在高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生生命觀念

■天津市第三中學(xué) 張 宣

培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)是深化基礎(chǔ)教育課程改革、落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的基礎(chǔ)，成為我國(guó)新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的靈魂；也是促進(jìn)學(xué)生終身學(xué)習(xí)、全面發(fā)展的基本保障。作為自然學(xué)科的高中生物，除了與物理、化學(xué)等自然學(xué)科有著共同的核心素養(yǎng)如科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任之外，還有它自己的特有核心素養(yǎng)，即生命觀念。生命觀念既是生物學(xué)科特有的教育價(jià)值，又是教師教好、學(xué)生學(xué)好生物學(xué)的前提和基礎(chǔ)。

一、認(rèn)識(shí)生命觀念

（一）生命觀念的概念

“生命觀念”是對(duì)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(guò)實(shí)證后的觀點(diǎn)，是理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀念、思想方法，是科學(xué)世界觀的組成部分，是知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合表現(xiàn)。

（二）生命觀念的內(nèi)涵

首先要把握生命本質(zhì)：生命是源于自然隨機(jī)事件且能在與環(huán)境互作中保留下來(lái)的，具有新陳代謝和自我復(fù)制（繁殖）特征的物質(zhì)形態(tài)。生命（生物）與非生命的本質(zhì)區(qū)別是生物是“活”的，能新陳代謝和自我繁殖。

生命觀念是在生命本質(zhì)的探究過(guò)程中形成的，主要包括以下四個(gè)方面：1.結(jié)構(gòu)與功能觀：結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)，是長(zhǎng)期進(jìn)化形成的，是生物適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)；2.物質(zhì)與能量觀：物質(zhì)合成與分解總是伴隨著能量的吸收與釋放，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)密不可分；3.進(jìn)化與適應(yīng)觀：適者生存，不適者被淘汰，生物與環(huán)境相互選擇共同進(jìn)化，生物適應(yīng)環(huán)境具有普遍性和多樣性；4.穩(wěn)態(tài)與平衡觀：不同層次的生命系統(tǒng)都是一個(gè)穩(wěn)態(tài)和平衡的系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)和平衡是通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。

二、建立生命觀念

（一）根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生把握生命的本質(zhì)特征

什么是生命？這是生物學(xué)應(yīng)首先明確的問(wèn)題，但由于生物界的多樣性和復(fù)雜性，在教科書(shū)上卻難以找到令人滿(mǎn)意的答案。教師可以從“有生命的物體就是生物”“生物是活的、能呼吸、能繁殖”“人死亡的標(biāo)志是停止呼吸、心臟停止跳動(dòng)”等生活常識(shí)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生分析生命最重要的特征是“活的”，能與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)、能量交換及體內(nèi)轉(zhuǎn)變（即新陳代謝）。新陳代謝在細(xì)胞水平上可以表現(xiàn)為吸收氧氣釋放二氧化碳，個(gè)體水平上可以表現(xiàn)為進(jìn)食、呼吸、排泄。代謝一旦停止，生物就變成非生物。生命另一重要特征是繁殖，即自我復(fù)制。分子水平上DNA通過(guò)繁殖在親子代細(xì)胞間傳遞遺傳信息，細(xì)胞水平上受精卵通過(guò)繁殖完成個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育，個(gè)體水平上通過(guò)繁殖保證種族的繁衍，生態(tài)系統(tǒng)水平上物種在生物進(jìn)化歷程中不斷產(chǎn)生、成熟，乃至被淘汰。

根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生由具象—抽象，由生命現(xiàn)象—生命本質(zhì)特征，理解生物是活的，生老病死是自然規(guī)律，長(zhǎng)生不死只能是脫離現(xiàn)實(shí)的美好愿望。環(huán)境是不斷變化的，任何物種在生物圈中只能是特定歷史時(shí)期的一個(gè)匆匆過(guò)客，沒(méi)有哪個(gè)物種可以在地球上永遠(yuǎn)存在，為學(xué)生建立生命觀念奠定基礎(chǔ)。

（二）以知識(shí)學(xué)習(xí)為載體，引領(lǐng)學(xué)生建立生命觀念

1.結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀的構(gòu)建——葉綠體的教學(xué)實(shí)例。

首先讓學(xué)生在光學(xué)顯微鏡下觀察葉綠體形態(tài)，再聯(lián)系葉綠體的功能以小組為單位，自選材料設(shè)計(jì)并制作葉綠體結(jié)構(gòu)模型。學(xué)生思維活躍由葉綠體是植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所這一功能出發(fā)，推測(cè)葉綠體應(yīng)是雙膜的細(xì)胞器，外膜把葉綠體與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分隔開(kāi)，內(nèi)膜維持葉綠體內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定；由葉綠體吸收光能才能推動(dòng)物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)換思考，葉綠體的內(nèi)膜、外膜應(yīng)是透明的允許光線透過(guò)，色素分子和催化光合作用的酶會(huì)位于葉綠體內(nèi)部復(fù)雜的膜結(jié)構(gòu)（基粒）上；聯(lián)系葉綠體基粒有吸收光能的功能，而吸收光能的葉綠素等色素分子集中分布在基粒類(lèi)囊體的薄膜上，因此通常情況下制作的類(lèi)囊體薄膜要呈現(xiàn)綠色；由光線強(qiáng)弱和方向是不斷變化的，推測(cè)基粒應(yīng)是懸浮于葉綠體基質(zhì)中，可以根據(jù)光線變化改變自己的朝向和位置以更好地利用光能。在此分析推理基礎(chǔ)上，組內(nèi)合作完成葉綠體模型制作，班內(nèi)展示、交流、評(píng)比各組制作的模型，教師出示葉綠體顯微結(jié)構(gòu)的模型（物理模型）和模式圖（概念模型）引導(dǎo)學(xué)生形成正確的認(rèn)識(shí)。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生加深理解生物體結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的，從而形成生物結(jié)構(gòu)與功能統(tǒng)一的觀念。

進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生在掌握葉綠體的形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上思考，是不是進(jìn)行光合作用的生物都有葉綠體？聯(lián)系已有知識(shí)（藍(lán)藻是原核細(xì)胞，沒(méi)有葉綠體，也能進(jìn)行光合作用），學(xué)生推測(cè)原核細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的光合作用要早于真核生物葉綠體中進(jìn)行光合作用的出現(xiàn)。教師再拓展葉綠體大小與原核細(xì)胞相似內(nèi)含有DNA和核糖體，與原核細(xì)胞一樣能獨(dú)立進(jìn)行DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成，是具有相對(duì)遺傳獨(dú)立性的半自主細(xì)胞器。由此，科學(xué)家推測(cè)葉綠體的起源可能是原核細(xì)胞被其他真核細(xì)胞內(nèi)吞所形成的，即“細(xì)胞內(nèi)共生的假說(shuō)”。激發(fā)學(xué)生探究生命起源的興趣，認(rèn)同進(jìn)化與適應(yīng)的生命觀念。

2.穩(wěn)態(tài)與平衡觀的構(gòu)建——血糖平衡調(diào)節(jié)、人造林生態(tài)系統(tǒng)等實(shí)例。

（1）血糖平衡調(diào)節(jié)的實(shí)例

血糖平衡的調(diào)節(jié)主要建立在反饋調(diào)節(jié)和激素之間的拮抗作用上，教師利用學(xué)生已有的知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn)先構(gòu)建血糖、胰島素、胰高血糖素的含量模型，進(jìn)而構(gòu)建餐后和運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖來(lái)源、去路及相關(guān)激素含量變化的概念模型。為幫助學(xué)生理解復(fù)雜、抽象的生理變化過(guò)程，重點(diǎn)是分組構(gòu)建物理模型的模擬操作。學(xué)生每四人為一組，以紙片、磁珠、磁片、樂(lè)高玩具等材料為學(xué)具，模擬正常人餐后、饑餓、運(yùn)動(dòng)及糖尿病患者餐后等不同情境下血糖調(diào)節(jié)的過(guò)程。其中：設(shè)置裁判一名，負(fù)責(zé)創(chuàng)設(shè)不同的模擬情景、判斷模擬過(guò)程是否正確；模擬操作的參與者三人，一人負(fù)責(zé)糖原，一人負(fù)責(zé)氧化分解或轉(zhuǎn)化，一人負(fù)責(zé)激素的分泌及語(yǔ)言描述每一步操作的含義。

對(duì)微觀、復(fù)雜的生理變化，先鋪墊有關(guān)知識(shí)，然后理性思維推理構(gòu)建調(diào)節(jié)的模式圖，最終通過(guò)模擬操作實(shí)現(xiàn)學(xué)生真正的理解和掌握。教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生一聽(tīng)就懂、一用就錯(cuò)、一過(guò)就忘的現(xiàn)象，原因在于學(xué)生缺乏實(shí)踐運(yùn)用的訓(xùn)練。構(gòu)建物理模型的模擬操作過(guò)程，使學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦理解細(xì)胞生活在內(nèi)環(huán)境中，必須不斷進(jìn)行物質(zhì)、能量的交換才能保證細(xì)胞代謝的順利進(jìn)行；交換中，內(nèi)環(huán)境各種物質(zhì)的含量與理化因子處于動(dòng)態(tài)平衡依靠的是調(diào)節(jié)的力量。同時(shí)也理解生物是活的，平衡是在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)下實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)內(nèi)、外環(huán)境變化超出調(diào)節(jié)能力時(shí)穩(wěn)態(tài)就會(huì)失衡。

（2）人造林生態(tài)系統(tǒng)等實(shí)例

陶行知生活教育理論告訴我們，生活即教育、社會(huì)即學(xué)校、教學(xué)做合一。生命觀念的養(yǎng)成不光需要生物課上概念、原理的學(xué)習(xí)過(guò)程，更需要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊生態(tài)的變化。例如：兒時(shí)的漫長(zhǎng)夏季，蟬鳴一直伴隨我們的記憶。為什么現(xiàn)在卻很少聽(tīng)到那熟悉的聲音？引導(dǎo)學(xué)生回憶蟬的生活史，其為不完全變態(tài)發(fā)育的昆蟲(chóng)知了或知了猴，是若蟲(chóng)蟬，是成蟲(chóng)。知了猴在土壤里生活，夏季從松軟的土地里鉆出來(lái)，爬到樹(shù)干上蛻變?yōu)橄s。又如：衛(wèi)生城市創(chuàng)建中，為了防止揚(yáng)塵我們周?chē)h(huán)境的地面不斷被地磚、水泥、柏油路鋪滿(mǎn)，即使公園也難見(jiàn)疏松的土壤，導(dǎo)致已發(fā)育成熟的知了猴柔弱的身體無(wú)法穿過(guò)堅(jiān)硬的地面，爬到樹(shù)干蛻變?yōu)槌上x(chóng)蟬。同時(shí)，樹(shù)上蟬產(chǎn)的卵，也無(wú)法進(jìn)入土里發(fā)育成若蟲(chóng)知了猴。這樣就阻斷了蟬生活史中的兩個(gè)階段，導(dǎo)致蟬聲逐漸稀落甚至絕跡。學(xué)生受此啟發(fā)，又發(fā)現(xiàn)許多問(wèn)題，如人工封閉的地面還阻止降水和空氣滲入土地的深層，影響樹(shù)根對(duì)水的需求和有氧呼吸，導(dǎo)致大樹(shù)首先是頂端的樹(shù)葉焦梢（由綠色變枯黃），進(jìn)而過(guò)早衰老、死亡。這些都是人類(lèi)盲目的行為破壞了生物與環(huán)境間的相互適應(yīng)造成的后果。同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注重大的生態(tài)工程，從宏觀理解并樹(shù)立穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀念。

總之，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)與能量觀作為生物特有的核心素養(yǎng)——生命觀念，涵蓋了高中生物學(xué)的所有基本知識(shí)。因此，生命觀念的形成也要以知識(shí)學(xué)習(xí)為載體，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)豐富多彩的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐活動(dòng)。先感知這些生命觀念，再逐步引導(dǎo)學(xué)生理性思維加深理解，牢固樹(shù)立生命觀念，并能夠用生命觀念認(rèn)識(shí)生命世界、解釋生命現(xiàn)象、解決生命問(wèn)題。