基于“結構與功能觀”的高中生物教學策略思考

王劍鋒

基于“結構與功能觀”的高中生物教學策略思考

王劍鋒

（廣西河池市宜州區高級中學，廣西河池546300）

結構與功能觀是生命觀最基本的理念，在探究生命現象或者生命活動時，生命體的結構對應著它的功能，結構與功能辯證統一，不可分割，作為基本的生命觀，貫穿于整個生命系統的學習中。在進行高中生物教學時，教師要認識到結構與功能觀的重要性，通過梳理教材中結構與功能的知識框架，在概念教學中凸顯結構與功能觀，以結構與功能觀為主題設計單元教學，讓學生在學習活動中感悟結構與功能觀，在高階思維活動中理解內化并形成結構與功能觀，感知結構與功能的適應性，從而樹立科學的生命觀念。

結構與功能觀；生命觀念；教學策略

人們對生命現象或者生命活動進行探究時，基于功能與結構的辯證統一，開展相應的探究活動，在探究功能時對結構進行分析，在了解了結構后就會探究它的功能。結構與功能相互影響、相互適應，生命體的結構對應著相應的功能，有什么樣的結構就會具備什么樣的功能。當結構發生變化時，功能也會出現相應變化，而功能也可以對生命體的結構產生反作用，當功能改變超出一定范疇后，就會引發結構的改變。基于這一科學理念，開展生物學科的教學，有利于學生準確地理解生物知識，培養學生正確的生命觀。

一、結構與功能觀的概念

義務教育的目的就是培養學生的核心素養，促進學生綜合性發展。尤其是在高中生物教學中，教師應該以生物教學內容為基礎，讓學生在學習過程中形成結構和功能觀意識。結構和功能觀屬于動態性的，兩者之間相互統一，相互對立。高中生物教學有很多內容中涉及結構和功能，如組織系統、組織個體、種群群落、生態圈等。所以，教師在實際教學中應該重視具體例子的運用，讓學生能夠深入地探究生命的本質及規律，逐漸地讓學生形成完整的知識體系，培養學生的生命理念。想要實現這一教學任務，培養學生結構和功能觀意識，教師應該摒棄傳統的教學思想和教學方法，應該與時俱進，改革教學理念，運用新的教學模式有效開展教學，讓高中生物課堂教學更富有生命力、趣味性、具體化，讓學生形成學科意識，保證教學效果，實現素質教育的目的。

二、基于“結構與功能觀”的高中生物教學策略

（一）梳理教材中結構與功能的知識框架，在概念教學中凸顯結構與功能觀

基于結構與功能觀進行生物知識的學習，有利于學生理解生命現象，掌握生命規律。教師要以教材為支撐對相關內容進行挖掘，并引導學生對其結構與功能間的關系進行探究。可以探究的對象極其廣泛，小到核酸、蛋白質和細胞，大到生物體的組織、器官、系統，乃至種群、群落、生態系統，都可以基于功能與結構觀進行探究，從而深化學生對于生命現象的認識，形成學科核心素養。教師要樹立培養學生結構與功能觀的意識，在深入研究教材的基礎上，有意識地引導學生開展探究活動。

以人教版的生物學科教材來說，教材分層次地在知識內容中進行結構與功能觀的滲透。必修1中對生物體結構和功能的基本單位細胞進行了探究，從細胞器、細胞膜和整個細胞這個角度，進行功能與結構的闡述，使學生了解功能與結構的相適應性。如氨基酸千變萬化的排列順序，造成了蛋白質分子多樣性的結構，而蛋白質分子的多樣性結構又在細胞中表現出多樣性的功能；細胞器的不同結構特點，對應著不同的特定功能；細胞膜的結構和組成成分較相似，在功能上也較相似等。在必修2中對結構與功能的滲透，是從微觀分子層面進行的，相關的知識內容是DNA分子和基因，在必修3中又從生物個體、種群、群落、生態系統層面，滲透了結構與功能間的辯證統一關系。

教師要重點把握這些知識內容，在進行相關內容的教學時重點培養學生的結構與功能觀，在教學目標中明確結構與功能觀，并圍繞教學需求進行教學活動的設計。以《細胞膜的結構與功能》這節課的教學為例，教材的內容主要包含了細胞膜的獲取、成分和功能。在進行教學設計時，教師就要樹立明確的教學目標。在知識目標中，使學生掌握細胞膜的成分、結構和功能；在能力目標中，使學生自主地提出問題，做出假設，并從材料中提取關鍵信息，進行歸納總結，掌握制備細胞膜的方法；在情感態度價值觀目標中，通過建立生物膜模型，對細胞膜的結構進行探究，掌握細胞膜的結構與功能，從而理解“生物結構與功能相適應”的觀點，樹立科學的生命觀。

（二）以結構與功能為主題設計單元教學，讓學生在學習活動中感悟結構與功能觀

在“以生為本”教學理念的指導下，教學活動要圍繞著學生的成長需求而開展，要對教學模式進行優化，使學生成為學習的主體。改變傳統教師單方輸出、學生被動學習與記憶的教學方式，使學生更好地參與到課堂學習中來，加強師生間的交流與互動，促使學生進行主動思考，主動提出問題、探究問題。在教學中，教師可以利用微課指導學生進行自主學習，可以通過小組合作的方式，讓學生針對問題進行交流和討論，可以讓學生親自參與實驗，在實驗中積累知識和經驗，獲得思維與能力的發展，更好地感悟結構與功能觀。

生物學科是一門實踐性較強的學科，有很多生物實驗，教師要發揮實驗教學的作用，利用實驗教學提高課堂教學的效果。在實驗教學中，教師要充分尊重學生的主體地位，使學生充分參與到實踐中，一方面可以激發學生的興趣，提高學生對課堂教學的參與度，從而發揮學生的主觀能動性，進行積極主動地探究和學習；另一方面可以加深學生的學習體驗，使學生在自主發現問題、分析問題、解決問題的過程中，獲得思維能力的提升，以及實踐操作能力的提升，并形成科學的探究意識和科學探究思維，掌握科學探究的方法。

比如還是在《細胞膜的結構與功能》的教學中，為了使學生更好地了解細胞膜的功能，教師可組織學生開展實驗對細胞膜的功能進行探究。教師把學生劃分成若干學習小組，然后發放實驗材料，實驗材料選自于生活中的常見材料，更加有利于提升實驗效果，然后叮囑實驗事項，引導學生小組開展實驗。在實驗一中，分別用A、B兩個燒杯，分別裝入等體積的清水和沸水，然后把分別浸入新鮮的紫色莧菜葉，觀察這兩個燒杯中水的變化。實驗二是A、B兩組玉米粒數量相同，將B組玉米粒煮熟，然后在A、B兩組玉米粒中分別加入紅墨水，染色幾分鐘后用水輕輕沖洗兩組玉米粒，觀察兩組玉米粒的變化。通過這兩組實驗，使學生邊觀察實驗變化，邊思考問題為什么實驗一中B燒杯的水會變成紫紅色？而A燒杯中的水卻沒有發生顏色變化？為什么實驗二中，B組玉米粒會染成紅色，而A組的玉米粒卻沒有顏色變化？由這兩組實驗，同學們可以推測出細胞膜的功能嗎？在學生完成了實驗和討論后，由小組代表發表討論結果，教師再對學生的討論結果進行指正，利用這兩組實驗使學生了解細胞膜的功能，是將細胞與外界環境隔開，控制物質的進出，進行細胞間的信息傳遞。如教師在教學“生物膜的流動鑲嵌模型”的內容知識點過程中，在給學生教授生物膜功能時，可以使用生物膜的流動鑲嵌模型，讓學生對結構和功能兩者之間的聯系性進行探究和思考。學生在小組合作討論的過程中，能夠深刻地了解結構和功能兩者關系是如何形成的，教師也可以通過細胞膜結構與其運輸功能兩者間的聯系性，培養學生的結構與功能觀，實現教學任務。

（三）合理創設教學情境，在高階思維活動中理解內化并形成結構與功能觀

生物學科具有較強的專業性，需要記憶的知識點較多，教師在教學中要借助于教學手段，加深學生對于知識的印象，并把抽象的知識轉化為具象的現象，從而創設出直觀生動的情境，使學生可以直觀地對知識現象進行理解，降低生物學科的學習難度。而且通過創設生活化情境，把知識內容與學生的日常生活現象聯系起來，使學生從結構與功能觀的角度，重新認識生活中的生物現象，并應用理論指導學生的實踐，加強理論與實踐的聯系。創設教學情境的方式應用較普遍的是多媒體情境。由于信息技術的快速發展，使得教學資源越來越豐富，以往教學中很多難以具體展示的知識內容，都可以借助于多媒體進行詳細的展示。比如很多微觀層面知識、抽象知識內容等，都可以利用多媒體創設直觀的情境。還有一些實驗情境，由于實驗條件限制和實驗難度較大等，教師就可以直接借助于實驗視頻，對實驗進行更加詳細地展示，從而使學生可以更好地理解和記憶知識內容。這樣就突破了教學中的難點，實現了教學質量的提升。

基于結構和生命觀的生物學科教學，有很多內容都是較抽象的，或者是微觀層面的，只能通過多媒體創設直觀情境，才能使學生更好地感知知識內容。比如在探究細胞膜的結構時，教師就可以利用多媒體進行細胞膜結構的探究，展示歐文頓實驗動畫，并引導學生根據實驗現象對膜的組成進行猜測，在觀看完實驗后推理出結論——膜是由脂質組成的。這個實驗結論是由實驗現象推理分析而得來的，引導學生對膜的成分進行提取、分離、鑒定，從而對推理結論進行驗證，然后再通過多媒體展示制備細胞膜的實驗，出示紅細胞吸水脹破獲取細胞膜的圖片，并對細胞膜的獲取原理進行講解。細胞處于清水中，水就會滲入細胞中，細胞吸水過多后，就會漲破，這時細胞內的液體就會流出，液體流出后就獲得細胞膜。接下來再通過多媒體展示生物學家對細胞膜的成分、成分結構、分子排列等一系列實驗情境，并對知識內容進行講解。最后通過流動鑲嵌模型引發學生對于生物膜結構和功能適應性的討論。由前面的實驗內容中，得出膜的組成成分主要是磷脂、蛋白質和少量的糖類，膜的分離作用與膜的磷脂雙分子層結構有關，蛋白質分子的位置造成了膜結構內外的不對稱性，使膜的結構特點具有一定的流動性，最終造成膜的功能特征具有選擇透過性，從而貫徹結構與功能觀。如在教學“酶的特性”的內容過程中，想要在課程教學中能夠有效滲入結構與功能觀，教師可以借助多媒體技術給學生創設一個有趣、靈活的教學氛圍。教師可以給學生播放酶活性改變實驗視頻，讓學生通過直觀地觀看視頻，了解pH、溫度對酶產生的作用，這也讓學生認識到pH、溫度在動態改變的情況下也會讓酶結構產生改變，最終讓其的催化作用也受到影響。這樣不僅能夠讓學生深刻地掌握酶的特性知識點，也在視頻情境教學中，培養了學生的結構與功能觀。

（四）創新生物教學方式，生動體現結構與功能觀

教師如果想要在生物教學中培養學生的學科意識和核心素養，讓學生形成結構和功能觀。教師在實際教學中應該改變傳統教學模式，根據生命規律為依據，全面認識和了解有關知識點，讓學生以微觀角度深刻地掌握生命體結構。所以，教師應該對教學模式進行創新和改革，讓生物課堂教學告別傳統教學的呆板、無趣，讓教學更有內涵，進而培養學生結構和功能觀念。如圖文結合教學模式，能夠讓學生更好地掌握知識內容，加深知識記憶，更激發了學生的學習積極性和主動性。如教師在教學“免疫系統的組成和功能”內容知識點時，該課程教學要求學生能夠掌握免疫系統的三道防線的內涵，并能表述出來，可以對非特異性免疫和特異性免疫的差異性進行有效區別，證明免疫器官、免疫細胞、免疫活性物質三者之間的關聯，并能理解三者之間的概念意義，最終可以形成完整的免疫系統組成模型。教師在教學中想要讓學生能夠深刻掌握和理解上述知識內容，教師可以利用網絡搜索有關教學資料，然后通過多媒體設備在課堂上播放，讓學生能夠對免疫器官、免疫細胞、免疫活性物質等有關內容進行學習和總結。在學生觀看視頻的過程中，也提升了學生的學習意識，讓學生形成了完整的思維導圖，進而培養了學生結構與功能觀念，讓學生清楚地認識到結構與功能觀念兩者之間是相互統一和對立的關系，強化學生的學習過程，讓學生形成良好的學習習慣。所以，教師在教學中可以運用視頻、圖片等教學元素，引導學生構建思維導圖，讓掌握的知識形成體系化，這樣才能促進學生形成正確的結構與功能觀念。

三、結束語

在生物學科的教學中，教師要尊重學生的主體地位，并借助于多媒體情境和實驗教學，激發學生的生物學習興趣，加深學生的學習體驗，培養學生的科學探究意識和科學探究能力，使學生在生動的情境和直觀的操作中，感受到結構與功能的適應性。

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