生物学课堂中培养学生的结构与功能观

万定珍

【摘  要】基于高中生物学科核心素养，在高中生物学课堂中培养学生的结构与功能观有利于从微观层面帮助学生理解生物学中蕴含的生命观念，从而促进学生逻辑思维、发散思维和创造性思维的发展，最终提高学生的知识应用能力。文章将阐述结构与功能观的含义与具体教学意义，分析高中生物学课堂中培养学生的结构与功能观存在的问题，并且以“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教材内容为例，提出高中生物学课堂中培养学生的结构与功能观的优化策略。

【关键词】高中生物学;结构与功能观;优化策略

结构与功能观属于生物学科核心素养中生命观念范畴的重要组成成分之一，其中覆盖了重要且丰富的生物内涵，体现了生物学科独特的育人价值。伴随现代化教育的持续深入，高中生物学课堂应当围绕核心素养展开具体的教学。基于此，培养学生结构与功能观将帮助学生理解结构与功能相统一的关系，借此逐渐丰富学生关于分子、细胞、组织、器官、系统等循序渐进的认知层次，从而促进学生兴趣与积极性的激发，促进生物探究活动的开展，最终落实生物学科核心素养。

一、结构与功能观的含义以及具体教学意义

（一）结构与功能观的含义

结构与功能观的内涵丰富，大致可以分为结构观、功能观、结构与功能的关系观三个方面。

首先是关于结构观的阐述。第一是生命系统结构的物质基础性，即生命系统的结构是以物质作为基础而形成的，这将揭示结构观与物质观之间的联系;第二是生命系统结构的层次性，即生物个体中分子、细胞、组织、器官至系统等结构层次或生物圈系统中个体、种群、群落至生态系统等结构层次;第三是生命系统结构之间的关联性，如生态系统中的食物链关系;第四是生命系统结构中的变化性，如减数分裂时期染色体与染色质的同质不同期变化与动态发展。

其次是关于功能观的阐述。第一是关于生物功能与一般性质的区分，即生物结构的功能指的是结构作为局部给予整体的生物贡献，这将揭示结构与功能关系的实质;第二是基于生命个体的两大特征出发的关于功能观的理解，即基于自我更新与自我复制两个基本特征完成对生命体各层次结构的功能理解;第三是基于维持生命系统的三个维度出发的关于功能观的理解，即基于物质、能量与信息三个方面完成对生命系统各层次结构的功能分析与理解。

最后阐述的是结构与功能的关系观。第一，结构与功能的关系是非线性和柔性的，不是单纯绝对的“结构决定功能”就可以解释其真正的内涵;第二，结构与功能的关系是联系性的，即一个结构功能的实现不能被孤立看待，而是需要多个结构与系统之间的相互配合才能实现某个结构的功能;第三，结构与功能的关系是存在“第三者”的，即结构功能的实现需要环境等外部条件;第四，结构与功能二者关系存在作用与反作用的概念，如肌肉功能是完成运动，属于正向作用，而运动影响肌肉结构变得发达，属于反向作用。

基于上述，结构与功能观涵盖内容丰富且存在一定的难度系数，但是在高中生物学中渗透结构与功能观的概念，将有利于培养学生的辩证思维与批判性思维能力，从而促进学生辩证唯物主义世界观的形成，体现了生物学科丰富的育人价值。

（二）结构与功能观的具体教学意义

1.促进学生对生物知识的理解

纵观高中生物学的知识，其中几乎都渗透了结构与功能观的概念。因而可知，结构与功能观是生物学知识的总结性概括，覆盖了高中生物学的许多知识，是学生理解生物知识并解答生物问题的重要途径。因此，教师在开展生物教学时培养学生结构与功能观，有利于丰富学生的生物学认知并促进学生的生物学知识呈现层次化与递进性，从而落实生物学科核心素养，促进学生对生物知识的理解，最终提高学生的学习效率。

2.提高学生知识应用能力

结构与功能观属于生物核心素养中生命观念的重要范畴。在具体的生物教学中培养学生结构与功能观，可以帮助学生从生物学习中形成科学正确的价值观，并在科学观念的基础上完成生物学现象、事件或思想的深入理解，掌握探寻生命活动的规律;同时学生在教师的引导下还将在结构与功能观的培养中掌握开展生物探究活动的能力，尝试运用生物知识解决生物实际应用问题，从而提高学生的知识应用能力。

3.促使生物知識具象化

高中生物学知识相较于初中生物知识，内容更为复杂繁多、覆盖范围更为宽广、抽象性与难度系数也更大。因此，在具体的生物学习中，学生需要发展相应的抽象思维能力、逻辑推理能力与批判性思维能力，从而促进生物知识的掌握与应用。而结构与功能观在生物教学中的渗透可以帮助学生在生物学习中形成科学的生命观念，并在此基础上运用结构与功能观具象化抽象的生物知识，从而提高学生生物学习的质量与效率，落实生物学科核心素养。

二、高中生物学课堂中培养学生的结构与功能观存在的问题

（一）结构与功能观内涵认知不准确

结构与功能观内涵丰富且复杂，但由于其同时具有丰富的育人价值，因此，大多数教师在实际的生物教学中会有意识地适时渗透结构与功能观等生命观念，希望以此培养学生科学的生物观念与促进学生的综合应用能力发展。但是，从目前培养学生的结构与功能观的现状看来，部分教师对于结构与功能观内涵的认知并不准确，导致结构与功能观在实际教学中的渗透出现偏差，不利于向学生正确传递结构与功能观的实质与价值，最终不利于结构与功能观在学生学习中发挥积极的应用意义与作用。

（二）结构与功能观教学形式不适合

结构与功能观属于核心素养生命观念中的范畴，其在高中生物教学中的渗透依赖于新兴的教学模式与教学方法。但是，从目前培养学生的结构与功能观的现状看来，部分教师并没有及时更新教学观念与教学手段，导致无法通过有效的教学形式传递结构与功能观等的生命观念，进而不利于学生掌握结构与功能观的知识概念与理解应用，从而影响学生的生物学习效率与质量。

三、高中生物学课堂中培养学生的结构与功能观的优化策略

以“生命活动的主要承担者——蛋白质”为例

（一）深入研究教材，提高教学水平

教师是教学过程中的引导者。因此，教师自身对结构与功能观的理解需要通过教学观念与教学水平的更新以保持一个正确科学的认知，并且在深入研究教材的基础上促进结构与功能观的教学渗透，从而提高学生对结构与功能观的认知程度与应用能力。以人教版“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教学内容为例，教师应当基于教材出发并加以自身理解，在教材的基础上落实结构与功能观的具体教学。首先，根据结构与功能观的内涵，教师应当将蛋白质教学分为三大层面。第一是蛋白质的结构教学，即按照氨基酸、二肽、三肽、多肽至蛋白质的认知层次投入教学，最终引出蛋白质结构多样性的生物学概念。第二是蛋白质的功能教学，即根据蛋白质在生物个体中的各个功用加深学生对蛋白质功能的认知与理解，从而引出功能多样性的生物学概念。第三是根据结构多样性与功能多样性的相互关系，教师可以以此解释蛋白质的结构与功能之间的关系，从而在潜移默化的学习过程中帮助学生不知不觉地深化结构与功能观的认知理解并且完成内化，即学生可以应用结构与功能观的概念完成自主的生物学习。

（二）引入问题导学，落实概念教学

问题导学是一种有效培养学生思维的教学模式，有利于落实具体详细的概念教学，为学生打下扎实的学习基础。因此，为促进结构与功能观在高中生物教学的渗透，教师可以引入问题导学的教学模式，通过一系列有意义的、富含逻辑关系的关键问题激发学生的思维活力、夯实学生的生物基础和促进生物的概念教学，促使学生采取活化的逻辑思维和抽象思维完成结构与功能观的认知理解，并在扎实的生物学基础上完成结构与功能观的应用与科学探究，从而使结构与功能观的价值最大化。以人教版“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教学内容为例，教师在丰富蛋白质结构教学的细节时，可以在氨基酸、肽链与蛋白质的递进性认知层次中向学生提出问题，如“氨基酸经过什么方式形成肽链”“肽链经过什么变化才能构成蛋白质”等，如此可以一步一步引领学生完成蛋白质的结构学习，从而发展学生的逻辑思维，进而深化结构观的认知框架。

（三）引入思维导图，明晰具象教学

思维导图是一种有效激发学生抽象思维的教学方法或学习技巧，其在高中生物教学中的引入可以帮助教师开展具体化的教学，从而提高教学效率;同时还可以帮助学生厘清学习思路，明晰知识点之间的逻辑关系，从而提高接收知识的效率与品质，最终提高学习效率。因此，为促进结构与功能观在高中生物教学中的渗透，教师应当在实际教学中灵活采取思维导图的形式展开具体的教学。以人教版“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教学内容为例，教师可以利用结构与功能观的内涵完善该章节的教学框架与板书。首先，教师将教学框架总体一分为二，其一为结构教学，其二为功能教学。其次，教师遵循结构观与功能观的概念特点，将蛋白质结构教学按照氨基酸、肽链与蛋白质认知层次分别完成教学;将蛋白质功能教学按照不同的功用如结构蛋白、催化蛋白、运输蛋白、调节蛋白和免疫蛋白等分别落实具体的功能教学。最后，根据二者之间的联系，完成结构与功能关系观的认知确立，从而有效渗透结构与功能观的生命观念，最终落实生物学科核心素养。

（四）引入生活教学，落实核心素养

生活教学是一种行之有效的教学方法，其在实际教学中的应用可以有效拉近生物学与学生生活之间的距离，帮助学生同时转换生物与生活的视角看待生物學知识，从而提高知识内化的效率，即提高应用教学的效率，促进生物学科核心素养的落实。因此，为促进结构与功能观在高中生物教学的渗透，教师可以适时引入生活教学，借助生活现象或采取生活化语言落实具体教学，从而提高学生的知识综合应用能力。以人教版“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教学内容为例，教师可以通过生活中糖尿病的胰岛素注射治疗的现象引发学生对蛋白质结构的思考，即向学生提问“为什么胰岛素采取注射的形式而非口服呢”，以此可以深化关于蛋白质的结构教学，帮助学生完成生活实践与知识理论的结合，从而落实结构观的概念，最终影响结构与功能观在生物教学中的渗透。

四、结束语

以“生命活动的主要承担者——蛋白质”的教材内容为例，教师在高中生物学课堂中培养学生的结构与功能观，需要通过多样化的方式完成教学。如通过问题导学，落实概念教学，夯实生物基础;如通过思维导图的引入，明晰具体的教学，培养学生的抽象思维;如引入生活教学以落实应用教学，提高学生的知识应用能力。以此可以促进学生结构与功能观的概念培养，促进生物学科核心素养的落实。

【参考文献】

[1]杨梅桦.高中生物学教学中结构与功能观的培养研究[J].智力，2022（2）：16-18.

[2]刘颖.基于生命观念中结构与功能观的教学实践研究[D].阜阳：阜阳师范大学，2021.