高中生物教學中生命觀念培養路徑

許海平

(安徽省淮北市第一中學,安徽 淮北 235000)

隨著新課改不斷地深入,高中生物教學出現了重大改變,也對高中生物教學提出了更高的要求.在生物教學中,教師不僅要講授生物知識,而且還要培養學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任感.科學的生命觀念雖然不能為生物問題分析和解決提供現成的答案,但是卻可以為其指明思路和方向,使個體的意識、觀念和思想方法更加科學客觀.因此,在高中生物教學中,要重視生命觀念培養,積極探尋和拓寬生命觀念培養路徑,凸顯生物課程的學科特點[1].

1 生命觀念的內涵

什么是生物生命觀念,簡單來說,就是個體在了解生物事實的基礎上形成的概念,以及在進一步提煉、升華之上形成的生命意識、觀念和思想方法.生命觀念是對生命現象的解釋,也是個體對生命世界的態度和價值取向.高中生物新課標列出了幾個重要的生命觀念——結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀等.而且,高中生物新課標在羅列生命觀念的內容時,使用了“如”和“等”這樣的字眼,這說明生命觀念不只指以上幾方面的內容,還有其他的生命觀念.在生物學領域,無論是解釋生命現象還是解決生命問題,都需要堅持科學、正確的生物思想、意識和觀念[2].“生命觀念”是生物學核心素養的支柱,也是生物思想的基礎.

2 高中生物教學中培養生命觀念的意義

在高中生物教學中培養生命觀念,可以讓學生對生命有更加深刻的認知,促使學生形成熱愛生命、尊重生命、理解生命價值的觀念,讓學生了解生物學研究的意義,促使學生認知能力、解決問題的能力有新的發展.

高中生物教學是中學生物教學的高級階段.高中生物教學內容不僅知識面廣,而且許多知識都具有抽象性,在生物教學中,培養生命觀念,讓學生對生命有正確的認識,掌握生物學科研究思想和方法,至關重要.在生物教學中培養生命觀念,從生物學視角引導學生認識生命的由來及活動規律,培養尊重生命、珍惜生命的生命理念,使其形成科學的結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀,不僅有助于學生理解、掌握生物知識,還可以提高學生的科學素養與人文素養,補齊生物知識教學與學生認知、教育實踐不均衡的短板,促進學生全面發展.

3 高中生物教學中生命觀念培養路徑

3.1 由最基礎的概念,認識生物結構和功能

不同類別的生物,其生活環境、生活規律、生命結構和特征都是不同的.不過,生物的結構和功能卻是相對應的.關于生物的結構和功能,從生物學視角來講,就是所有的生物都有一定的生物結構,也有與之相對應、客觀存在的生物功能.而且,任何生物功能,都要借助或者由一定的結構實現、完成.在生物教學中,認識生物結構和功能,是了解生物的基礎,也是生物教學的一個重要內容.學生要想認清生命現象,研究生物規律和科學,需要以生物結構和功能為跳板,否則一切都是無用功.認識生物結構和功能,首先要學習、掌握生物結構和功能知識,而在生物教學中,許多生物結構和功能知識都是以概念、定義的形式存在的.在生物教學中,教師可以借助最基礎的概念讓學生認識生物的結構和功能,培養學生的生物結構和功能觀[3].

如在學習“激素與內分泌系統”這個重要的知識點時,有關激素和激素調節的概念并不是教學的重點,但是這兩個基本概念卻是學生理解生物基礎知識、進行模型建構、分析和解決問題的基礎,也是學生了解有關神經系統知識、內分泌細胞的結構和內分泌腺的功能的關鍵.因此,在高中生物教學中,要重視生物基礎概念教學,借助圖文影像、通俗易懂的語言講解有關知識,讓學生就什么是激素、激素的發現、激素調節的概念和功能等有一個全面的了解.然后,由此及彼,分析神經調節、激素調節對生命的影響,讓學生明白,雖然神經調節、激素調節的結構、功能不同,但是任何一方面出現問題,都會影響生命質量.如神經調節失常,會導致生命體精神紊亂;激素調節失常,會引發疾病,加重身體負擔.如此這般,可以讓學生了解結構與功能的關系,促使學生養成生物結構和功能觀.

3.2 創設教學情境,培養物質與能量觀

在生物教學中,要想培養學生的生物素養,首先要培養學生對生命的物質性的認同.生命雖然是物質的,生命體由有機物組成,但是生命體不僅與物質有關,還與無機自然界有關,組成生命的物質具有特殊性、獨特性,生命體的各個結構都有其物質基礎,這是物質觀的基本內容.在生物教學中,讓學生了解生命過程所需要的能量驅動、能量流動和轉換方式、生物體與物質和無機自然界的關聯,可以促使學生形成科學的生物觀,為學生進行生物實踐指出正確的方向.因此在教學中,教師要將生物知識基于特殊的情境下,講述有關生命能量、新陳代謝的知識,以情境支撐物質與能量觀教學實踐.

如在講述“細胞中的元素和化合物”時,教師可以先利用大屏幕展示“沙漠化過程中沙地植物群落生物量、熱值和能量動態研究”及其發現,讓學生就沙漠植物群落地上和地下的生物量、熱值以及能量現存量;植物群落的光合效率、能量轉化、流動方式及其影響等有一個全面的了解,使學生明白能量和物質循環是無處不在的.然后,讓學生看某沙漠植物體內碳(C)的代謝途徑圖(如圖1所示),先結合圖示,由教師講述卡爾文循環過程中能量的轉化形式(活躍的化學能轉變成穩定的化學能),并讓學生分析CO2中的碳在光合作用中的轉化過程,采用的是什么方法(同位素示蹤法),該植物中能固定CO2的物質(PEP和C5),以及這種植物進行光合作用所需的CO2的來源(蘋果酸分解,呼吸作用).最后,與學生一起討論問題:在圖中,A、B兩個過程中,A過程是在晚上進行的,它為什么要在晚上進行?它在進行時,植物氣孔處于什么狀態?如此,將多媒體與問題結合起來,創設教學情境,可引起學生興趣和注意力,使學生的認識上升到生命的物質和能量觀層面.

圖1 植物體內碳的代謝途徑

3.3 運用真實的案例,培養進化與適應觀

在生物學科核心素養中,生命進化與適應觀指對生物進化與發展的適應關系的科學認識,以及由此形成的科學觀念.用進化與適應觀解釋生命起源,有助于學生對重要生物概念的建構,以及對生物知識和現象的理解,也為學生進行更高層次的生物學習和實踐提供了例證支撐.生命進化與適應現象具有普遍性,極其常見.高中生已經掌握了一定的科學知識,在教學中,教師可以根據學生的認知水平和特點,以思維拓展為重點,選擇具有代表性的案例,引導學生去學習和理解自然選擇、生物進化等生物知識,培養學生尊重自然、順應自然、敬畏生命的認識和情感,加深學生對生物進化與適應觀的理解.

如美國華盛頓大學路易斯醫學院的研究院韋斯·沃倫稱:哺乳動物和爬行動物雖然如今看起來存在很大的差異,但是兩者有著很近的親緣關系.以鴨嘴獸為例,鴨嘴獸與爬行動物、鳥類、哺乳動物具有相似的基因,在已經發現的單孔目動物化石中,可以發現遠古時期鴨嘴獸生活在現今南美洲地區的證據.而且,在物種分離出現在胎盤進化形成之前,鴨嘴獸是介于蜥蜴和類人胎盤哺乳動物之間的物種,所以,它至今仍保留有爬行動物和哺乳動物的特征.2010年,沃倫在研究中發現,鴨嘴獸毒液中包含有83種類似于蛇、海星、蜘蛛等動物的毒液基因,這些發現充分證明,鴨嘴獸是隨機進化、趨同進化的例證,它的變異和適應性在其進化過程中一直存在.運用案例,教師可以深入淺出地分析生物間的協同進化性,生命起源使學生領悟生物進化的本質與客觀性.

3.4 實施生活化教學策略,培養穩態與平衡觀

在生物教學中,既要引導學生關注生物的多樣性,生命系統的開放性.還要從整體高度,從平衡、穩態視角去分析生命現象,讓學生對穩態和負反饋平衡有一個深刻的認識,這是讓學生理解生命本質、樹立生命觀念的根本.生命現象與生態系統的穩定性一樣,在生活中處處存在,而且生態系統的穩態與平衡,與細胞活動、物質運輸等有著密切的關聯.教師作為教學的負責人和學生的領路人,要積極探尋各種生命現象,讓學生對生態系統的穩定性有所了解,促使學生在生態系統水平上形成穩態與平衡觀[4].

如研究發現,糖尿病與飲食調節和控制、自身免疫能力、遺傳因素和環境因素有關.血糖平衡與穩態是預防糖尿病的有效途徑,當血糖濃度較高或較低時,人們的身體會出現不適.如許多馬拉松運動員在長途奔跑后、一些糖尿病患者在空腹時,經常會有心慌、頭暈、無力、出冷汗等癥狀,不過與糖尿病人的血糖濃度過高或過低不同,馬拉松運動員即便是血糖處于消耗狀態,血糖濃度降低,但是含量始終保持著0.9 g/L,也很快就能調節到正常水平.那么,運動員在空腹時的血糖是通過哪些途徑補充的?為什么糖尿病人的血糖會一直很高?如何追蹤血糖的去向?糖尿病人該如何控制血糖?如何調節與控制飲食呢?然后,讓學生開展小組討論,并構建血糖平衡模型,使學生借助直觀的方式了解生命狀態與生命平衡現象.這樣可以降低學生的理解難度,培養學生的穩態與平衡觀.