呈现·归纳·解释·抽象：学生生命观的养成

朱家礼 钟能政

(1.合肥市南园学校 安徽合肥 230001) (2.安徽省教育科学研究院 安徽合肥 230001)

生命观是指对观察到的生命现象及相互关系或特征进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，能够理解或解释生物学相关事件或现象的意识、观念和思维方法。生命观需要经过小学、初中到高中三个学段中具体科学概念的建立才能逐渐形成。

一、基于具体事物的生命观

在小学阶段，《小学科学课程标准》提出了“帮助学生初步形成生物的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点”。

(一)基于具体事物的结构与功能观

“结构与功能相适应”是生物学基本观念之一，在小学，我们一般理解为：一定的结构就必然有与之相对应的功能存在。这样的生命观是在观察具体生物的身体结构、器官特征的基础上逐渐确立的。

例如，教学四年级“种子是怎样传播的”，组织学生观察探究常见植物果实的特征就是教学的重要环节，首先呈现有代表性的植物果实，如凤仙花的果实、油菜的果荚、槭树的果实、苍耳、鬼针草、葡萄、樱桃等。接着教师讲述：我们已经知道果实里有种子，果实成熟之后就要把种子传播出去，那么，植物是怎么将种子传播出去的呢？让我们一起来观察一下这些带有种子的果实有哪些特征吧！组织学生交流观察结果后，教师归纳小结：果实的结构有利于植物种子的传播，那么植物的果实为什么会有这样的形态结构呢？在引导学生认识了不同环境里的生物之后，再进行解释：植物及植物器官的特殊形态结构是与其生活的环境相适应的。

依据学生的认知能力，“结构与功能观”的认识，经过事实观察、归纳概括、解释现象之后，历时两年，完成了一次完整的“概念进阶”。

(二)基于具体事物的物质与能量观

生命本质上是物质的，这是辩证唯物主义自然观的基础。物质与能量观也是生命观的重要思想。如何让学生了解生命的物质与能量关系，在小学阶段还需要通过认识具体生物的生命过程来实现。

例如，教学四年级认识“呼吸与消化”，了解生命需要不断地同环境进行物质交换。教学过程中，需要借助具体的食物，让学生认识我们人体必需的六种营养物质，理解这些物质在人的生命活动中的作用，解释为什么我们每天必须吃各种不同的食物。再联系消化、循环，让学生知道物质在人体内经过一系列变化能释放出能量，供给人体的生命活动。在教学“食物链和食物网”的时候，则需要指导学生在认识具体的生物之间具有食物关系中意识到能量是通过食物在生物之间进行传递的。

经过两个年级三个教学单元的学习，从具体的“食物”出发，完善了“生命过程就是物质的变化和能量的传递过程”的认识。

(三)基于具体事物的局部与整体观

生物体是一个统一的整体，而组成生物体各个部分的结构和功能各不相同，但它们在进行各种生命活动的时候并不是孤立的，而是互相密切配合的。这一观念的形成，也需要通过具体的事物观察来实现。

例如，教学“我们的身体”，需要引导学生观察我们身体的外部结构，再引导学生间接观察身体的内部结构，了解到我们的身体是由各个不同的部分构成的，然后通过体验活动，再认识人体的各个部分在人体活动过程中相互密切地配合着。

(四)基于具体事物的多样性与共同性相统一的观点

共同性是指生物体具有共同的物质组成、结构基础和生命活动特性，主要是理解“生物体的物质、结构和生命活动特性是相同的”。多样性是指生物的类群、种类、结构和生命活动过程等都是多种多样的。比如，认识植物的身体，我们可以通过观察多种不同的植物(绿色、开花)，建立这一类植物都具有相同的身体构造的概念；然后再具体观察这些植物的不同器官，发现它们又存在很大的差异，以此建立“即使是同一种植物，也会有一些不同”的认识，从而让学生从具体事物的层次理解生物的共同属性，即多样性与共同性的统一。这样的学习贯穿小学科学学习的全过程。

二、基于细胞的生命观

初中生物学课程目标中明确提出：通过生物学课程的学习，学生将获得生物学基本事实、概念、原理和规律等方面的基础知识。生命观的建立需要以概念学习为基础。由此，初中阶段生命观的建立，仍然需要在生物学基本事实的基础上进行概念学习、现象解释和抽象。

(一)基于细胞的结构与功能观

细胞是生物体结构和功能的基本单位。学生的“结构与功能观”的建立，需要在全面了解动植物细胞结构的基础上解释细胞是生命体活动的基本单位。比如，认识植物细胞的结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体和叶绿体等，细胞里这些不同的结构部分都承担着具体的生命活动的功能。这样，生物体的“结构与功能观”在“微观”的“细胞”里也获得了合理的解释。

(二)基于细胞的物质与能量观

生物的生命活动需要一定的物质和能量。生物体内物质的合成与分解都是在细胞内完成的，且伴随着能量的吸收或释放。

例如，教学“小肠是吸收营养物质的主要器官”时，需要让学生观察、了解哺乳动物的小肠结构和功能，认识到构成小肠的细胞通过细胞膜从环境中吸收所需营养物质，一些有机物中含有化学能，在细胞内线粒体的参与下，可以将有机物分解，释放其中的化学能，供细胞生命活动利用。教学“光合作用”时，通过理解“光合作用”的概念，知道在植物体内细胞膜吸收环境中的无机物；在细胞内叶绿体的结构内制造了有机物，将光能转化为化学能储存在有机物中；通过线粒体的参与，又可以将有机物分解，释放出化学能，供细胞的生命活动利用。

整个教学过程围绕“线粒体”的作用展开，对小学阶段学习的“物质变化与生命中能量的传递”的概念在细胞范畴内进行再认识。

(三)基于细胞的稳态与平衡观

稳态是一种复杂的由体内各种调节机制所维持的动态平衡，一方面是代谢过程使内环境理化性质的相对恒定遭到破坏，另一方面是通过调节使平衡恢复。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又得到恢复的过程中得以维持和进行。指导学生认识细胞膜的作用时，在认识了细胞膜能控制细胞内外物质的进出之后，需要引导学生讨论：通过细胞膜进入细胞体内的物质都有哪些？在什么样的情况下这些物质才会进入？通过细胞膜排出细胞体的物质会有哪些？在什么样的情况下这些物质才会排出？通过讨论，学生不仅理解了细胞膜的作用，还能在微观层面形成稳态与平衡的生命观。

(四)基于细胞的进化与适应观

进化是生命变化的过程和结果。在小学科学课程学习过程中，学生已经建立了与“生物体的结构、功能与环境”相关联的概念，也是进一步建立“生命观”的前概念。生物的变异和遗传是进化的基础，变异为进化提供原料，通过遗传保存和积累了某些变异。没有生物的变异，就没有生物对环境变化的适应。

细胞核中包含着遗传物质，负责传递遗传信息，一旦遗传物质发生变化，子代就会表现出与亲代不同的性状，一旦这种性状能够更好地适应环境的变化，生物就发生进化。在介绍了细胞核的作用后，可以引导学生讨论：细胞核中物质成分遗传给下一代之后，下一代生物可能会有怎样的表现？倘若由于各种原因的作用使细胞核中的一些物质发生了变化，生物体的下一代又会有什么样的表现？有可能对生物产生怎样的影响？这样在围绕细胞核中物质变化的讨论中，学生关于生命的进化与适应观就会悄然形成。

三、基于联系的解释和抽象

高中生物课程的学习建立在初中生物学概念的基础上，基于分子的单位，认识细胞的结构、组成和功能，在生命观的认识和渗透上更加系统和完善。

(一)基于联系的结构与功能观

细胞内有多个相对独立的结构，分别担负着物质的运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。每一个独立结构也都是由多种多样的分子组成的，各种分子具有不同的性质，这也决定了其在细胞生命活动中的作用。当学生认识到这些基本事实之后，生命观的内化就取决于教师对相关概念的解释、归纳和整理，既要讲清细胞及细胞各结构的功能，又要注意各结构之间、各结构与整体之间的联系。第一，细胞的结构是以物质为基础的，没有多种多样的物质分子就没有细胞的存在，强调细胞的结构、功能和物质相联系。第二，细胞的结构是有层次的，由多个相对独立的结构组成。第三，细胞体内各结构在各自发挥其功能的过程中相互之间也是有联系的，如细胞内各种膜结构之间互相联系形成生物膜系统。第四，细胞内各结构都是活的、变化的，如染色体和染色质是同一种物质在细胞活动的不同时期的存在状态。第五，细胞内各结构单位的功能不能离开细胞，离开了细胞体，各个功能体的作用就不能发挥。

(二)基于联系的物质与能量观

关于生命的物质性，在小学、初中阶段的生物学学习中都有所认识，到了高中，再提生命的物质性，就是要突出这些“物质”的两个特性：第一，生命体内各构成物质之间功能不同，但又有联系，比如生命体内的DNA、蛋白质和多糖等物质，在发挥作用的时候，DNA发挥着指挥者的作用，蛋白质就是执行者，糖类就是能量的提供者。第二，构成细胞的各种物质在细胞体内结构是有序的，不是杂乱的。这就是生命的物质观和结构观的关系。

生命活动需要能量的驱动，生命系统内各个层级都有能量的流动和转换，这是树立有联系的能量观的基础。如高中生物必修一《光合作用》部分，“植物细胞的叶绿体从太阳光中获取能量，并在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中转化并储存为糖分子中的化学能”。这种认知是提炼生命观的“重要事实”。在讲解“光反应”和“暗反应”的时候，就需要用联系的观念，围绕物质变化和能量转化的线索，讲清两者之间的区别，更要把握好两者之间的联系：两个反应之间相互提供反应的原料，光反应需要消耗二氧化碳，暗反应则会释放二氧化碳；在能量上也有联系，光反应将太阳能转化成化学能储存在ATP中，而ATP的分解又为暗反应提供能量。

在生命活动的过程中，物质与物质之间有联系，物质与能量之间有联系；物质是变化的，能量是流动的。

(三)基于联系的稳态与平衡观

生命系统稳态的意义就是使系统的组分拥有一个相对稳定适宜的环境，生命系统内部存在着各种因素和过程的动态平衡。溶酶体就是控制细胞稳态和平衡的因子。

溶酶体是一种由单层膜包围的含有多种酸性水解酶的细胞器，主要功能是进行细胞内的消化，这是重要的事实。在解释溶酶体功能的时候，需要着眼细胞内稳定适宜的环境。当细胞外有营养物质进入细胞时，溶酶体就会利用酸性水解酶进行消化，这样细胞外的营养物质才有可能连续不断地进入细胞内，保持细胞营养物质的稳定。假如进入细胞内的是病毒，则溶酶体也一样会利用酸性水解酶进行消杀，确保细胞物质、结构不被破坏，维护适宜的细胞环境，从而保护机体不会生病。如果营养物质缺乏，细胞体的新陈代谢平衡就会被破坏，为了维持细胞进行正常的生命活动，溶酶体还能分解自身物质，参与细胞代谢，维持细胞的平衡活动。由此看来，溶酶体一旦受到破坏，就会破坏细胞的稳定与平衡，从而使机体受到伤害。因此，“让所有细胞共享，靠所有细胞共建”，就会认同共享共建的理念。

(四)基于联系的进化与适应观

进化需要解释生命体是怎么来的，适应需要解释生命体为什么会是这样的，进化和适应是相互联系的一个问题的两面。叶绿体和线粒体是细胞内两种产生能量的细胞器，如何解释它们是怎么来的？为什么具有现在的功能？“内共生起源学说”认为，线粒体和叶绿体分别起源于原始真核细胞内共生的细菌和蓝藻，真核细菌的直接祖先是一种巨大的、不需要氧气的、具有吞噬能力的古核生物，它们靠吞噬并分解糖类物质获得活动能量。当时的生态系统中还存在着另一种需要氧气的真细菌，因为其体内含有一种酶，因而能更好地利用糖类物质，释放更多的能量。巧合的是古核生物吞噬了真细菌，并与之建立起了一种互惠的共生关系：古核生物为真细菌提供保护和环境，而真细菌提供更多的能量供给宿主；同时，这种古核生物也可能吞噬了一些原始的蓝藻，在古核生物体内，蓝藻为宿主细胞完成光合作用。在古核生物细胞内的真细菌一些原来的结构和功能发生了变化，真细菌的功能也在共生的过程中逐渐特化，最终演变成专门进行能量代谢的细胞器——线粒体，蓝藻也在共生的过程中逐渐演变成了光合作用的细胞器——叶绿体。

有了这样的概念认识，再进行必要的提炼，学生就会认识到：任何生命的存在都不是孤立的，都存在着必然或偶然的联系；大自然的各种生物和生态系统都是协同进化的，它们是作为一个有机整体协同发展的，我们应该尊重自然、顺应自然，与大自然和谐共生。

总之，学生生命观的培养需要遵循其认知规律。小学阶段，在观察大量事物的基础上进行认识、介绍和解释，逐渐演绎内化，学生的生命观是“具象化”的；初中阶段，生命观建立仍然离不开具体的事实，细胞是认识生命的基础，也是生命观建立的载体，学生的生命观是“微观化”的；高中阶段，学生的认知水平、思维能力都发展到了较高水平，生命观的树立需要在科学事实的基础上进行广泛的联系，系统地考虑生命体自身、生命体之间、生命体与环境之间的关联，学生的生命观是“系统化”的。