陳露
【摘 要】本文從立足課堂教學挖掘生命觀念具體素材出發,闡述結合生物模型和社會熱點培養學生生物核心素養中的生命觀念的策略。
【關鍵詞】生物教學 核心素養 生命觀念
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2018)07B-0065-02
為了響應教育部“立德樹人”的號召,生物課改組以培養學生生物核心素養為核心,通過科學的教學方式方法使學生形成適應其個人終身發展和社會發展所需要的關鍵能力以及必備品格,在生物學科中培養學生的生命觀念、科學探究、理性思維以及社會責任。生命觀念能夠使學生更加系統地理解相關概念、知識,建構知識體系。因此本文主要闡述核心素養中的生命觀念的培養策略。
一、立足課堂教學,挖掘生命觀念的具體素材
現階段,課本中能夠具體體現生命觀念的素材主要表現在結構與功能、物質與能量以及進化與適應這三個方面。因此教師在教學相關章節的內容時,應當盡可能地挖掘教材,并以課本為基礎,不斷為學生深化生命觀念的內涵,使學生的生命觀念能夠不斷得到加強,核心素養得到不斷提升。
(一)結構與功能。“物質結構會決定物質功能”,這是高中生物里的一個得到普遍認定的真理。學生學習了這個結論之后,當他接觸一些新的生物時,就會根據其物質結構大膽推測其所具有的功能,解釋一些生命現象,從而不斷優化知識結構,培養生命觀念素養。
比如,學習必修二第三章第二節《DNA 分子的結構》時,學生對 DNA 分子的一些功能和特性并不理解,如 DNA 分子的性質的穩定性、DNA 分子的半保留復制方式。其實這些功能和特性都不是憑空而來的,都與其特定的“雙螺旋結構”有密切的聯系。因此筆者在教學時重點展示這個模型的相關結構,讓學生認識并熟悉這個模型,對 DNA 的結構有更加直觀的認識,即 DNA 分子的每一條單鏈都由脫氧核糖和磷酸基通過酯鍵交替連接而成,這兩條單鏈按照反向平行的方式構成特有的雙螺旋結構。學生觀察該模型,了解腺膘呤(A)、胸腺嘧啶(T)配對、鳥膘呤(G)與胞嘧啶(C)這些堿基之間的相互配對的規律,從而知道這種特有的結構使其性質異常穩定,并了解這種雙鏈結構只能進行半保留復制的復制方式。又比如,在學習與蛋白質有關的知識時,學生知道不同結構的蛋白質會有不同的功能。就癌細胞而言,盡管其糖蛋白的數量減少,但是其結構卻沒有發生本質變化,因此其糖蛋白的功能也不變,這是認識癌細胞的一個基本點。
生物的結構與其功能之間存在密切的聯系,學生要充分認識生物的這種相關特性,并在此基礎上合理利用這種相關特性解釋更多的生命現象,進而全面提升生命觀念素養。
(二)物質與能量。生命觀念的另一個體現便是物質與能量。可以說自然界中形形色色的生命無時無刻不在跟物質和能量打交道,因此,正確認識物質和能量的相關特性,以及二者之間的區別和聯系,以便更好地理解生命現象。
比如,在教學必修三第五章《生態系統及其穩定性》中的相關內容時,筆者著重講解物質和能量的區別和聯系,使學生能夠以此為依據,對自然界中一些常見的生命現象進行分析。即能量傳遞不能憑空產生,而是以物質為載體,并在傳遞過程中遵循“單向流動,逐級遞減”的原則。也就是說,生物中的能量傳播具有單向性,且不可逆,并遵守能量守恒定律,能量的總和不變。物質和能量不盡相同,物質在傳遞時,要以能量為動力,在傳遞的過程中可以循環。學生只有充分掌握這些規律,才能更好地理解食物鏈中的生產者、消費者以及分解者及其作用,靈活運用這些規律來解釋生物現象。
教師在教學過程中對物質和能量的相關知識一定要給予足夠的重視,使學生樹立正確的物質和能量觀,不斷提升學生的生命觀念素養。
(三)進化與適應。在自然界中,各種生命體都是在適應自然的過程中不斷進化。能適應自然的物種才得以存活,不能適應的物種都被自然選擇所淘汰,這是一種生命觀念,也是培養生命觀念的一個重要內容。
比如,在教學高中生物人教版必修二第七章《現代生物進化理論》中的相關內容時,筆者按照固定的思維邏輯順序為學生講解相關內容,引導學生在理解這些知識的基礎上,自行解釋其他章節的一些有關生物概念和生命現象的問題。在課堂上,筆者按照“基因分子結構的進化→細胞結構上的進化→動物個體發育的進化→生殖上的進化→代謝方式的進化→生命活動調節方式的進化→遺傳和變異上的進化→生態上的進化”的順序,為學生列舉相關實例。在“進化與適應”這條線索的牽引下,筆者基本上串講起了高中生物的大多數章節中的重點知識,從而使學生對相關知識的認識更加全面,建構更加完善的知識體系。
在教學中,教師要充分“進化與適應”這一模塊知識,更加有效地培養和提升學生的生命觀念素養,使學生得到更好成長。
二、創新教學方式,培養生命觀念
為了切實提升課堂教學實效,培養生命觀念素養,教師應當在傳統教學模式的基礎上不斷改進,使學生能夠在結合現階段的社會熱點以及前沿科技的前提下進行深入思考,并在交流討論中不斷拓寬視野,增長見識。在這個過程中學生的學科素養也會隨之提升,其理論知識水平以及綜合實踐能力等都會實現質的飛躍,與此同時也更有利于學生各方面素質的發展。
(一)結合生物模型,培養生命觀念。在教學時,教師應當有效引導學生形成主動思考的良好習慣,使學生在這種習慣的驅使下,學會積極主動地思考,并更好地掌握相關的知識。
比如,在教學高中生物人教版必修一第五章《能量的供應和利用》中光合作用和呼吸作用時,筆者借助以下這兩個模型(如圖 1 圖 2 所示)進行問題引導式教學。學生對該模型有了初步認識后,為了引導學生對此模型進行深入探究和分析,筆者提出以下問題:(1)光合作用和呼吸作用分別需要哪些條件?(2)光合作用和呼吸作用分別有幾個反應階段,每個階段的反應場所和反應式分別是什么?(3)在光合作用中,光反應和暗反應這兩者之間有什么關系?(4)有機物和無機物之間的轉化都在什么場所?在問題的引導下,學生的思考方向更加明確,學習效率得到更大提升。
問題引導式教學能夠使學生更加深入地學習和研究相關模型,以問題帶動思考,充分利用相關知識聯系實際,用生命觀念來引領學生分析與解決生物學問題,培養學生核心素養。
(二)利用社會熱點,開展討論交流以培養生命觀念。在教學中,教師不能總是按照固定的教學模式進行教學。因為在一成不變的教學模式下,學生的學習興趣會大打折扣,相關學科的核心素養能力也不能得到有效提升。因此,教師要結合生物學科的特點,借助一些與教材知識相關的社會熱點激發學生的學習熱情,使學生的生物素養得到提升。
比如,在教學高中生物人教版必修二第三章第二節《DNA 分子的結構》中的相關內容時,筆者結合前一段時間中國科學院物理所軟物質物理實驗室李明研究員領導的研究小組在單個 DNA 分子的凝聚動力學研究中獲得的新發現進行教學。該實驗室成員利用施加于 DNA 上的張力來有效促使 DNA 的凝聚速率下降,在一定的時間分辨率下觀察到了 DNA 的非連續凝聚過程。而這個社會熱點能夠極大地激發學生的學習熱情,增強學生聯系相關知識進行探究的能力。比如,之前學生經常錯把 DNA 變成 RNA 的過程理解為翻譯,或者是分不清三種 RNA 的關系等。但是在該社會熱點的啟發下,學生自主探討建構相關知識模型,理清 DNA、RNA 和蛋白質三者之間的關系,并在筆者的啟發下建立了生物模型(如圖 3 所示)。在該模型中,DNA、RNA 和蛋白質三者之間的關系一目了然。該模型也將 DNA、RNA 和蛋白質的部分內部結構展示出來, 使學生從中建立一個相對比較完善的知識體系。
以上實例充分說明,學生能夠在某些知識點的帶動下進行深度探究。學生在探究過程中能自主聯系其他的生命現象,深入思考、探究它們之間關系,使生命觀念深入學生的腦海中。
總之,培養學生的生命觀念,提升學生的學科核心素養都不是一朝一夕就能夠完成。教師應當秉承對學生負責的思想積極地探索和創新教學方式,使學生能夠深刻洞悉生命觀念的具體內涵,有效掌握生命觀念的相關素材,使自身具備生命觀念的良好素養,從而提升生物核心素養和綜合素質。
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(責編 盧建龍)