術教育；三是鄉土教材部分的教學實習。優種豬的喂養試驗和微生物培養試驗，以及部分作物育種試驗，由生物教師指導各自的科技小組開展活動。
生物教學試驗園地，不僅促進了教學理論聯係實際，而且產生了很大的社會影響。試驗園地每年向農民提供上萬斤各種作物的優良品種，並成為本地區培訓農村科技員的教學場所之一。總之，學校教學試驗園地的建立，對農業新技術起著示範作用，對作物優良品種起著推廣作用，對農業科技人才的培養起著推動作用。
3以多種形式開展生物教學活動
在良好的教學環境下，生物教學活動堅持以課堂教學為主，以學生為主體，以教師為主導，多種教學形式有機結合的原則，努力使學生學到一些生物科學基礎知識，培養他們具有一技之長。為了便於課堂教學與實驗教學結合、課堂教學與實際操作結合、校內教學與校外實習結合、專職教師講課與兼職教師輔導結合，我們適當地調整了課程內容的次序，根據季節安排教學計劃，實行專題和分段教學。這樣，為教學的理論聯係提供了有力的保證。
課堂教學與實驗教學相結合，有利於加強基礎知識和培養實驗能力。例如，在農業微生物的專題教學中，在講解微生物的類群基礎上，組織學生進行顯微觀察實驗；講解微生物培養的基礎上，讓學生練習製作培養基、高溫滅菌和無菌接種。在植物葉的教學中，除進行葉的結構觀察實驗外，讓學生到小麥試驗田裏取樣，測定小麥的葉麵積係數。在植物花的教學中，讓學生解剖觀察棉花、小麥、高粱和水稻等多種作物花的結構。這樣，為進一步學習作物豐產栽培和育種技術打下了基礎。
在作物栽培和育種知識的教學中，課堂教學和實際操作的有機結合，有利於學生的基本技能的訓練。例如，在水稻育苗的教學中，講授半旱育秧的技術要點之後，在勞動技術教育課的時間，讓學生參加整修苗床、溫湯浸種、播種和秧田管理等勞動。在小麥冬後各生育期栽培管理的教學中，講解麥株葉、莖和穗的發育特征之後，讓學生定期抽樣測定葉麵積係數、度量主莖各節的長度、觀察主莖的穗分化狀況，從而掌握小麥豐產栽培管理的形態指標。在小麥雜交育種的教學中，講述有性雜交程序之後，讓學生按照規定的雜交組合進行人工去雄、套袋隔離、采集花粉和授粉等實際操作。
為了彌補教學試驗園地的局限性，還采取校內教學與校外實習或參觀相結合的教學形式。例如，高中講過雜交高粱製種知識後，組織學生到農村製種田進行實習，使他們明確製種隔離區的具體要求、不育係繁殖區和製種區的播種計劃安排，掌握不育係、保持係和恢複係的幼苗鑒別和去雜方法等。在甘薯栽培和儲藏的教學中，我們將學生分成實習小組，分別到各村去參加甘薯的溫床育秧或越冬儲藏等實習勞動。此外，講述了中曲發酵飼料和青貯飼料製作知識之後，讓各個實習小組的學生回村協助飼養員開展有關實驗。校內教學與校外實習有機結合的教學形式，使學與用密切聯係起來，充分調動起學生的學習積極性，並使一些農業生產的先進技術得到迅速推廣。
為了完善校內教學與校外實習相結合的教學形式，我們還聘請多名有實踐經驗的兼職教師或輔導教師。例如，土糧倉的建立和倉庫害蟲的防治等知識，由糧庫的技術員進行現場教學，豬病的防治請畜牧師講課。棉花整枝的教學，先由教師講解整枝原理和技術要領，再由農村的棉花技術員輔導學生的實際操作。
多種教學形式的有機結合，不僅使學生學得一些農業科學基礎知識，而且使他們深入了解農業生產實際和科學技術對農業發展的促進作用，也進一步增強學生與農村幹部和群眾之間的理解和信任。許多學生畢業回村後被群眾推選為幹部，或者擔任農業科技員及飼養員，鍛煉成為一支農業科技的生力軍。他們有的被抽調到市農科院小麥組，縣農科所作物育種組，鄉良種繁育場等科研單位工作，有的多次去海南省培育玉米單交種。牛欄山地區的農業科學實驗活動迅速地普及開來，糧食產量逐年上升，林牧副漁業也得到了發展。
(三)生物教師要為農、科、教三結合做貢獻
大量的事實表明，將農業生產、科學試驗和科普教育有機地結合起來，是加速農業現代化的一項有效措施，農村中學的生物教師都應為實現農科教三結合盡一份力量。我在牛欄山一中任教期間，牛欄山地區的領導幹部從促進農業迅速發展的需要出發，取得牛欄山一中領導和教師的大力支持，在一中辦起農業機械和科學技術業餘學校。我被聘請為該校農業科技班的教師，與鄉農業科技幹部一起負責主講作物栽培技術，培訓農村科技員，擔任農作物栽培的技術顧問。
農業科技班持續辦了4年，每年培訓一期學員，先後培訓農業科技員300多人次。農業科技班的學員來自本地區35個自然村，學員除各村農業科技員外，也有一些主管農業生產的村幹部。學員為不脫產進修，農閑時集中講授作物栽培和育種等基礎知識，播種或栽培管理季節有組織地進行現場教學。學員不僅要堅持係統地業務進修，而且要承擔本村專業組的技術培訓，以及指導農業生產活動。因此，舉辦農業科技班對於本地區的農業科學知識的普及教育，農業科學試驗的廣泛開展，農業生產的迅速發展起著巨大的推動作用。作為該校農業科技班的主講教師之一，我們主要從下述幾個方麵開展教學工作：
1廣泛搜集農業科技信息，為農業科學的普及教育，當好宣講員
為了向學員們講授先進的作物栽培技術，我多次走訪市縣農業科研部門，向專業科技人員和專家們學習，廣泛地搜集各種農業技術資料。到東北旺、雙橋和張喜莊等國營農場、嶽各莊和李各莊等農村參加實踐活動。在學習和實踐的基礎上，先後編寫出冬小麥、夏玉米、水稻、棉花和甘薯等作物栽培的講授提綱約10萬多字，每次講課之前都將裝訂成冊的資料發給學員。在講授過程中，不但向學員介紹這些資料的實用性和可行性，而且說明這些資料的來源，以便提醒他們注意有關科技發展的新動向，並進一步搜集農業科學的新信息。
2親自開展相應的農業科學試驗，為普及農業科學知識做出示範
在農村普及農業科學知識""百聞不如一看，百看不如一幹""。為了使學員們相信理論教學的實用性和可行性。一方麵，在學校的教學試驗園地裏進行了各種作物的豐產栽培試驗；另一方麵，與一些農村科技員配合，在他們分管的地塊裏開展單項農業科學試驗。校內外的有關科學試驗活動均取得成功，在試驗田的示範作用下，使理論教學對學員產生了極大的吸引力。
3協助科技員搞好示範田和製種田
在農村開展農業科學試驗是有一個過程的，既不能包辦代替，也不能強迫命令。協助農業科技員搞好他們負責的示範田和製種田，對於農村開展科學試驗起著促進作用。
4做好作物栽培技術的谘詢或指導工作
某一地區近三萬畝土地，其中冬小麥和套種玉米的種植麵積達到2.8萬畝，其餘為水稻、棉花、蔬菜、甘薯和果樹等。農業科技班的培訓工作，以小麥、水稻和棉花的豐產栽培為主要課題。每逢這些作物生長發育的關鍵時期，農業科技班則以現場教學為主。此時，由主管農業的鄉幹部(兼校長)親自帶隊，由主講教師帶領部分骨幹學員，深入到各村的每塊豐產方，逐塊地進行苗情診斷，同負責該地塊的專業科技員和群眾一起，製定出因地製宜和因苗管理的具體措施，從而把豐產栽培技術落到實處。
每一期學員的現場教學約有5次，每一次現場教學活動大約持續3天。在這樣的現場教學過程中，不僅要進行理論講述，而且要示範技術操作。在每個田間地頭，不僅有科技班的學員，而且有幹部和群眾。他們隨時會提出一些疑難問題來。此時，主講教師和骨幹學員將這些問題解答。因此，為取得現場教學的良好效果，主講教師和骨幹學員事先分別進行調查研究，並經過充分地討論做到心中有數。這樣，現場教學不僅起到技術谘詢的作用，而且起到技術指導作用。現場教學使作物豐產栽培技術得到普及和推廣，一支既有知識又懂技術的農業科技隊伍逐漸形成，有力地促進了農業發展。
此外，在本地區還逐步推廣了矮壯素的使用，小麥的葉麵噴磷、水稻的半旱育秧、棉花的營養缽育苗、甘薯的溫床育秧、雜交玉米的套種等栽培管理技術。在有些村推廣了植物生長素的使用、土豆二季作和種薯的溝藏、雜交高粱的製種等。總之，農村中學的生物教師，為農業現代化培養了人才。
二、更新教學觀念，深化教學改革
(一)製定和完善高中生物課程計劃
以往的高中生物課程基本上隻有必修課一種類型，不利於學生生動活潑地發展和形成特長，此外，高中生物課程對實驗技能和理論聯係實際的技術教育重視不夠。因此，推動生物教學改革的進程，必須相應的調整課程計劃。在學校的統一計劃和大力支持下，從學生水平和教學設備條件出發，通過反複實踐和探索，將我校的高中生物課程劃分為：必修課、選修課、技術課和興趣課四種類型。
1高中生物必修課
高中一年級開設生物必修課，教學時間為每周3課時。按照高中生物學教學大綱的要求，必修課的教學必須使全部學生達到會考目標。針對現行高中生物課本存在的實驗內容偏少，知識趣味性差，文字表述繁瑣等缺陷，適當的增加實驗內容，盡量采用知識與實驗同步的教學形式，以及運用現代化電教手段等。
2任選課和必選課
高一和高二開設生物任選課，教學時間為每周2課時，每學年共計60課時。高一生物任選課程內容為生物實驗技術，高二為生物醫學和遺傳學的實驗技術。選修生物和醫學實驗技術的學生，多數是生物愛好者，或抱有繼續學習生命科學的誌向。開設實驗技術選修課程的目的，在於對生物愛好者加強實驗技能的訓練，為他們繼續學習生命科學打下比較紮實的基礎。高三理科班開設生物必選課，教學時間為每周3課時。這類必修課帶有高考總複習性質，高考科目取消生物學之後，高三理科的生物必選課停開。
3技術教育課
按照學校課程計劃的統籌安排，高中二年級的技術教育課程含有部分生物學內容，教學時間為每周2課時，共計30課時。從學校實際出發，技術教育課程內容有：製作生物玻片標本、植物組織培養、無土栽培、切花技術、校園綠化等。上述技術課程的教學目的，在於使學生初步學會生命科學研究常用的石蠟切片技術，以及幾種非切片製片技術，初步掌握與綠化和美化環境有關的植物組織培養等基本技術。
4興趣活動課
高一和高二年級部分學生參加的興趣活動課，教學時間為每周2課時，每學期共計30課時。興趣活動課實際上是部分學生參加的生物學科小組，根據學習目標的不同，分為科技活動組和特長生培訓組兩種。科技活動組的課程內容以植物組織培養為主，學生進行專題性科學實驗。學生經過一年或兩年的學習和實踐，能夠比較熟練地掌握植物組織培養的基本技術，並取得某些科學實驗的成果。特長生培訓組的課程內容與市生物奧林匹克學校的課程內容一致，主要是對學生進行學習指導。
上述高中生物課程計劃，是經過八年時間逐步製定和不斷完善起來的，近兩年的高中生物教學全麵實施這個課程計劃。實踐表明，高中生物課程實現多樣化，為學生的個性發展提供可靠的保證，為進一步培養社會主義現代化建設所需要的專門人才奠定了較紮實的基礎。我校曆年來的理科考生中，考入重點大學的生物學和醫學專業的人數約占20％左右。有的考生被直接選送到國外名牌大學，學習生物工程和腦科學等尖端專業。
(二)製定高中生物教學目標
教學目標是指導教學活動的具體行為準則。製定高中生物必修課的教學目標，是我們采取的深化學科教學改革的重要措施之一。這項教學改革工作從1985年開始，經過四年時間，一邊學習一邊實踐，從我校的教學設備、教師素質和學生質量的實際水平出發，製定出生物教學目標，以它作為指導教學活動的準則和評價教學質量的根據，對深化教學改革和提高教學質量起著推動作用。
1全麵提高學生素質是教學目標的根本
學科教學目標是根據學校教育總目標而製定的具體教學目標，它是貫徹和落實中學教學大綱精神的重要措施之一。因此，製定學科教學目標，既要以教學大綱為根據，又要與學校教育總目標保持一致。根據教學大綱的規定，高中生物的教學目的和任務可概括為：激發興趣、獲得知識、形成技能、培養能力、陶冶思想和促進健康六個方麵。總之，高中生物教學要立足於全麵提高學生素質，為培養社會主義現代化建設所需要的專門人才，奠定比較紮實的基礎。因此，製定高中生物教學目標，又必須以全麵提高學生素質為根本。具體要求如下：
(1)激發學習興趣。興趣是學習動機的主要誘因之一，學習動機則是促進學生主動學習的動力。激發學生的學習興趣有多種途徑和方法，但課堂教學是主要途徑。在課堂教學過程中，教師應重視以係統性強和富有趣味性知識內容，新穎多樣和富有吸引力的教學方法來組織教學，使學生既獲得知識又感到輕鬆愉快，從而產生一種探究生命奧秘的潛在欲望，並不失時機地利用各種誘因，將學生興趣和動機由潛伏狀態轉入持久的活動狀態，從而調動他們的學習積極性和自覺性。
(2)獲得生物學基礎知識。高中生物課程內容，主要闡述生命的本質和活動規律，以及生物界的發生、發展和現狀。通過課堂教學等活動，應使學生理解生物區別於非生物的基本特征，生命物質和能量的轉變，結構和功能的相互作用及其動態變化，內穩態及其調節，遺傳信息的編碼、傳遞、表達和改變，進化及其生物的多樣性和適應性，以及生物與環境之間相互依存和相互製約的複雜關係。總之，使學生獲得達到預期教學目標所必需的基礎知識。
(3)形成生物學基本技能。基本技能是在掌握必要的基礎知識的基礎上，通過反複實踐而逐漸形成的。它既是繼續學習和掌握知識的重要條件之一，又是將知識轉化為能力的中間環節。生物學的基本技能主要包括：進行生物觀察、記載和整理資料的技能；采集和製作簡單生物標本或模型的技能；繪製簡單的生物結構圖、模式圖、示意圖和圖解的技能；進行生物實驗設計、準備和操作，積累和整理實驗結果的技能；與生命科學有關的某項生產技術操作技能。
(4)培養生物學基本能力。培養能力歸根結底在於發展學生智力，智力則是以科學思維為核心的多學科基本能力的綜合體現。中學生物教學的能力培養目標，就是最大限度地培養學生的觀察能力、實驗能力、自學能力和思維能力，為發展學生智力打基礎。觀察能力包括：對生物體結構的微觀觀察、對生物與環境關係的宏觀觀察，以及對各種直觀教具的觀察；實驗能力包括簡單實驗的設計和準備、實驗操作或野外采集、實驗觀察和記錄、實驗結果的預測或分析等。自學能力主要指獨立學習基礎知識的能力，包括掌握學習的基本方法，具有良好的學習習慣，能夠獨立地收集、加工、儲存、提取和表述知識信息，自學效率高。思維能力主要指能夠正確理解生物學的基本概念和原理，靈活運用於實際，並能夠發現問題、分析問題和解決問題。
(5)陶冶思想和情操。生物學知識中蘊含著許多德育因素，對學生樹立正確的人生觀和價值觀，形成科學的思想方法有著密切聯係。高中生物教學特別要重視將愛國主義教育、道德品質教育、科學世界觀和方法論教育，寓於知識教學之中，以陶冶學生的思想，形成良好的道德情操，以及自我教育的能力。此外，應使學生樹立生態學觀點，增強環境保護意識。
(6)促進身心健康發展。生物學是研究生命的本質和活動規律的科學，高中學生正處於青春後期發育階段，是增強體質和促進生理與心理健康發展的黃金時期。高中生物教學必須重視學生的保健教育，使之具有健康的體魄和心理素質，形成健康的審美觀念和能力，提高自我調節的能力，從而能夠適應現代化的生活環境。
2掌握教材體係和單元知識結構
教學目標作為指導教學活動的具體行為準則，主要包括知識和能力兩個方麵。這裏所謂的知識是指學科教材中的各個課題內容，它的範圍決定著教學和評估教學質量的廣度；所謂能力是指教學活動使學生達到的認知水平，它的預期目標決定著教學和評估教學質量的深度。由此可見，學科教學目標的製定必須遵循知識結構與認知結構統一的原則。知識結構既是教學目標的基本組成部分之一，又是確定認知目標的基礎。因此，掌握教材體係和知識結構，是製定教學目標的具體任務之一。
(1)高中生物的教材體係。學科教材體係由知識體係、技能體係和活動方法體係組成，其中，知識體係是教材的基本框架和主體部分。高中生物教材的知識體係是指各章課題的基本內容按其內在規律的編排順序，也就是教材的邏輯結構。
高中生物學的知識體係，以生命的基本特征、生命的發生發展、生物與環境為主線，按直線式編排而成的，各章的課題內容基本上不重複。但是，學生難以理解的某些基本概念或原理，在不同章節中有適當的重複，以螺旋式的編排方式逐漸擴大概念的內涵或外延，有利於學生深入理解和掌握概念。例如，細胞有絲分裂→減數分裂→配子生成；葉綠體→葉綠體色素→光合作用過程；DNA分子的基本元素種類→基本組成物質種類→基本結構單位→化學結構→空間結構(包括主鏈和堿基對的構成方式、排列關係和動態變化)。
技能體係是指以形成技能為主的實驗內容；活動方法體係是指以科學思維方式訓練為主的課程內容，包括生命科學簡史、生命科學的基本研究方法、科學家發現問題和解決問題的思維活動方式等。技能體係和活動方法體係是現行教材的薄弱環節，甚至還沒有形成各自的體係，這表明高中生物課本不適應落實培養目標的需要，因而影響到提高學生素質。
(2)高中生物學知識的分類。我認為，高中生物學基礎知識按其性質可分為：事實性知識、方法性知識、概念性知識和應用性知識。
事實性知識包括：描述生物界或生物體的各種具體事實和現象，以及有關的生物學術語。生物事實是生物界或生物體客觀存在的實體，生物事實在發展變化中顯示出的外在表現和內在的聯係通常叫做生物現象，而描述生物事實和現象的專門用語或詞彙，就稱為生物學術語。可見，事實性知識具有直觀性。例如，人體有206塊骨，每塊骨都有一定的形態、結構、功能和存在部位，以及發生、生長和發育的過程，骨與骨之間以一定方式相連結，都屬於生物具體事實。但是，骨的加長和增粗是生長現象；在骨骼肌收縮的牽引下骨繞著關節運動則是運動現象。骨和骨連結等屬於專業術語。