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来源公众号：课程教材教法
作者简介
谭永平
谭永平，人民教育出版社副总编辑、编审，国家教材建设重点研究基地（中小学生物学教材研究）主任；刘丹，人民教育出版社人教研究院中小学科学教育研究中心副主任（主持工作）、副编审，国家教材建设重点研究基地（中小学生物学教材研究）执行主任。
摘要：“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材，应该具有强大的思政引领力，具有浓厚的中国底色；教材能够帮学生转识为智，知识指向理解生命世界和生物学，强调概念的深度理解和融会贯通，关注科学思维能力培养和对科学本质的理解；教材注意激发青少年的好奇心、想象力、探求欲，培养青少年从事科学研究的兴趣，让他们具备从事科学研究必备的能力基础；教材适教利学，且有充分的资源支撑教学。
关键词：教育强国建设；生物学；教材
2025年1月，中共中央、国务院印发《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》（以下简称《纲要》）。这是首个以教育强国为主题、以全面服务中国式现代化建设为重要任务的国家行动计划，是全面推进教育科技人才一体统筹发展、提升国家创新体系整体效能的顶层制度安排，对落实党的二十大重大部署，更好发挥教育强国建设在全面推进强国建设、民族复兴伟业中的先导任务、坚实基础、战略支撑作用，具有重大而深远的意义。《纲要》提出，“打造培根铸魂、启智增慧的高质量教材”。在教育强国建设大背景下，探讨“培根铸魂、启智增慧”的精品教材应该具有哪些关键特征，无疑具有十分重要的现实意义。笔者在学习和调研的基础上，结合多年从事中学生物学教材编写的经验体会，尝试提出“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材应具有四大关键特征，就教于大家。
一、“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材具有强大的思政引领力
《纲要》提出，加快建设具有强大思政引领力、人才竞争力、科技支撑力、民生保障力、社会协同力、国际影响力的中国特色社会主义教育强国。这“六大特质”中，思政引领力居于首位，“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材，首先就应该是具有思政引领力的教材。
中华人民共和国成立以来，我国历次课程改革中编写的教材，都很重视有机融入思想政治教育，发挥教材的德育功能，这是今后进一步提升教材思政引领力的良好基础。对标教育强国建设目标，生物学教材还需要进一步渗透社会主义核心价值观教育，有机融入党史、新中国史、改革开放史、社会主义发展史教育；进一步坚定文化自信，结合知识内容，有机融入社会主义先进文化、革命文化和中华优秀传统文化教育，融入铸牢中华民族共同体意识教育。
具有强大思政引领力的生物学教材，要从中国文化土壤中汲取营养，打好浓厚的中国底色。中国底色，是生物学教材培植中国根和中华魂的根基。
一是，教材要更有机地融入中华优秀传统文化，在生物学课程学习中融入中华民族的文化血脉。一方面，可以在教材中结合课程内容介绍中华先民的劳动智慧和科技成就，更多地反映中华民族的历史文化遗存，更多地融入中国古代思想家的思想智慧，更加有机地融入中国传统文学、艺术作品，中国民俗、历史遗迹，中华文明尊崇天道、和而不同等文明特质。另一方面，可以专门设计凸显中华优秀传统文化的栏目或活动，显性地呈现中华优秀传统文化与生物学的交融。
二是，教材要更充分地利用我国的生物资源和环境资源素材。教材在介绍自然环境、自然保护区、生物物种时，多介绍我国的生物资源、环境资源等，以此构成生物学教材中的中国底色。在讨论生活中的生物学问题时，多结合学生熟悉的中式生活、中国味道，也会赋予生物学教材更浓的中国底色。
三是，要让学生通过学习，更好地认识我国当前的社会生活，了解我国人民在党和政府领导下建设家园、发展经济、科技创新等方面的突出成就，这是中国底色的现实组成部分。
四是，要选取更加典型的、中国特色的表达方式。教材中部分插图可以用中国特色的国画来表达，部分插图在构图上适当体现中国传统水墨画意境深远、形神兼具的特色；作为题眼的部分内容，可以用中国诗词的形式来表达。在版式设计上，我们可以更多地融入中华传统文化审美情趣，主次分明、适当留白，体现简约、淡雅的中国艺术特色。
二、“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材着力于转识成智
“培根铸魂、启智增慧”是一个有机整体，但是，为了便于分析其中的“启智增慧”内涵，我们在此重点讨论智慧的含义和应该如何启智增慧。
智慧作为一种复杂的个体心理素质，以必要的智力水平和知识经验为基础，与直觉思维和自我反省有着密切的联系，表现为对复杂事物有所洞察和领悟，进而能够作出正确的抉择并采取适宜的策略加以应对和处置，具有较大的后天习得性和可塑性。智慧要以知识为基础，但不是知识的识记、理解，而是知识的融通和运用；智慧包含良好的思维能力和品格，包括具有审视、自我反省、开拓创新的品质；智慧既表现为解决问题的实践能力，也包括求真、求善、求美的态度精神。简而言之，从外在表现来看，智慧有实践指向，能将知识和能力用于实践；从内在品质来看，智慧是知识、能力和态度精神的整合，有很强的整体属性。此外，从促进学生智慧发展的角度看，智慧难以直接传递，而是需要转识成智。
必要的生物学知识是学科育人、发展智慧的基础，知识学习的意义主要就在于转识成智。
（一）教材中的知识指向理解生命世界和生物学
生物学课程的核心育人价值，或者说其他学科课程无法替代的育人价值，是引导学生理解生命世界、理解生物学。生物学教材的知识内容，应该支撑这一育人价值的实现。显然，在生物学教材中，应该有支撑这一目标既充分又必要的知识。
从理解生命世界和生物学来看，教材中的知识应该围绕生物学三大基本问题展开。生物学研究的对象是复杂的生命系统，生物学的核心是解释这个复杂的开放系统是什么、怎么运转、为何如此，即理解生命是什么、生命活动怎么运转、生命为什么会这样三个问题。
生物学教材中的知识内容，一定会涉及回答这些问题所需要的知识，更重要的是，教材中的知识内容，既要考虑理解生命世界所需要的、回答这三大基本问题的知识的充分性，又要从浩瀚的知识海洋中精选最有育人价值的知识，考虑知识的必要性。特别是，对于教材编写和教材理解来说，需要自觉地把众多生物学概念放到问题框架中去认识（见表1）。
表1 生物学课程中的核心概念对理解生命世界的意义
（二）强调概念的深度理解和融会贯通
从生物学教材中知识内容的组织来看，应该能促进学生将概念整合进概念网络。围绕着生物学三大基本问题形成的生物学的事实、概念和规律，是逻辑自洽的体系，是有机的整体。那么，那些具体的事实、概念和规律，如何构成有机整体呢？对生物学知识的有机整合，需要生物学思想观念作为框架结构。生物学思想能够将大概念、重要概念和具体概念贯通起来，从而有助于将生物学概念构成完整的概念网络。例如，细胞、基因、遗传、变异、稳态、环境、调节等概念，都包含了很多具体概念的大概念或重要概念，这些概念之间似乎是平行关系，对它们进行整合就需要以系统思想观念、进化思想观念、生态学思想观念等作为框架。
从教材对具体知识内容安排的做法看，要充分利用隐性和显性方法促进概念网络建构。教材要对知识内容进行有机组织，每个主题单元是整体，主题之间有关联。教材的单元、章、节设计，节内黑体字标题、重要概念、具体内容的编写，也需要整体考虑。例如，教材模块或单元有主线贯穿，教材不同单元内容之间有思想观念贯通，可以将零散的概念连接成概念网络。因此，那些具有统摄性的生物学思想观念，如进化思想、生态学思想、系统论思想，可以作为贯穿主题甚至是跨主题的纽带，表现在框架建构、知识内容阐述、活动内容安排、反馈检测、总结提升等教材宏观、微观的各个结构设计上。
首先，从教材的宏观设计上看，教材要依据课标，将课程中的学习主题结构化呈现，学科全部知识内容应该构成有机整体。教材知识内容的单元、章节之间应该具有较强的学科逻辑联系，是一个有机整体。同时，教材内容的整体性，不但要有暗线贯通，而且要有显性化的学科思想观念贯穿各主题概念，还可以在前言、结尾等部分安排起整合作用的内容。
其次，从教材的中微观设计上看，根据单元内容，教材需要结构化来帮助学生进行知识建构。教材的单元、章节、节内黑体字标题应该构成层次清晰、结构严整的体系，单元内容围绕大概念主题组织。在单元起始和单元结尾处，可以安排显性化学习提示或者总结提炼，将单元内容从建构主题大概念、形成观念和提升认识的角度整理与提升，帮助学生进行单元内容的结构化。
只有把概念放进概念的网络进行理解和运用，才能把生物学学活、学透、学通，也才能让学生在通过生物学概念建立生物学思想观念的过程中，感悟生物学中因果关系的复杂性，生物学规律的历史性、概率性等特点，在对生物学概念做梳理、总结的过程中，感受到生物学概念的独有特性，包括生物学概念的概略性、合目的性、隐喻性等特点。这样，学生对生物学知识的学习，就可以增进对生命世界的理解力。
（三）教材关注科学思维能力培养和对科学本质的理解
智慧是人们运用知识、经验、能力、技巧等解决实际问题和困难的本领，是人们对于历史和现实中个人生存、发展状态的积极审视、观照和洞见，以及对于当下和未来存在着的、事物发展的多种可能性进行明智、果断、勇敢的判断与选择的综合素养和生存方式。在智慧的诸多要义中，特别需要强调的是，智慧指向人的实践能力或实际本领，智慧的对象是现实的问题，智慧的方式具有实践性、探索性、创造性。
学科教育很容易出现的偏差，是只关注知识本身、关注知识有什么用，而不关注知识怎么来、知识是否合理。思考后面两类问题，正是发展智慧的重要途径。启智增慧的生物学教材，让学生不但知道“有什么生物学知识”“生物学知识有什么用”，也关注“为什么”“知识如何产生”“知识合理吗”等问题，建立对知识价值观念的有效追问。生物学作为科学领域的一门学科，学生学习了生物学课程，应该理解科学是格物致知的一种途径，其基本特点是以实证为判断尺度，以逻辑作论辩的武器，以怀疑作审视的出发点。
因此，从启智增慧的角度看，教材中的知识类型，不能只有我们以往最擅长介绍的那些知识。国际学生测评项目（PISA）2025科学素养测评框架指出，科学知识包括内容性知识（content knowledge）、程序性知识（procedural knowledge）和认识论知识（epistemic knowledge）。其中，程序性知识、认识论知识，容易被忽视，有时甚至缺乏。程序性知识、认识论知识，我们既可以把它们作为知识来介绍，也可以把它们结合探索知识的过程、对知识本质的认识来安排，也就是结合科学思维、科学本质来安排。
教材需要高度重视科学思维培养，因为具有科学思维能力和习惯，是有智慧的基本前提，也是具备科学家潜质的关键。现有的生物学教材已经在这方面做了很多探索。例如，教材中系统设计了“科学方法”“思维训练”栏目。“科学方法”呈现了比较、观察、设对照组等多种科学方法；“思维训练”从不同角度训练学生的思维，如提出问题、作出假设、区分事实和观点、概括、推理、分析和解释数据、系统思维等。同时，教材通过提供资料、问题引导等，让学生综合运用分析、比较、归纳、演绎、综合等思维分析问题、解决问题。栏目和相关问题的设置体现学习进阶，从而逐步深入地训练学生的科学思维。在启智增慧的背景下，教材中科学思维训练的内容，还需要进一步考虑其系统性、有效性，帮助学生了解如何进行科学思维。此外，还要结合内容性知识，全面地训练学生的科学思维。
首先，要为概念建构提供支撑材料，让学生在建构概念的过程中调动思维，体验知识的形成过程，从而既达成对知识的深刻理解，也通过了解知识如何得来而关注知识的合理性。在这一点上，以往教材设计的资料分析、思考讨论、观察思考等栏目，实际上就是起到提供支撑材料、引导学生自主建构概念的作用。
其次，有机融入科学史，还原科学家探索生命世界的关键过程，展示生物学知识建立的过程，让学生理解科学是开放和发展的，科学家需要通过获取证据、验证假说，提出理论。通过还原知识的形成过程，让学生理解科学的核心特征。
最后，将生物学知识放在社会大背景中考察，关注科学与人文的关系。有学者指出：科学知识是试探性的、经验性的、依赖理论指导的，在一定意义上，是人类的推理、想象和创造力的产物，与社会和文化紧密相关；观察与推理有区别；科学中没有唯一而万能的研究方法；科学理论和定律的功能不同但又相互关联。理解科学的本质必须把科学放到社会背景中，引导学生关注科学与人文的关系，既理解科学的有效性，也关注科学的局限性。
三、“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材有助于科技人才的培养
教育强国的六大特质，包括人才竞争力、科技支撑力。科技人才是支撑文化强国、教育强国、人才强国建设目标的关键所在。强大的人才竞争力、科技支撑力的实现，拔尖人才的培养，需要基础教育阶段和高等教育阶段的紧密配合。显然，放眼教育强国建设的宏伟目标，中学生物学教材的编研出版，应该助力培养科技人才。
有助于科技人才培养的生物学教材，应该能激发学生的好奇心、想象力、探求欲，在他们的心里播撒科学的种子，帮助他们既有客观的能力基础从事科学研究，又有主观的意愿从事科学研究。
（一）教材能激发学生的好奇心、想象力、探求欲
好奇心是一种渴望获取信息的积极情绪，想象力是需要多维信息与因素支持的认知形式，而探求欲是建立在好奇心与想象力基础之上的行动渴求。可以理解为，这三者体现了创新能力的基础，也即：好奇心＋想象力＋求知欲＝创造力。
教材应适当引入一些新奇、有趣的科学现象，但是不要停留在新奇表面，而要以此激发好奇心，引导学生去探索现象背后的科学原理。
一是结合生活经验创设情境，启疑生惑。教材应创设贴近学生生活的情境，提出原始科学问题，利用学生的前科学概念，让学生产生认知冲突，激活获取知识和信息的渴望，激发好奇心。基于学生生活创设真实情境引出问题或任务，使学生产生学习动机，在探究、实践过程中始终保持积极的探索热情。现有教材中已经有不少这样的例子。例如，教材在单元起始设计对开页，以一幅具有视觉冲击力的图片为情境素材，单元引言与问题串均由图片引出，并紧密结合单元内容，单元引言生动、有趣，问题串精心设计，层层深入，引导学生思考，激发深入学习的欲望。每章章引言以“科学故事”栏目创设学习情境，通过简短的科学故事引入，每节以“想一想，议一议”开启，利用生活现象、科学研究成果、生产实践活动等创设情境，提出问题，激活学生思维。尽管现有教材已有很多探索，但是如何更好地激发学生的好奇心，仍然是一个需要探索的话题。
二是启发与实践结合，放飞想象力。教材以静态知识传递、以理性思维培养为底色，在培养学生的想象力方面似乎有先天不足。但是，这不等于说教材不能培养想象力，教材在培养科学想象力方面，实际上是大有作为的。教材可通过科学家的故事、科学故事，介绍科学家基于事实大胆假设而最终发现新知识，让学生感受想象力在解决科学问题、形成科学新知识过程中的作用；可设置提高想象力的任务，引导学生展开联想和想象。教材通过提供科学事实、现象，引导学生从中作出猜想与假设，抽象出本质属性、建构模型，也能培植想象力。教材还可以设计一定的答案开放的习题，促进求异思维；通过实践活动等创造性的任务，让学生在解决问题时尝试联想，放飞想象力。
三是提高趣味性，激发学生对科学话题的关注。适当提高趣味性，是教材编写需要予以重视的问题。一方面，教材可以通过介绍科学家从事科学研究的经历，或者科学趣闻，提高教材内容的科学趣味性，激发学生对科学探索的兴趣。另一方面，教材在保证正文表述科学严谨的基础上，有些内容，如习题、课外阅读等内容的编写，可以考虑增加一些轻松活泼的表达。
（二）教材引导学生建立正确的科学技术价值观
教材通过介绍科学技术在社会生产、生活中的应用，引导学生建立正确的科学技术价值观，认识科学技术是第一生产力。一方面，可以通过类似“科学·技术·社会”等专门的栏目，介绍生物科学技术在社会生活中的应用、生物科学技术与社会生产生活的关系，引导学生正确认识科学与生产、生活及社会发展的关系，提升责任担当。另一方面，在教材正文、习题等处，渗透生物科学技术对社会生活、生产的促进作用，潜移默化地提升学生对科学技术价值的认同。
同时，教材需要注意引导学生关注科学和人文的关系，了解人类社会的发展不能只有科学技术而没有人文关怀。
（三）教材渗透科学精神与科学家精神、培植科学态度
具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业，其精神支撑是科学精神、科学家精神。
关于科学精神，有不少的研究都提出了其内涵。在价值取向上，科学精神表现为求真、创新；在认知取向上，科学精神表现为理性、质疑、实证、探究；在行为性格上，科学精神表现为好奇、坚持、协作、责任。其中求真是科学精神的核心，同时也是创新、理性、质疑、实证的基础，创新是科学精神的终极指向，引领着科学研究不断前进；这些科学精神既相对独立又协调一致，构筑了一个科学研究主体的基本形象。
关于科学家精神，我们可以依据中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》来理解，该文件中，明确了科学家精神包括爱国精神、创新精神、求实精神、奉献精神、协同精神、育人精神。
科学精神、科学家精神的培植，可以通过典型的科学探索案例和科学家从事科学研究的经历来开展。
通过介绍科学家的故事，引入科学史，让学生感悟科学家是如何从事科学研究的，体会科学研究过程中不迷信权威、平权争论、多元思考的科学精神。现有教材在这方面已经有不少的地方体现了这些要求。
教材中介绍了我国科学家的故事、我国新时代的伟大科技成就。通过介绍我国科学家的研究经历，让学生感悟科学家胸怀祖国、服务人民的爱国精神，勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神，集智攻关、团结协作的协同精神，甘为人梯、奖掖后学的育人精神。
教材设计的探究、实践活动，注意引导学生在开展探究实践的过程中，小组合作设计实验（实践）方案、分工开展活动，并讨论得出结论，让学生在这一过程中学会分工合作，潜移默化地树立科学精神、科学家精神。
（四）教材着力培植创新精神和实践能力
培养学生的创新实践能力是关键，也是面向未来的教材需要特别着力之处。
在《中国学生发展核心素养》报告中，实践创新是六大核心素养之一。报告中提出，实践创新主要是学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面所形成的实践能力、创新意识和行为表现。创新精神在本质上具有综合性、关联性和发展性特点。实践能力是保证个体顺利运用已有知识、技能去解决实际问题必须具备的那些生理和心理特征，包含四个基本构成要素：实践动机、一般实践能力因素、专项实践能力因素和情境实践能力因素。
在实践中运用知识和能力解决问题，是发展智慧的重要途径。教材一方面要设计实验探究活动，培养学生的探究能力，另一方面，需要比以往更加关注如何连接社会与生活，关注解决真实问题的跨学科综合实践，为创新能力的培养和发展提供机会。
当前，那些来自现实生活，需要综合运用多学科知识和技能来解决问题的跨学科实践活动，对于智慧的发展特别有意义。跨学科实践活动已经是生物学课程的重要内容，教材不但应该设计实践活动，而且实践活动应该有整体考虑、综合设计，要注意引导学生用跨学科的自然科学的视角，去亲身体验如何观察自然界、探索生命，综合运用物理、化学、生物学等学科知识方法来解决现实问题，通过跨学科实践整体地认识自然科学之间的一致性，达成对自然界、对自然科学的理解，在实践中培植创新精神。
四、“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材要适教利学
教材需要综合考虑生物学学科内在逻辑和学生的学习心理（也叫作心理逻辑），教材的内在结构是学科逻辑与心理逻辑的复合体。
一方面，生物学作为一门科学，其知识体系有内在逻辑。因此，从生物学的视野、教材内容的选择和组织来看，教材首先要反映生物学学科知识体系的精要部分，要以生物学学科知识逻辑体系为基本框架来组织内容；其次，要尊重学科内在逻辑，注意概念表述的准确性。另一方面，教材是供学生读、供教师教的，因此，中学生物学教材要考虑学生的学习心理，要适教利学。教材需要考虑学生的学习心理、尊重心理学规律。
基于上述考虑，适教利学的生物学教材应具有以下特征。
教材应关注学生的前概念。在安排内容时，要考虑学生的知识基础：知识的深度、广度和难度要得当，有利于调动学生已有的知识和经验，有利于学生自主建构新的概念。
教材知识的表述要兼顾科学性与通俗性：在保证科学性的基础上，努力将抽象的知识生动地呈现出来。
教材结构要鲜明：标题层次清楚、关键词语突出、内容要点容易把握。
教材还要有利于调动并维持学生的注意力：可在导入环节创设情境，激发学习兴趣；在内容的组织上，可延续一以贯之的情境，通过生动、有趣的问题启发学生思考，吸引学生持续的注意力；还要设计可行的探究、实践活动，通过任务驱动，帮助学生主动地启动思维，动手操作，自主学习。
教材设计要有利于知识的巩固、转化，知识的迁移和应用，以及思维能力的提升、态度责任素养的提高：教材中提出的问题和练习题，既要利于学生巩固并内化新知识（如提供多种变式练习），体现出知识之间的联系，又要注意创设应用知识解决新问题的情境，关注核心素养的提升；等等。
教材是静态的文本，且一般都是面向学生群体而编写，具有普适性，因此，面对差异化的学生发展，教材还应该具有一定的开放性和选择性，能够考虑不同层次学生的需求。
教材要便于教师教学。教材内容要与教学实际匹配；教材的一节内容要基本可以用整数课时去教学，内容安排要基本符合教学流程；教材中要提供可供选择的多种教学素材。
建设“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材，除了使教材具备以上四大关键特征，还应建设丰富多样的配套教学资源，包括教师教学用书、实验报告册、同步练习、教学理论参考、教学案例集等，以及包含数字教材和丰富资源的数字化教学系统，从而建设教材与现实沟通、与其他资源整合、利于教师教学和学生学习的平台与锚点，形成以教材为核心的教学资源矩阵，让教材承载的生物学学科育人价值得以充分实现。总之，“培根铸魂、启智增慧”的生物学教材，既要坚守中国底色，以中国根、中华魂铸魂育人，又要促进转识成智。在教育强国建设的大背景下，教材要吸纳人类文明的优秀成果，培植学生从事科学事业的能力，激发学生参与科学事业的热情，以文明的光辉照耀学生的未来，同时通过培育未来的科学家，为人类文明增添光辉。
本文选自《课程·教材·教法》2025年第9期第79-85页。
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