探索生命观念的教学路径

陈英水 陈 欣

（1.晋江第二中学，福建 晋江 362212；2.福建教育学院，福建 福州 350025）

探索生命观念的教学路径

陈英水1陈 欣2

（1.晋江第二中学，福建 晋江 362212；2.福建教育学院，福建 福州 350025）

生命观念是生物学科核心素养的基础。高中生物学教学应注重联系生活实际，拓展概念，积极开展实验探究，引导学生构建生物模型，促进学生内化和深化生命观念，获得解决实际问题的能力和必备的品格。

生物学核心素养；生命观念；实验探究；生物模型

教育部《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》明确提出各学段学生发展核心素养体系。核心素养指学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自身发展、合作参与、创新实践。生物学培养核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等四个方面。生命观念不仅是高中生物学教学的重要组成部分，而且是学生认识生命本质及其规律的重要途径之一。高中生物学教师应明确生命观念包含哪些生物学思想与观点？高中生物学教学应如何促进学生形成正确的生命观念？

一、生命观念概述

生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。生命观念不等同于生物学重要概念，具有跨概念性和上位性，是众多概念的归纳、总结和提炼。

1.结构与功能观

“结构与功能相适应”是生物学基本观点之一，即一定的结构就必然有与之相对应的功能存在。结构的进化是为了更好地提升其功能，反过来功能的发挥又会影响结构的进化。［1］例如，细胞的生物膜系统，正是由于构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子排列、分布的疏密程度不同，不均匀性以及作为骨架的磷脂双分子层的迁移、自转、水平运动等特点，加之蛋白质载体的特异性，才能保证生物膜具有选择透过性与流动性的特点。生物膜是在原有膜的基础上，不断由新的脂质或蛋白质插入而逐渐增长的。插入的方式是有选择性地插入到膜的某一侧，维持着膜结构的不对称性。大多数磷脂是在内质网上合成的，可通过两种途径运送到各种膜结构中。第一种途径是通过磷脂转运蛋白，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体等细胞器膜中的脂质就是靠这种方式运送的。第二种方式是通过出芽和膜融合，如内质网通过出芽形成分泌囊泡运送蛋白质，膜脂也随之运送到高尔基体，并通过高尔基体形成分泌囊泡，将膜质运送到细胞膜。由于内质网与核膜相连，通过细胞分裂和核膜重建，内质网上合成的膜脂也就转移到核膜。由于细胞的胞吞和胞吐作用以及囊泡运输，使细胞膜和胞内的膜处于动态平衡状态。

2.进化与适应观

生物的进化与适应是生物界普遍存在的现象，是自然选择的结果。理解生命系统有许多层次，细胞是基本的生命系统。理解细胞的生命历程，领悟事物的发生、发展和消亡的普遍规律。进化是指物种突变，自然选择，使得物种遗传基因或频率改变的整个过程。适应是针对特定的环境或自然选择条件下，物种进化的结果。适应是进化的某一个特定片段，是相对微观的进化过程，即适应性进化。人类数百万年来一直在进化，欧洲人的乳糖耐受，非洲人的镰刀形细胞贫血症，都是典型适应的例子。

进化与适应观贯穿于整个高中生物学，如人教版高中《生物·必修2·遗传与进化》中的“现代生物进化理论”详细阐释了进化与适应的观点。

3.稳态与平衡观

稳态在自然界中普遍存在，在不断变化的环境中，生命系统能够通过自我调节实现稳态。稳态是生命科学的基本概念，分子水平上如基因表达的稳态调节、酶活性的稳态调节，器官水平上如血压、心率的稳态，个体水平如渗透压、体温、PH和血糖浓度的稳态，宏观水平上如种群数量的稳态、生态系统的稳态和生物圈的稳态。

例如人与动物体通过神经—体液—免疫调节网络的调节，各器官系统的协调配合，保持内环境的稳态，使人体与动物体内环境各种成分和理化性质保持稳态平衡。通过生物与生物、生物与无机环境的趋同进化，通过生态系统的自我调节，生物与无机环境协调发展，生态系统保持稳态平衡。自然界的物质循环与能量流动的稳态平衡，绿色植物的蒸腾作用和降雨将自然界的水控制在一个稳定的状态，产生自然界水的稳态平衡。

人教版高中《生物·必修3·稳态与环境》从系统的视角阐述生命活动规律、本质及稳态与平衡的观点，有助于学生从个体和群体水平上认识生命系统内部调节机制及其于环境相互关系。

4.物质与能量观

物质和能量的关系不但是物理学的研究领域也体现着生物学的基本思想。人的存在，是依附于宇宙之中的，人是宇宙之中的一颗“尘埃”，是物质、能量、信息的综合体，并且生命力非常活跃，具备有独立的生存模式。［2］理解生命的物质性及生命物质的特殊性，理解生命系统的开放性，即要与周围环境进行物质、能量和信息的交换。例如，光合作用是将光能转化成有机物的过程，呼吸作用则是将有机物蕴含的能量释放出来的过程，二者之间的关系还体现着守恒的思想；又如，食物作为一种物质，被人体摄入后，经过消化吸收，再被细胞氧化分解释放出能量，供给人类的生命活动。

人教版高中《生物·必修1·分子与细胞》“组成细胞的分子”主要讲述细胞的物质组成。细胞是由大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等和微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等组成的，细胞是生命系统的基本单位，细胞以及由细胞构成的生物体均由物质组成的。如果缺少这些元素生命活动会受到一定的影响。例如，人体缺Ca会生长疼、抽筋、乏力、烦躁、精力不集中、容易疲倦，还伴有牙齿发育不良，易感冒等症状；缺锌影响生长发育、智力及学习能力等。蛋白质是生命活动的体现者，必需氨基酸需要从奶制品、肉类、大豆等食物中获取，自身不能够合成，应在平时合理搭配食谱，注意营养均衡，保持身体健康。核酸是生物体的遗传物质，也是重要的营养素。生命活动离不开能量，糖类是主要能源、脂肪是主要储藏能源、ATP是直接能源等。

人教版高中《生物·必修3·稳态与调节》探讨了通过食物链和食物网实现物质循环与能量流动，深入地阐述了物质循环与能量流动等生物学观点。

二、生命观念的教学实践

1.联系生活拓展概念

知识来源于生活，服务于生活。杜威也说过“最好的一种教学，牢牢记住学校教材和实际经验二者相互联系的必要性，使学生养成一种态度，习惯于寻找这两方面的接触点和相互的关系”。因此，教学时应充分利用教材中的“与生活的联系”“与社会的联系”等栏目，将知识与生活有机地联系起来，引导学生寻找知识和生活的接触点和相互的关系，运用生物学知识分析生活中的生命现象，提高生命观念素养水平。［3］

教学中教师应该适当拓展有关概念，帮助学生形成正确的生命观念。例如，在“物质跨膜运输的实例”和“物质跨膜运输的方式”这两节教学中，教师可以拓展渗透的含义、高渗、低渗、等渗溶液的概念以及几种被动运输的载体蛋白和主动运输的过程。被动运输是顺浓度梯度运输，借助浓度差所蕴含的势能，不需要消耗细胞代谢产生的能量；主动运输是逆浓度运输，需要载体和借助细胞代谢产生的能量，选择吸收或排除有关物质。促进学生形成结构与功能、稳态与平衡、物质与能量等正确的生命观念。

再如，神经调节与激素的关系，体温调节主要是调节产热与散热的平衡，体现了物质与能量观、稳态与平衡观，神经系统与内分泌腺的结构与功能相适应，两者相辅相成，体现结构与功能观及整体协调的进化与适应观。

2.加强生物学实验探究

实验可以直接帮助学生形成生命观念。理解科学过程，最重要的是亲历实验和探究。［4］“探究酵母菌细胞呼吸的方式实验”酵母菌在无氧时进行无氧呼吸，有氧时是进行有氧呼吸，学生通过设计、实施实验，观察动感的、明显的实验现象以及两组实验现象的显著不同，探究与领悟酵母菌存在两种不同的细胞呼吸方式，以此感悟生命，深化理解结构与功能、物质与能量观等生命观念。

学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神，塑造正确的生命观念。［5］例如，“光合作用的原理和应用——证明光合作用产生淀粉”探究实验，利用对天竺葵叶片结构与功能特点的认识，可以促进学生形成结构和功能观；利用天竺葵的光合作用实验过程，帮助学生理解物质与能量的转化过程，形成物质和能量观；实验过程结合呼吸作用的讲解，可以帮助学生形成稳态与平衡观；实验过程结合生物营养类型的拓展分析，也有利于学生形成进化与适应观。

3.生物模型建构概念

生物模型包括物理模型、数学模型和概念模型。生物模型的建构有助于学生自主建构概念，灵活运用知识，提升生命观念素养水平。

学生一般是喜欢活动体验，要充分利用学生的天性，注意多设计、开展体验性活动，让学生在体验的过程中学习知识，不但可以激发学生的学习积极性还可以提高学习效率，在活动中提升正确的生命观念。例如“制作DNA双螺旋结构模型”，学生在合作制作DNA双螺旋结构模型过程中，感受到DNA结构的美妙、严格的碱基互补配对，形成结构与功能观。

又如学习“种群的增长”时，提出对家鼠等有害动物的控制措施，教师可以利用家鼠等动物增长曲线数学模型，促进学生理解不同生境下不同种群的增长，从而让学生运用所学知识解决生活中的问题，探索种群增长的生命奥秘，形成进化与适应、稳态与平衡等生命观念。

概念图不但可以帮助学生建构概念，还可以在绘制过程中帮助学生形成结构和功能相适应的生命观点，通过梳理知识的层次关系，发现知识之间的内在联系，促进对知识本质的认识，从而促进学生生命观念的形成。［6］例如复习“细胞的结构与功能”时，可以让学生绘制概念图，并引导学生理解、体验结构和功能相适应、稳态与平衡、物质与能量、进化与适应等生命观念。

总之，生命观念是生物学科培养核心素养的基础，要在教学中落实生命观念，就要求教师转变教学观念，帮助学生养成自主学习的习惯，在教学中要注重联系生活实际，积极开展实验探究，引导学生构建生物模型，促进学生在理解生物学重要概念的基础上形成结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等生命观念，并且能用生命观念认识生命世界、解释生命现象，进一步内化和深化学生的生命观念与核心素养，使学生获得解决实际问题的能力和品格。

［1］黄书尧.人教版初中生物学教材中的“结构与功相适应”实例［J］.生物学教学，2013（6）.

［2］蒋杜林.基于高中生核心素养培养的生物学科素养的思考［J］.中学生物学，2015（10）.

［3］吴成军.基于生物学核心素养的高考命题研究［J］.中国考试，2016（10）.

［4］周晓强.基于生物学核心素养的课堂教学体验［J］.中学生物学，2016（11）.

［5］周茜.巧设问题情境的案例分析［J］.中学生物学，2006（11）.

［6］李焘.“免疫调节”教学中STS教育的探讨［J］.中学生物教学，2015（9）.

2016年泉州市课题“基于核心素养发展的高中生物论证式教学的应用研究”（项目编号：QJYKT2014-049）；2016年晋江市课题“基于核心素养发展高中生物个性化教学策略的实证研究”（项目编号：JG1351-016）.

（责任编辑：赖一郎）