基于“結構與功能觀”的高中生物教學策略分析

豐農村

（青島西海岸新區實驗高級中學，山東 青島 266400）

生物學科在引導學生理解生命現象及其規律、培養環保意識等方面具有重要作用。“結構與功能觀”是現代生命科學中的一個重要觀念，其在高中生物課程中的滲透，有助于學生更高效、全面地理解生物知識。基于“結構與功能觀”的重要價值，分析高中生物教學中培養、滲透“結構與功能觀”的策略具有一定的必要性。

一、培育“結構與功能觀”的價值

“結構與功能觀”即結構與功能相適應。在高中生物教學中，培養學生“結構與功能觀”的價值主要體現在兩個方面。第一，促進學生對生物知識的理解。“結構與功能觀”的核心理念為結構與功能相互適應、相互影響。特定結構天然具備相應功能，其功能可對結構產生一定影響。當結構出現變化時，部分功能可能隨之出現一定的變化，如上述改變超出系統調節作用的范疇，會引發整體系統結構的變化。當學生具備良好的“結構與功能觀”時，其對高中生物知識的理解也會更深入。第二，引導學生建立正確的生命觀念。“結構與功能觀”是現代生命科學的主要觀點［1］。將培養“結構與功能觀”作為高中生物教學的主要目標后，隨著學生對結構與功能相適應理解的深入，可逐漸建立正確的生命觀念。這一觀念能夠激發學生學習生物知識的興趣，并為其后續學習提供良好支持。

二、高中生物教學中“結構與功能觀”的培育策略

為引導學生形成良好的“結構與功能觀”，可將以下幾種策略應用于高中生物教學。

（一）深入挖掘教材，探析結構與功能的關聯

“結構與功能觀”是生命現象的核心，二者之間的相互關聯，能夠為學生理解生命現象及其規律提供良好的支持。在高中生物教學中，教師可應用深入挖掘教材這一策略，引導學生探析結構與功能之間的關系。

以人教版高中生物必修一教材中的《生物膜的流動鑲嵌模型》部分為例，在分析生物膜的功能時，可結合生物膜流動鑲嵌模型（見圖1），綜合探討結構與功能之間的關聯。即生物膜的分離作用與圖1中的磷脂雙分子層有關，而磷脂分子結構則決定著：當處于水環境時，生物膜可自主形成疏水尾部朝內（圖1中的黃色條狀結構）、親水頭部向外（圖1中的圓形結構）的特殊結構。此外，還可借助細胞膜結構與其運輸功能的關聯，培養學生的“結構與功能觀”。生物膜的特定結構——蛋白質分子嵌入磷脂雙分子層天然具備跨膜運輸功能，其中，鑲嵌于磷脂雙分子層中的蛋白質分子促使細胞膜產生主動運輸、協助擴散兩種跨膜運輸功能：其中，主動運輸為在蛋白質載體的輔助下，幫助物質由低濃度區域主動向高濃度區域轉移；協助運輸則在蛋白質載體的作用下，由高濃度向低濃度擴散。而主體部分的磷脂雙分子層結構決定細胞膜的跨膜運輸具備良好的自由擴散功能，即在無載體輔助下，經順濃度梯度完成物質運輸，整個過程不耗能。

（二）合理創設情境，分析結構與功能的相互影響

高中生物課程中涉及的專業知識較多，其學習難度相對較大［2］。如學生對所學知識的理解不足，極易影響其學習興趣和學習積極性，不利于其學習質量的提升［3］。“結構與功能觀”的培養，則可有效彌補上述不足。教師可結合教材內容，應用合理創設情境這一策略，加深學生對結構與功能關聯的理解，幫助學生建立“結構與功能觀”。

圖1 生物膜的流動鑲嵌模型

以人教版高中生物教材中的《酶的特性》部分為例，為了幫助學生建立合理的“結構與功能觀”，可利用多媒體技術為學生播放酶活性改變的實驗視頻，運用視頻創設如下情景：分別以過氧化氫酶、淀粉酶為實驗材料，通過實驗視頻向學生展示pH值于1～10范圍內變化時，過氧化氫酶的活性變化及各pH所對應的酶結構；并將淀粉酶置于0℃、15℃、30℃及45℃條件下，引導學生觀察這種酶的結構及催化作用是否出現變化。視頻所示實驗中，過氧化氫酶的催化作用有固定的最適pH范圍：7～7.3。當實驗條件中的pH值高于或低于這一范圍時，過氧化氫酶的催化效率均會呈明顯下降趨勢。而淀粉酶實驗中，溫度高于37℃或低于37℃，均可見催化效率下降，即淀粉酶活性下降。在這一情境中，學生可直觀感受到pH、溫度對酶的影響作用：pH及溫度改變，引發酶結構變化，導致其催化功能出現變化（體現為催化效率變化）。對于學生而言，建立生物教學情境，不僅有助于深化其對酶特性知識的理解，還可促使其正確理解結構與功能之間的相互影響作用。隨著“結構與功能觀”的逐步建立，學生對生物教材中所涉及的生命現象及其規律的理解也會更加深入，進而提升學習成效。

（三）聯系生活實際，引導學生建立生命觀念

在高中生物教學中，“結構與功能觀”的培育是一項系統工程。由于結構、功能具有一定的抽象性，學生在分析、理解二者之間的關聯時極易遇到困難。為便于學生理解，可考慮聯系學生的生活實際，合理開展高中生物教學，以促進生物教學質量的提升［4］。

例如：在講解人教版高中生物教材的《細胞的能量“通貨”——ATP》部分時，教師可引入現實生活中常見的補充能量食物（士力架）的廣告作為課前導入，通過播放這種食物的廣告，引導學生理解能量對維持機體功能的重要意義。利用這一導入環節，激發學生對細胞能量——ATP的興趣，在此基礎上，向學生講解ATP分子結構與功能的統一性，ATP屬于高能磷酸化合物，其特殊結構決定著：這一分子易發生水解反應，生成30.5KJ/mol能量。ATP的能量供應機制為：ATP的高能磷酸鍵容易斷裂，生成游離狀態的磷酸與ADP（二磷酸腺苷），同時，向外釋放一定能量［5］。在細胞的生命活動中，ATP作為能量代謝中介，可持續為細胞提供充足的能量，以保障細胞生命活動的順利完成。在該部分知識的教學中，生物教師可借助講解ATP功能與結構統一性的過程，促使學生理解能量代謝是一切生命活動的基礎。從學生的角度來看，現實生活案例的合理導入，可充分激發學習細胞能量供應知識的積極性，并在濃厚學習興趣的支持下，通過了解ATP供能過程，加深對細胞生命活動的認識，形成一定的生命觀念。

綜上所述，加強學生“結構與功能觀”培育具有一定的現實意義。為促進學生“結構與功能觀”的形成，可結合高中生物教學要求，合理選擇教學策略，通過教學活動引導學生正確理解結構與功能的關聯。同時，還應結合學生的學習反饋，調整生物教學模式，以提高生物教學質量。