生物教學中培養生命觀念的實踐研究

[摘" " 要]生命觀念是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性解釋后的抽象，是能夠理解并解釋生命現象的意識、觀念以及思想方法。基于學科本質，探尋生命觀念中進化與適應，自然選擇；穩態與平衡，動態調節；物質與能量，維持活動的內涵。同時，指向課堂實踐，創新培養生命觀念，設置懸念，引導自主探究；類比推理，深化邏輯意識；建構模型，內化知識結構。聚焦核心素養，拓展培養生命觀念的途徑，動手實驗，形成良好習慣；滲透學科史，優化思維品質；聯系生活，解決具體問題，形成正確的價值觀念。

[關鍵詞]高中生物；核心素養；生命觀念；價值觀念

在高中生物教學過程中生成學生的生命觀念核心素養，要求學生能夠依據所觀察到的生命現象，從學科內容本質出發，解釋生命現象的核心本質或能夠幫助學生形成運用生命觀念解決實際問題的能力。要想在實際教學中生成學生的生命觀念，就應該基于學科本質讓學生領悟生命觀念的內涵實質，感知生命的組成要素，再輔以引導自主探究、邏輯推理、建構模型的教學策略讓學生從課堂實踐中真正感悟到生命現象的實質，從而用于實際問題的解決過程。

一、基于學科本質，探尋生命觀念的內涵

生命觀念的組成包括進化與適應觀、穩態與平衡觀和物質與能量觀，在引導學生基于學科本質來探析生命觀念的內涵時，教師應采用滲透式教學的方式，在遇到合適的教學案例時鼓勵學生從生命觀念的角度嘗試對生命現象的抽象解釋，從而養成正確的生物價值觀念。

（一）進化與適應，自然選擇

“進化與適應”實質是學生已經認知到關于達爾文自然選擇進化學說的另一重詮釋，生命是由低階向高階不斷進化發展的，而適應則是生物界生物普遍共存的特性。在引導學生了解生命觀念實質內涵時，應從生命的形態結構和生理特性結合自然環境因素考慮，從而領悟“自然選擇”的法則意義。

在學習“現代生物進化理論的主要內容”章節時，學生在基本掌握“基因”與“基因頻率”相關知識內容后，筆者便依據教材內容尋找合適習題。如“囊鼠的體毛深色（D）對于淺色（d）為顯性，調查不同區域囊鼠深色表現型頻率，深色熔巖床區深色表現型頻率為0.95，D基因頻率為0.7，淺色巖深色表現型頻率為0.5，D基因頻率為0.3，讓學生進行分析”。在此題中，學生要根據基因頻率的計算公式進行求解，但在綜合考慮中，筆者適時讓學生分析深色與淺色區域性狀表現，學生總結得出深色囊鼠在深色熔巖床區表現型頻率高，而在淺色巖區域深色表現頻率低，是因為毛色與環境差異大時則更容易被天敵捕食，所以顏色分布會受到自然環境選擇的影響。

遺傳與變異是進化的基礎，進化是生物適應環境的表現。引導學生掌握進化與適應觀念，了解生物為了適應自然環境而不斷發生變異，有利變異的積累實現了生物的進化結果，從而逐漸使得生命觀念得以養成。

（二）穩態與平衡，動態調節

生命觀念的培養離不開引導學生對于生命系統的認知，生命系統是穩態和平衡的系統，通過生命調節機制實現的動態平衡。幫助學生在探索生命時掌握穩態調節機制過程，了解動態調節的實質內涵，是培養學生生命觀念的重要環節。

在學習“人體水鹽平衡的調節”章節時，筆者圍繞教學重點難點進行執教，首先引入動態調節的概念，讓學生回顧體內水分不足時怎樣進行調節。如水分不足時，細胞外液滲透壓升高，傳遞給下丘腦滲透壓感受器，下丘腦合成抗利尿激素，最終作用于腎小管與集合管，增加其對于水分的吸收，保持體內的水分；另一方面，大腦皮層產生刺激，促進人體主動飲水。隨后，筆者便詢問學生經過機體調節，是否人體水分會不斷增加，學生繼續探索，總結到當人體水分含量升高后，細胞外液滲透壓會下降，通過反饋調節抑制大腦皮層所產生的渴覺以及下丘腦合成抗利尿激素，水分含量便不會繼續升高，維持了水和無機鹽的平衡。此外，筆者還引導學生總結了關于神經調節和體液調節的相互關系，學生得出相互協調、相互配合的結論，認識到動態平衡的生命系統。

穩態是相對平衡的動態，引導學生在動態感知中認識穩態的調節機制和調節意義，使得學生認識到生命現象背后的抽象知識，從而加速生命觀念的生成。

（三）物質與能量，維持活動

生命活動的基礎是物質與能量，引導學生感知物質與能量對于生命活動的意義及探索其實質，是培養學生生命觀念的關鍵步驟。生命活動的維持伴隨著物質的合成與分解，也同樣伴隨著能量的吸收和損耗，幫助學生從物質與能量角度認識生命活動，對其生物學習能產生積極的意義。

在學習“細胞的能量貨幣ATP”內容時，筆者便引導學生理解ATP與ADP之間的相互轉化及ATP在能量代謝中的作用作為教學重點。在學習中，學生認識到ATP的結構簡式為A—P～P～P，～代表特殊的化學鍵；ATP的化學性質不穩定，在有關酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的磷酸基團有較高的轉移勢能，最終ATP水解釋放能量；而后，ADP可以接受能量，在有關酶的作用下與游離的Pi結合，重新生成ATP來保證維持生命活動的能量，學生通過此認識到維持生命活動所需要的能量來源。

引導學生從物質與能量的角度認識維持生命活動的能量流動，解釋生命活動的現象。從學生的客觀思維中建構起抽象的能量知識體系，幫助學生認知生命活動的現象和解決與之相關的實際問題，學生的生命觀念便能夠養成。

二、指向課堂實踐，創新培養生命觀念

（一）設置懸念，引導自主探究

采用情境創設教學法培養學生生命觀念，有助于驅使學生思維的運轉，緊跟課堂教學節奏。教師依據教學設計，適時為學生設置懸念，讓學生通過自主探究得出正確答案，利于學生生命觀念的形成。

在學習“生態系統的能量流動”內容時，筆者便在課堂前期為學生創設問題情境設置懸念，引導學生進行自主探究。如“設想自己在荒野求生，有一只雞和一些米粒，試問為追求能量的最大化，應如何抉擇”，學生在接到問題時首先能想出三種策略：一是先吃米，再吃雞；二是先吃雞，再吃米；三是可以先吃一部分米，用一部分米來喂雞，最后再吃雞。隨后，便讓學生帶著自己的猜想開始對于生態系統的能量流動學習，最后學生通過探究得出生態系統的能量流動特點為單向流動，逐級遞減，再回顧先前自己的假設，驗證出應該先吃雞再吃米，達到能量的最大化。

設置學生感興趣的教學情境，探索知識的奧秘，是遵循學生客觀認知天性所總結出來的。學生在懸念情境中驗證假設得出結論，能加深學生的物質與能量觀念，從而對生命觀念的養成產生積極影響。

（二）類比推理，深化邏輯意識

引導學生通過類比推理的學習方式來注意新知與舊知之間的內在聯系，結合兩個知識點之間的類似屬性，進行自主類比推理，稍加點撥，引導學生觸類旁通地對新知識中的抽象部分進行充分認知，深化邏輯推理意識，從而促進生命觀念的養成。

在“細胞的物質輸入和輸出”章節中探索“物質跨膜運輸的實例”的內容，筆者在引導學生探索動物細胞的失水與吸水時，讓學生聯想到生活實際中“沙漏”的作業原理，感知“滲透作用”，認識發生滲透作用的條件為動物細胞具有半透膜，且細胞內外兩側溶液具有濃度差。在學生基本掌握動物細胞的失水與吸水的生物原理后，筆者鼓勵學生通過類比推理的方式，展開對植物細胞發生“質壁分離”的條件探索與理解原生質層對于吸水和失水的功能作用。在類比推理中，學生總結出植物細胞質壁分離是當細胞液濃度低于外溶液濃度時，細胞會通過滲透失去水分，細胞液中的水分通過原生質層進入溶液；而質壁復原則是因為細胞液的濃度大于外界溶液的濃度；而對于原生質層的功能探索，學生通過類比推理發現原生質層就類似于動物細胞的半透膜。

通過類比推理的學習方式，學生能夠建立起類似屬性知識之間的聯系，形成較為完整的知識結構。將該教學策略運用到對于學生生命觀念的培養上，能夠使得學生通過推理，形成生命系統的功能觀與穩態觀，從而加速生命觀念的養成。

（三）建構模型，內化知識結構

模型的建構與認知學習，是學生內化知識結構，弱化抽象認知的直接方式。生物學科探索中，引導學生主動建構生物模型，歷經生物概念的形成過程，將抽象事物通過顏色標記、結構展示進行具體化的認知，用于實際問題的解決，有利于學生生命觀念素養水平的提升。

在“基因的本質”章節中關于“DNA分子的結構”內容學習時，筆者便在課堂實踐中根據學情反饋引導學生進行DNA模型的自主建構教學過程。在此之前，學生已經基本掌握了核酸的元素組成以及認識到減數分裂等細胞學基礎，也掌握了生物的生殖過程，但對DNA兩條鏈為什么“反向平行”“堿基互補配對為何必須是A-T，G-C配對”不理解。隨后，筆者便引導學生先組裝一個脫氧核苷酸模型，再組裝脫氧核苷酸長鏈，在構建脫氧核苷酸雙鏈時，筆者就雙鏈中的堿基排列位置讓學生進行了深度思考；得出堿基配對原則中A-T，C-G配對，構建雙鏈時，學生發現互補鏈的脫氧核苷酸旋轉180°后能使得堿基連在所對應的碳原子上，從而構建形成DNA的立體結構：雙螺旋結構模型。通過所組建成的生物模型，學生能夠對DNA分子主要結構特點進行總結，全面地進行內化學習。

通過建構生物模型，幫助學生建構起抽象知識的體系認知，能夠使學生將抽象的生物概念通過模型的形式展示出其歷經的過程。這樣學生會容易組建起知識框架，內化知識結構，從而實現養成生命觀念核心素養的目的。

三、聚焦核心素養，拓展培養生命觀念的途徑

（一）動手實驗，形成良好習慣

實驗教學是高中生物教學不可分割的一部分，引導學生通過實驗操作的形式來揭示生命系統的奧秘，不僅能夠培養學生的動手操作、實驗探究能力，還能在操作中揭示生命系統的組成，探索生命觀念的本質內涵。

在講解“細胞器之間的分工合作”時，筆者便引導學生通過“用高倍鏡觀察葉綠體和細胞質流動”的實驗操作來認識葉綠體的形態和分布。學生依據教材知道葉肉細胞的葉綠體散布于細胞質中，呈綠色、扁平的橢球或球形；觀察細胞質的流動可用葉綠體的運動作為標志。實驗中利用黑藻的小葉來制作臨時裝片，先在低倍鏡下找到葉綠體，再換高倍鏡觀察。學生在顯微鏡下看到真實的葉綠體和細胞質的流動，觀察到葉綠體的基本形態和分布情況，這樣可以更好地理解葉綠體的功能。同時還回顧了高倍鏡的操作步驟。

教學中引導學生通過動手實驗的形式進行生物學科的學習，適時滲透生命觀念的實質內涵，學生便能夠結合實驗結果，直觀呈現與生命系統運作的實質進行思考，從而使得生命觀念不斷養成。

（二）滲透學科史，優化思維品質

生物學史的滲透是將科學家對生命現象和規律的研究歷程，讓學生進行具體的認識。學生可以從科學家的探究歷程中掌握科學的研究方法，也能層層遞進地了解生命的科學本質，優化自我的思維品質，促進生命觀念的生成。

在學習“生物膜”相關知識點時，筆者通過滲透生物膜生物學史的形式，讓學生歷經知識定義的不斷形成。如歐文頓在對植物細胞的通透性試驗中得出細胞膜對不同物質的通透性不一樣，提出“膜由脂質組成的假說”；荷蘭科學家在1925年用丙酮從細胞膜中提取脂質，鋪成單層分子，發現面積是細胞膜的2倍，提出假設：細胞膜中的脂質是雙層的；1959年通過電鏡看到細胞膜的暗—亮—暗三層結構，認為所有生物都是由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成（靜態模型）；1970年，科學家通過熒光標記的人鼠細胞融合實驗，提出假說：細胞膜具有流動性；1972年，辛格和尼科爾森在靜態模型基礎上提出“流動鑲嵌模型”，基本形成了現在的生物膜研究框架。

在生物課堂中適時為學生滲透生物學史，讓學生歷經知識的形成過程，有助于學生從科學家的研究歷程中掌握科學的研究方法，促進生命觀念的形成。

（三）聯系生活，解決具體問題

引導學生將所學知識聯系現實生活中具體問題的解決上，是訓練學生學以致用能力的體現。學生在解決生活中的具體問題時，教師可以引導學生充分運用生命觀念的思想內容思考生物問題的起因，從而完成具體問題的解決。

在學習“伴性遺傳”內容時，學生在基本掌握知識點內容后，筆者便要求學生結合生活中所夠遇到的疾病，讓學生展開分析。如“血友病”為伴X染色體隱性遺傳，如果現實中父母均不是血友病患者，在做婚檢時，醫生告知母親是血友病隱性基因的攜帶者，那么作為醫生應如何幫助夫婦生一個健康的孩子。此時，學生便會考慮，母親既然不是血友病患者，那么其基因應該為XAXa，父親應該是XAY，如果生女兒的話，不會是血友病患者，但如果生兒子的話，就有50％的可能性是血友病患者。

生物學科與現實生活中的疾病等息息相關，引導學生通過所學知識分析處理生活中遇到的問題，能使學生的生命觀念不斷得以養成。

在高中生物中培養學生的生命觀念，在日常教學活動中通過以上教學策略不斷為學生滲透生命觀念的內涵。幫助學生揭示生命現象的本質與規律，促使學生用科學的眼光去看待生物問題以及提高學生解決實際問題的能力，學生生命觀念的核心素養也能夠在潛移默化中不斷生成。

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