例析高中生命科學教材涉及的生命觀念及其教學策略

任曉米

(上海市復興高級中學 200434)

目前，新高考改革模式吸引了大量學生選修生命科學。學生掌握的生命科學知識越來越扎實，但較少能運用生命觀念的思想來分析生命現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的主要原因，是教師在教學實踐中過于重視具體知識的落實，而忽視這些知識背后的生命觀念的提煉和滲透。本文分析了滬科版高中生命科學教材中所涉及的主要生命觀念，以及幫助學生建構(gòu)生命觀念的一些教學策略。

1 解讀生命觀念

生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法[1]，是生物學核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和支柱[2]。新修訂的全國高中生物學課程標準(征求意見稿)將生命觀念作為生物學核心素養(yǎng)的第一要素，是對知識目標的整合和提升，要求學生不僅要理解和掌握生物知識，而且要將所學的具體知識圍繞學科核心概念整合內(nèi)化成生命觀念。并能用生命觀念認識生物的多樣性和統(tǒng)一性，形成科學的自然觀和世界觀，指導探究生命活動規(guī)律，解決實際問題。

讓學生形成生命觀念素養(yǎng)，是生命科學教學和學習的目標，因此教師需仔細研究教材，挖掘出教材中與不同生命觀念相對應的知識板塊，并在教學過程中有意識地滲透這些觀念。表1是滬科版高中生命科學教材所涉及的主要生命觀念及筆者對這些生命觀念的理解。

表1 滬科版高中生命科學教材涉及的主要生命觀念

2 建構(gòu)生命觀念的教學策略

2.1 設計以觀念為線索的教學 在教學設計時，若能設置一條不落痕跡的線索來將教學內(nèi)容中各部分知識有機地組織起來，必會使課堂教學更有系統(tǒng)性和邏輯性，更易達成教學目標。因此將教學內(nèi)容中最核心、最能發(fā)展學生生命觀念的知識提煉出來，并以此為線索來組織一節(jié)課甚至一個主題的教學，不僅有利于知識技能目標的落實，還能向?qū)W生滲透其中的生命觀念。

例如，第三章“生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”章節(jié)內(nèi)容是由細胞膜、細胞核和細胞器，及非細胞形態(tài)的生物三節(jié)教學內(nèi)容組成，主要隱含著“結(jié)構(gòu)與功能觀”。不同結(jié)構(gòu)具有不同功能，關(guān)鍵在于它的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，但通常功能較容易類比遷移。因此，可采用“基本功能——化學組成——特定結(jié)構(gòu)——結(jié)構(gòu)特點——基本功能”的教學線索來組織各結(jié)構(gòu)的教學，讓學生逐步形成“結(jié)構(gòu)與功能觀”。為落實本章核心概念“細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位”，可把細胞看作基本的生命系統(tǒng)，把細胞膜、細胞核和細胞器看作這一系統(tǒng)內(nèi)的不同組分，采用“整體——部分——整體——實例分析”的思路來組織教學，幫助學生領(lǐng)悟一個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，必須依靠各組分間的協(xié)調(diào)配合，是一個有機整體。最后，引導學生分析洋蔥鱗葉外表皮細胞、葉肉細胞、心肌細胞和細菌四類細胞所擁有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并說明為什么有這樣的結(jié)構(gòu)差異。目的是讓學生嘗試運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”生命觀念去認識細胞多樣性及其內(nèi)在原因。

2.2 創(chuàng)設以觀念為背景的情境 在真實的、具有挑戰(zhàn)的學習情境中，學生更能以積極主動的態(tài)度去發(fā)現(xiàn)和解決問題。因此，結(jié)合教學內(nèi)容和學生已有知識，選擇實際生活材料，創(chuàng)設特定問題情境，讓學生對其中的生命現(xiàn)象進行解釋，在嘗試解釋和歸納過程中學習新知，并自主構(gòu)建相應的生命觀念。

例如，與“影響光合作用的因素”一節(jié)教學內(nèi)容聯(lián)系最為緊密的是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，筆者以“連續(xù)陰雨天氣會導致大部分農(nóng)作物大面積減產(chǎn)”的事件引入教學，呈現(xiàn)出不同農(nóng)作物的產(chǎn)量數(shù)據(jù)。學生提出由于“光照弱溫度低”引起絕大部分農(nóng)作物減產(chǎn)，進而歸納出影響光合作用強度的三大主要環(huán)境因素——光照、溫度和CO2。這時，可進一步引導學生運用所學的光合作用知識，嘗試解釋三大環(huán)境因素如何對光合作用具體過程產(chǎn)生影響，在分析減產(chǎn)事件過程中逐步構(gòu)建起“物質(zhì)與能量觀”的生命觀念。還有部分學生關(guān)注到少許農(nóng)作物的產(chǎn)量并沒有明顯變化，進而分析出農(nóng)作物本身的“葉綠體、色素和酶”等是影響光合作用的內(nèi)部因素。學生能分析出內(nèi)部因素，說明學生已能運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”的生命觀念來解釋某些簡單的生命現(xiàn)象了。

2.3 重視以實驗為載體的親身體驗 高中生命科學教材共有三類實驗——科學史實驗、演示實驗和學生實驗，實驗呈現(xiàn)的信息量大、直觀，是建構(gòu)生命觀念的好素材。扎扎實實落實教材中的每一個實驗，不僅可以幫助學生掌握科學探究的方法和技能，還可以讓學生從中感受并建立起相應的生命觀念。

例如，第四章第三節(jié)“細胞呼吸”一節(jié)中的演示實驗——“酵母菌的呼吸方式”，很多教師擔心實驗時間過長，會影響教學進度而用錄像來替代，然而卻大大降低了實效性、直觀性。因此，筆者在每次教學前都會摸索反應條件，盡可能讓實驗在10min內(nèi)完成。在演示實驗前，先請學生思考怎樣的生物材料適合探究不同的呼吸方式？這類生物通常有什么細胞器？然后呈現(xiàn)酵母菌亞顯微結(jié)構(gòu)圖，感悟結(jié)構(gòu)與功能觀、進化和適應觀。在教師搭建實驗裝置時，讓學生閱讀實驗方法，思考各裝置、各成分的作用，從中領(lǐng)悟科學探究方法。等分析完實驗裝置后，已可以觀察到實驗現(xiàn)象了。通過氣體產(chǎn)生量比較、聞酒精氣味和觸摸大試管感知溫度等不同形式，讓學生切實感受到物質(zhì)與能量觀。最后，可結(jié)合酒釀釀制、工廠化釀酒等實例，讓學生分析釀制成功的客觀條件，初步感受“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”。

2.4 開展以觀念為核心的活動 在課堂上初步形成的生命觀念，還需要在課外實踐活動中不斷內(nèi)化，在交流、反思中不斷提升，從而逐漸成為學生的一種思維習慣。這種思維習慣能使學生自覺地從生命觀念的視角去審視周圍事物，并在討論與生命科學有關(guān)社會問題時作出正確的判斷。根據(jù)教學內(nèi)容的區(qū)別，可采取不同的實踐活動方式。

例如，學習“細胞分化”一節(jié)后，可要求學生繪制植物根尖四個不同區(qū)域細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)圖進行展示，來提升“結(jié)構(gòu)與功能觀”；學習“基因工程”“克隆技術(shù)”內(nèi)容后，可讓學生收集信息，展開現(xiàn)代生物技術(shù)利弊的主題辯論，學生在辯論過程中必然會運用“結(jié)構(gòu)與功能觀”“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”等生命觀念來闡述自己的論點，支持自己的主張。在復習環(huán)節(jié)，可要求學生在課外圍繞某個概念，將與其相關(guān)的概念以一定的邏輯關(guān)系繪制出復雜的概念圖，并在課堂上講解概念之間的聯(lián)系，使知識成為系統(tǒng)，提升生命觀念素養(yǎng)水平。再如，以“基因”這一概念為核心，可將第六章“遺傳信息的傳遞和表達”、第七章“細胞的分裂和分化”、第八章“遺傳與變異”、第九章“生物進化”和第十章“生物多樣性”中的主體知識都串聯(lián)起來。從學生反饋來看，繪制概念圖可使學生對知識的掌握更加系統(tǒng)，更能領(lǐng)悟其中的生命觀念。

綜上所述，教師要挖掘教學內(nèi)容背后的生命觀念，并進行系統(tǒng)的教學設計，引導學生在理解生物學核心概念和基本原理的基礎(chǔ)上，逐漸形成有關(guān)的生命觀念。然而觀念形成往往不是一節(jié)課或幾節(jié)課能夠達成的，需要通過整個學習階段來不斷地強化，進而提高學科的“持久價值”和“遷移價值”。