陳英水 陳 欣

（1.晉江第二中學(xué)，福建 晉江 362212；2.福建教育學(xué)院，福建 福州 350025）

探索生命觀念的教學(xué)路徑

陳英水1陳 欣2

（1.晉江第二中學(xué)，福建 晉江 362212；2.福建教育學(xué)院，福建 福州 350025）

生命觀念是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)。高中生物學(xué)教學(xué)應(yīng)注重聯(lián)系生活實際，拓展概念，積極開展實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物模型，促進(jìn)學(xué)生內(nèi)化和深化生命觀念，獲得解決實際問題的能力和必備的品格。

生物學(xué)核心素養(yǎng)；生命觀念；實驗探究；生物模型

教育部《關(guān)于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務(wù)的意見》明確提出各學(xué)段學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)體系。核心素養(yǎng)指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關(guān)愛、家國情懷，更加注重自身發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐。生物學(xué)培養(yǎng)核心素養(yǎng)包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等四個方面。生命觀念不僅是高中生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，而且是學(xué)生認(rèn)識生命本質(zhì)及其規(guī)律的重要途徑之一。高中生物學(xué)教師應(yīng)明確生命觀念包含哪些生物學(xué)思想與觀點？高中生物學(xué)教學(xué)應(yīng)如何促進(jìn)學(xué)生形成正確的生命觀念？

一、生命觀念概述

生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法。生命觀念不等同于生物學(xué)重要概念，具有跨概念性和上位性，是眾多概念的歸納、總結(jié)和提煉。

1.結(jié)構(gòu)與功能觀

“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”是生物學(xué)基本觀點之一，即一定的結(jié)構(gòu)就必然有與之相對應(yīng)的功能存在。結(jié)構(gòu)的進(jìn)化是為了更好地提升其功能，反過來功能的發(fā)揮又會影響結(jié)構(gòu)的進(jìn)化。［1］例如，細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)，正是由于構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子排列、分布的疏密程度不同，不均勻性以及作為骨架的磷脂雙分子層的遷移、自轉(zhuǎn)、水平運動等特點，加之蛋白質(zhì)載體的特異性，才能保證生物膜具有選擇透過性與流動性的特點。生物膜是在原有膜的基礎(chǔ)上，不斷由新的脂質(zhì)或蛋白質(zhì)插入而逐漸增長的。插入的方式是有選擇性地插入到膜的某一側(cè)，維持著膜結(jié)構(gòu)的不對稱性。大多數(shù)磷脂是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的，可通過兩種途徑運送到各種膜結(jié)構(gòu)中。第一種途徑是通過磷脂轉(zhuǎn)運蛋白，如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體等細(xì)胞器膜中的脂質(zhì)就是靠這種方式運送的。第二種方式是通過出芽和膜融合，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過出芽形成分泌囊泡運送蛋白質(zhì)，膜脂也隨之運送到高爾基體，并通過高爾基體形成分泌囊泡，將膜質(zhì)運送到細(xì)胞膜。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核膜相連，通過細(xì)胞分裂和核膜重建，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的膜脂也就轉(zhuǎn)移到核膜。由于細(xì)胞的胞吞和胞吐作用以及囊泡運輸，使細(xì)胞膜和胞內(nèi)的膜處于動態(tài)平衡狀態(tài)。

2.進(jìn)化與適應(yīng)觀

生物的進(jìn)化與適應(yīng)是生物界普遍存在的現(xiàn)象，是自然選擇的結(jié)果。理解生命系統(tǒng)有許多層次，細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。理解細(xì)胞的生命歷程，領(lǐng)悟事物的發(fā)生、發(fā)展和消亡的普遍規(guī)律。進(jìn)化是指物種突變，自然選擇，使得物種遺傳基因或頻率改變的整個過程。適應(yīng)是針對特定的環(huán)境或自然選擇條件下，物種進(jìn)化的結(jié)果。適應(yīng)是進(jìn)化的某一個特定片段，是相對微觀的進(jìn)化過程，即適應(yīng)性進(jìn)化。人類數(shù)百萬年來一直在進(jìn)化，歐洲人的乳糖耐受，非洲人的鐮刀形細(xì)胞貧血癥，都是典型適應(yīng)的例子。

進(jìn)化與適應(yīng)觀貫穿于整個高中生物學(xué)，如人教版高中《生物·必修2·遺傳與進(jìn)化》中的“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”詳細(xì)闡釋了進(jìn)化與適應(yīng)的觀點。

3.穩(wěn)態(tài)與平衡觀

穩(wěn)態(tài)在自然界中普遍存在，在不斷變化的環(huán)境中，生命系統(tǒng)能夠通過自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)是生命科學(xué)的基本概念，分子水平上如基因表達(dá)的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、酶活性的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，器官水平上如血壓、心率的穩(wěn)態(tài)，個體水平如滲透壓、體溫、PH和血糖濃度的穩(wěn)態(tài)，宏觀水平上如種群數(shù)量的穩(wěn)態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和生物圈的穩(wěn)態(tài)。

例如人與動物體通過神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)，各器官系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，保持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，使人體與動物體內(nèi)環(huán)境各種成分和理化性質(zhì)保持穩(wěn)態(tài)平衡。通過生物與生物、生物與無機環(huán)境的趨同進(jìn)化，通過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)，生物與無機環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)態(tài)平衡。自然界的物質(zhì)循環(huán)與能量流動的穩(wěn)態(tài)平衡，綠色植物的蒸騰作用和降雨將自然界的水控制在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，產(chǎn)生自然界水的穩(wěn)態(tài)平衡。

人教版高中《生物·必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》從系統(tǒng)的視角闡述生命活動規(guī)律、本質(zhì)及穩(wěn)態(tài)與平衡的觀點，有助于學(xué)生從個體和群體水平上認(rèn)識生命系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)節(jié)機制及其于環(huán)境相互關(guān)系。

4.物質(zhì)與能量觀

物質(zhì)和能量的關(guān)系不但是物理學(xué)的研究領(lǐng)域也體現(xiàn)著生物學(xué)的基本思想。人的存在，是依附于宇宙之中的，人是宇宙之中的一顆“塵埃”，是物質(zhì)、能量、信息的綜合體，并且生命力非?；钴S，具備有獨立的生存模式。［2］理解生命的物質(zhì)性及生命物質(zhì)的特殊性，理解生命系統(tǒng)的開放性，即要與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交換。例如，光合作用是將光能轉(zhuǎn)化成有機物的過程，呼吸作用則是將有機物蘊含的能量釋放出來的過程，二者之間的關(guān)系還體現(xiàn)著守恒的思想；又如，食物作為一種物質(zhì)，被人體攝入后，經(jīng)過消化吸收，再被細(xì)胞氧化分解釋放出能量，供給人類的生命活動。

人教版高中《生物·必修1·分子與細(xì)胞》“組成細(xì)胞的分子”主要講述細(xì)胞的物質(zhì)組成。細(xì)胞是由大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等和微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等組成的，細(xì)胞是生命系統(tǒng)的基本單位，細(xì)胞以及由細(xì)胞構(gòu)成的生物體均由物質(zhì)組成的。如果缺少這些元素生命活動會受到一定的影響。例如，人體缺Ca會生長疼、抽筋、乏力、煩躁、精力不集中、容易疲倦，還伴有牙齒發(fā)育不良，易感冒等癥狀；缺鋅影響生長發(fā)育、智力及學(xué)習(xí)能力等。蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，必需氨基酸需要從奶制品、肉類、大豆等食物中獲取，自身不能夠合成，應(yīng)在平時合理搭配食譜，注意營養(yǎng)均衡，保持身體健康。核酸是生物體的遺傳物質(zhì)，也是重要的營養(yǎng)素。生命活動離不開能量，糖類是主要能源、脂肪是主要儲藏能源、ATP是直接能源等。

人教版高中《生物·必修3·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》探討了通過食物鏈和食物網(wǎng)實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)與能量流動，深入地闡述了物質(zhì)循環(huán)與能量流動等生物學(xué)觀點。

二、生命觀念的教學(xué)實踐

1.聯(lián)系生活拓展概念

知識來源于生活，服務(wù)于生活。杜威也說過“最好的一種教學(xué)，牢牢記住學(xué)校教材和實際經(jīng)驗二者相互聯(lián)系的必要性，使學(xué)生養(yǎng)成一種態(tài)度，習(xí)慣于尋找這兩方面的接觸點和相互的關(guān)系”。因此，教學(xué)時應(yīng)充分利用教材中的“與生活的聯(lián)系”“與社會的聯(lián)系”等欄目，將知識與生活有機地聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生尋找知識和生活的接觸點和相互的關(guān)系，運用生物學(xué)知識分析生活中的生命現(xiàn)象，提高生命觀念素養(yǎng)水平。［3］

教學(xué)中教師應(yīng)該適當(dāng)拓展有關(guān)概念，幫助學(xué)生形成正確的生命觀念。例如，在“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗焙汀拔镔|(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健边@兩節(jié)教學(xué)中，教師可以拓展?jié)B透的含義、高滲、低滲、等滲溶液的概念以及幾種被動運輸?shù)妮d體蛋白和主動運輸?shù)倪^程。被動運輸是順濃度梯度運輸，借助濃度差所蘊含的勢能，不需要消耗細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量；主動運輸是逆濃度運輸，需要載體和借助細(xì)胞代謝產(chǎn)生的能量，選擇吸收或排除有關(guān)物質(zhì)。促進(jìn)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能、穩(wěn)態(tài)與平衡、物質(zhì)與能量等正確的生命觀念。

再如，神經(jīng)調(diào)節(jié)與激素的關(guān)系，體溫調(diào)節(jié)主要是調(diào)節(jié)產(chǎn)熱與散熱的平衡，體現(xiàn)了物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀，神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌腺的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，兩者相輔相成，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能觀及整體協(xié)調(diào)的進(jìn)化與適應(yīng)觀。

2.加強生物學(xué)實驗探究

實驗可以直接幫助學(xué)生形成生命觀念。理解科學(xué)過程，最重要的是親歷實驗和探究。［4］“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗”酵母菌在無氧時進(jìn)行無氧呼吸，有氧時是進(jìn)行有氧呼吸，學(xué)生通過設(shè)計、實施實驗，觀察動感的、明顯的實驗現(xiàn)象以及兩組實驗現(xiàn)象的顯著不同，探究與領(lǐng)悟酵母菌存在兩種不同的細(xì)胞呼吸方式，以此感悟生命，深化理解結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)與能量觀等生命觀念。

學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神，塑造正確的生命觀念。［5］例如，“光合作用的原理和應(yīng)用——證明光合作用產(chǎn)生淀粉”探究實驗，利用對天竺葵葉片結(jié)構(gòu)與功能特點的認(rèn)識，可以促進(jìn)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)和功能觀；利用天竺葵的光合作用實驗過程，幫助學(xué)生理解物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化過程，形成物質(zhì)和能量觀；實驗過程結(jié)合呼吸作用的講解，可以幫助學(xué)生形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀；實驗過程結(jié)合生物營養(yǎng)類型的拓展分析，也有利于學(xué)生形成進(jìn)化與適應(yīng)觀。

3.生物模型建構(gòu)概念

生物模型包括物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。生物模型的建構(gòu)有助于學(xué)生自主建構(gòu)概念，靈活運用知識，提升生命觀念素養(yǎng)水平。

學(xué)生一般是喜歡活動體驗，要充分利用學(xué)生的天性，注意多設(shè)計、開展體驗性活動，讓學(xué)生在體驗的過程中學(xué)習(xí)知識，不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性還可以提高學(xué)習(xí)效率，在活動中提升正確的生命觀念。例如“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，學(xué)生在合作制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型過程中，感受到DNA結(jié)構(gòu)的美妙、嚴(yán)格的堿基互補配對，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

又如學(xué)習(xí)“種群的增長”時，提出對家鼠等有害動物的控制措施，教師可以利用家鼠等動物增長曲線數(shù)學(xué)模型，促進(jìn)學(xué)生理解不同生境下不同種群的增長，從而讓學(xué)生運用所學(xué)知識解決生活中的問題，探索種群增長的生命奧秘，形成進(jìn)化與適應(yīng)、穩(wěn)態(tài)與平衡等生命觀念。

概念圖不但可以幫助學(xué)生建構(gòu)概念，還可以在繪制過程中幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生命觀點，通過梳理知識的層次關(guān)系，發(fā)現(xiàn)知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，促進(jìn)對知識本質(zhì)的認(rèn)識，從而促進(jìn)學(xué)生生命觀念的形成。［6］例如復(fù)習(xí)“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能”時，可以讓學(xué)生繪制概念圖，并引導(dǎo)學(xué)生理解、體驗結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)、穩(wěn)態(tài)與平衡、物質(zhì)與能量、進(jìn)化與適應(yīng)等生命觀念。

總之，生命觀念是生物學(xué)科培養(yǎng)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，要在教學(xué)中落實生命觀念，就要求教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，在教學(xué)中要注重聯(lián)系生活實際，積極開展實驗探究，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物模型，促進(jìn)學(xué)生在理解生物學(xué)重要概念的基礎(chǔ)上形成結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等生命觀念，并且能用生命觀念認(rèn)識生命世界、解釋生命現(xiàn)象，進(jìn)一步內(nèi)化和深化學(xué)生的生命觀念與核心素養(yǎng)，使學(xué)生獲得解決實際問題的能力和品格。

［1］黃書堯.人教版初中生物學(xué)教材中的“結(jié)構(gòu)與功相適應(yīng)”實例［J］.生物學(xué)教學(xué)，2013（6）.

［2］蔣杜林.基于高中生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的生物學(xué)科素養(yǎng)的思考［J］.中學(xué)生物學(xué)，2015（10）.

［3］吳成軍.基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高考命題研究［J］.中國考試，2016（10）.

［4］周曉強.基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)體驗［J］.中學(xué)生物學(xué)，2016（11）.

［5］周茜.巧設(shè)問題情境的案例分析［J］.中學(xué)生物學(xué)，2006（11）.

［6］李燾.“免疫調(diào)節(jié)”教學(xué)中STS教育的探討［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2015（9）.

2016年泉州市課題“基于核心素養(yǎng)發(fā)展的高中生物論證式教學(xué)的應(yīng)用研究”（項目編號：QJYKT2014-049）；2016年晉江市課題“基于核心素養(yǎng)發(fā)展高中生物個性化教學(xué)策略的實證研究”（項目編號：JG1351-016）.

（責(zé)任編輯：賴一郎）