基于“结构与功能观”的高中生物教学策略思考

王剑锋

基于“结构与功能观”的高中生物教学策略思考

王剑锋

（广西河池市宜州区高级中学，广西河池546300）

结构与功能观是生命观最基本的理念，在探究生命现象或者生命活动时，生命体的结构对应着它的功能，结构与功能辩证统一，不可分割，作为基本的生命观，贯穿于整个生命系统的学习中。在进行高中生物教学时，教师要认识到结构与功能观的重要性，通过梳理教材中结构与功能的知识框架，在概念教学中凸显结构与功能观，以结构与功能观为主题设计单元教学，让学生在学习活动中感悟结构与功能观，在高阶思维活动中理解内化并形成结构与功能观，感知结构与功能的适应性，从而树立科学的生命观念。

结构与功能观；生命观念；教学策略

人们对生命现象或者生命活动进行探究时，基于功能与结构的辩证统一，开展相应的探究活动，在探究功能时对结构进行分析，在了解了结构后就会探究它的功能。结构与功能相互影响、相互适应，生命体的结构对应着相应的功能，有什么样的结构就会具备什么样的功能。当结构发生变化时，功能也会出现相应变化，而功能也可以对生命体的结构产生反作用，当功能改变超出一定范畴后，就会引发结构的改变。基于这一科学理念，开展生物学科的教学，有利于学生准确地理解生物知识，培养学生正确的生命观。

一、结构与功能观的概念

义务教育的目的就是培养学生的核心素养，促进学生综合性发展。尤其是在高中生物教学中，教师应该以生物教学内容为基础，让学生在学习过程中形成结构和功能观意识。结构和功能观属于动态性的，两者之间相互统一，相互对立。高中生物教学有很多内容中涉及结构和功能，如组织系统、组织个体、种群群落、生态圈等。所以，教师在实际教学中应该重视具体例子的运用，让学生能够深入地探究生命的本质及规律，逐渐地让学生形成完整的知识体系，培养学生的生命理念。想要实现这一教学任务，培养学生结构和功能观意识，教师应该摒弃传统的教学思想和教学方法，应该与时俱进，改革教学理念，运用新的教学模式有效开展教学，让高中生物课堂教学更富有生命力、趣味性、具体化，让学生形成学科意识，保证教学效果，实现素质教育的目的。

二、基于“结构与功能观”的高中生物教学策略

（一）梳理教材中结构与功能的知识框架，在概念教学中凸显结构与功能观

基于结构与功能观进行生物知识的学习，有利于学生理解生命现象，掌握生命规律。教师要以教材为支撑对相关内容进行挖掘，并引导学生对其结构与功能间的关系进行探究。可以探究的对象极其广泛，小到核酸、蛋白质和细胞，大到生物体的组织、器官、系统，乃至种群、群落、生态系统，都可以基于功能与结构观进行探究，从而深化学生对于生命现象的认识，形成学科核心素养。教师要树立培养学生结构与功能观的意识，在深入研究教材的基础上，有意识地引导学生开展探究活动。

以人教版的生物学科教材来说，教材分层次地在知识内容中进行结构与功能观的渗透。必修1中对生物体结构和功能的基本单位细胞进行了探究，从细胞器、细胞膜和整个细胞这个角度，进行功能与结构的阐述，使学生了解功能与结构的相适应性。如氨基酸千变万化的排列顺序，造成了蛋白质分子多样性的结构，而蛋白质分子的多样性结构又在细胞中表现出多样性的功能；细胞器的不同结构特点，对应着不同的特定功能；细胞膜的结构和组成成分较相似，在功能上也较相似等。在必修2中对结构与功能的渗透，是从微观分子层面进行的，相关的知识内容是DNA分子和基因，在必修3中又从生物个体、种群、群落、生态系统层面，渗透了结构与功能间的辩证统一关系。

教师要重点把握这些知识内容，在进行相关内容的教学时重点培养学生的结构与功能观，在教学目标中明确结构与功能观，并围绕教学需求进行教学活动的设计。以《细胞膜的结构与功能》这节课的教学为例，教材的内容主要包含了细胞膜的获取、成分和功能。在进行教学设计时，教师就要树立明确的教学目标。在知识目标中，使学生掌握细胞膜的成分、结构和功能；在能力目标中，使学生自主地提出问题，做出假设，并从材料中提取关键信息，进行归纳总结，掌握制备细胞膜的方法；在情感态度价值观目标中，通过建立生物膜模型，对细胞膜的结构进行探究，掌握细胞膜的结构与功能，从而理解“生物结构与功能相适应”的观点，树立科学的生命观。

（二）以结构与功能为主题设计单元教学，让学生在学习活动中感悟结构与功能观

在“以生为本”教学理念的指导下，教学活动要围绕着学生的成长需求而开展，要对教学模式进行优化，使学生成为学习的主体。改变传统教师单方输出、学生被动学习与记忆的教学方式，使学生更好地参与到课堂学习中来，加强师生间的交流与互动，促使学生进行主动思考，主动提出问题、探究问题。在教学中，教师可以利用微课指导学生进行自主学习，可以通过小组合作的方式，让学生针对问题进行交流和讨论，可以让学生亲自参与实验，在实验中积累知识和经验，获得思维与能力的发展，更好地感悟结构与功能观。

生物学科是一门实践性较强的学科，有很多生物实验，教师要发挥实验教学的作用，利用实验教学提高课堂教学的效果。在实验教学中，教师要充分尊重学生的主体地位，使学生充分参与到实践中，一方面可以激发学生的兴趣，提高学生对课堂教学的参与度，从而发挥学生的主观能动性，进行积极主动地探究和学习；另一方面可以加深学生的学习体验，使学生在自主发现问题、分析问题、解决问题的过程中，获得思维能力的提升，以及实践操作能力的提升，并形成科学的探究意识和科学探究思维，掌握科学探究的方法。

比如还是在《细胞膜的结构与功能》的教学中，为了使学生更好地了解细胞膜的功能，教师可组织学生开展实验对细胞膜的功能进行探究。教师把学生划分成若干学习小组，然后发放实验材料，实验材料选自于生活中的常见材料，更加有利于提升实验效果，然后叮嘱实验事项，引导学生小组开展实验。在实验一中，分别用A、B两个烧杯，分别装入等体积的清水和沸水，然后把分别浸入新鲜的紫色苋菜叶，观察这两个烧杯中水的变化。实验二是A、B两组玉米粒数量相同，将B组玉米粒煮熟，然后在A、B两组玉米粒中分别加入红墨水，染色几分钟后用水轻轻冲洗两组玉米粒，观察两组玉米粒的变化。通过这两组实验，使学生边观察实验变化，边思考问题为什么实验一中B烧杯的水会变成紫红色？而A烧杯中的水却没有发生颜色变化？为什么实验二中，B组玉米粒会染成红色，而A组的玉米粒却没有颜色变化？由这两组实验，同学们可以推测出细胞膜的功能吗？在学生完成了实验和讨论后，由小组代表发表讨论结果，教师再对学生的讨论结果进行指正，利用这两组实验使学生了解细胞膜的功能，是将细胞与外界环境隔开，控制物质的进出，进行细胞间的信息传递。如教师在教学“生物膜的流动镶嵌模型”的内容知识点过程中，在给学生教授生物膜功能时，可以使用生物膜的流动镶嵌模型，让学生对结构和功能两者之间的联系性进行探究和思考。学生在小组合作讨论的过程中，能够深刻地了解结构和功能两者关系是如何形成的，教师也可以通过细胞膜结构与其运输功能两者间的联系性，培养学生的结构与功能观，实现教学任务。

（三）合理创设教学情境，在高阶思维活动中理解内化并形成结构与功能观

生物学科具有较强的专业性，需要记忆的知识点较多，教师在教学中要借助于教学手段，加深学生对于知识的印象，并把抽象的知识转化为具象的现象，从而创设出直观生动的情境，使学生可以直观地对知识现象进行理解，降低生物学科的学习难度。而且通过创设生活化情境，把知识内容与学生的日常生活现象联系起来，使学生从结构与功能观的角度，重新认识生活中的生物现象，并应用理论指导学生的实践，加强理论与实践的联系。创设教学情境的方式应用较普遍的是多媒体情境。由于信息技术的快速发展，使得教学资源越来越丰富，以往教学中很多难以具体展示的知识内容，都可以借助于多媒体进行详细的展示。比如很多微观层面知识、抽象知识内容等，都可以利用多媒体创设直观的情境。还有一些实验情境，由于实验条件限制和实验难度较大等，教师就可以直接借助于实验视频，对实验进行更加详细地展示，从而使学生可以更好地理解和记忆知识内容。这样就突破了教学中的难点，实现了教学质量的提升。

基于结构和生命观的生物学科教学，有很多内容都是较抽象的，或者是微观层面的，只能通过多媒体创设直观情境，才能使学生更好地感知知识内容。比如在探究细胞膜的结构时，教师就可以利用多媒体进行细胞膜结构的探究，展示欧文顿实验动画，并引导学生根据实验现象对膜的组成进行猜测，在观看完实验后推理出结论——膜是由脂质组成的。这个实验结论是由实验现象推理分析而得来的，引导学生对膜的成分进行提取、分离、鉴定，从而对推理结论进行验证，然后再通过多媒体展示制备细胞膜的实验，出示红细胞吸水胀破获取细胞膜的图片，并对细胞膜的获取原理进行讲解。细胞处于清水中，水就会渗入细胞中，细胞吸水过多后，就会涨破，这时细胞内的液体就会流出，液体流出后就获得细胞膜。接下来再通过多媒体展示生物学家对细胞膜的成分、成分结构、分子排列等一系列实验情境，并对知识内容进行讲解。最后通过流动镶嵌模型引发学生对于生物膜结构和功能适应性的讨论。由前面的实验内容中，得出膜的组成成分主要是磷脂、蛋白质和少量的糖类，膜的分离作用与膜的磷脂双分子层结构有关，蛋白质分子的位置造成了膜结构内外的不对称性，使膜的结构特点具有一定的流动性，最终造成膜的功能特征具有选择透过性，从而贯彻结构与功能观。如在教学“酶的特性”的内容过程中，想要在课程教学中能够有效渗入结构与功能观，教师可以借助多媒体技术给学生创设一个有趣、灵活的教学氛围。教师可以给学生播放酶活性改变实验视频，让学生通过直观地观看视频，了解pH、温度对酶产生的作用，这也让学生认识到pH、温度在动态改变的情况下也会让酶结构产生改变，最终让其的催化作用也受到影响。这样不仅能够让学生深刻地掌握酶的特性知识点，也在视频情境教学中，培养了学生的结构与功能观。

（四）创新生物教学方式，生动体现结构与功能观

教师如果想要在生物教学中培养学生的学科意识和核心素养，让学生形成结构和功能观。教师在实际教学中应该改变传统教学模式，根据生命规律为依据，全面认识和了解有关知识点，让学生以微观角度深刻地掌握生命体结构。所以，教师应该对教学模式进行创新和改革，让生物课堂教学告别传统教学的呆板、无趣，让教学更有内涵，进而培养学生结构和功能观念。如图文结合教学模式，能够让学生更好地掌握知识内容，加深知识记忆，更激发了学生的学习积极性和主动性。如教师在教学“免疫系统的组成和功能”内容知识点时，该课程教学要求学生能够掌握免疫系统的三道防线的内涵，并能表述出来，可以对非特异性免疫和特异性免疫的差异性进行有效区别，证明免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质三者之间的关联，并能理解三者之间的概念意义，最终可以形成完整的免疫系统组成模型。教师在教学中想要让学生能够深刻掌握和理解上述知识内容，教师可以利用网络搜索有关教学资料，然后通过多媒体设备在课堂上播放，让学生能够对免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质等有关内容进行学习和总结。在学生观看视频的过程中，也提升了学生的学习意识，让学生形成了完整的思维导图，进而培养了学生结构与功能观念，让学生清楚地认识到结构与功能观念两者之间是相互统一和对立的关系，强化学生的学习过程，让学生形成良好的学习习惯。所以，教师在教学中可以运用视频、图片等教学元素，引导学生构建思维导图，让掌握的知识形成体系化，这样才能促进学生形成正确的结构与功能观念。

三、结束语

在生物学科的教学中，教师要尊重学生的主体地位，并借助于多媒体情境和实验教学，激发学生的生物学习兴趣，加深学生的学习体验，培养学生的科学探究意识和科学探究能力，使学生在生动的情境和直观的操作中，感受到结构与功能的适应性。

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