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用“系统论”的方法构建高三生物复习教学的一些思考

2015-09-10揭德希吴寿生

中学生物学 2015年6期
关键词:系统论生物学科层面

揭德希 吴寿生

当前,高中生物复习教学存在重复章节的知识传授以及大量题海训练方式,复习效率低、时间周期长、师生承受着很大的身心负担。针对此现状,笔者采用了“系统论”的方法来构建高中生物复习。贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质,即整体大于部分之和,反对那种以局部说明整体的机械论的观点,同时认为,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上起着特定的作用,要素之间相互关联,构成一个不可分割的整体。因此,从分子、细胞、个体、生态系统等“系统”层面铺开,按照结构、功能、调节与稳态顺序进行有序整合,通过核心概念的生成过程以及概念之间内在联系的方式,将各层面“系统化”,不仅形成了学科内知识的综合与应用,更有利于学生形成并认同生物学科的一些思想和方法,如结构与功能相适应的观点、事物之间具有普遍联系的观点等。

1 “分子”系统的层面

分子是由元素、原子构成单体或基本单位,通过一定的化学键进而形成的。不同分子的结构不同,其功能也不相同。生物体内的分子并不是孤立的,分子与分子之间在生物体内也存在着某种联系,这种联系将各分子之间形成一个整体。因此,可用“系统”的方法去建构概念,并同时建构思维导图整合概念与概念之间的关系(图1)。

再通过概念的内涵与外延的分析展开,从而形成“知识系统树”,使学生结合身边熟悉的生命现象加以深化理解与应用。如在种子的形成与萌发过程中,种子内的糖类和脂肪如何变化?糖尿病患者为什么不宜口服胰岛素制剂?酶制剂为什么可以低温保存而不能放置于高温下,这与其分子结构的关系如何?核酸如何控制蛋白质的合成?日常生活中摄入过多的蛋白质、糖类或脂肪对人体的健康是否有利?人体又是如何进行相应的调节呢?

2 “细胞”系统的层面

细胞这一系统层面可从外到内,即边界(细胞膜)——细胞质——细胞核;从结构到功能,即流动镶嵌模型——选择透过性、线粒体——细胞有氧呼吸、叶绿体——光合作用、核糖体——蛋白质合成、细胞核——细胞代谢控制中心;从代谢到调节,即光合作用——影响因子、细胞呼吸——酶、细胞增殖——调节因子、细胞癌变——致癌因子等方式展开复习,同时教学中以生物学科的思想与方法为目标,渗透教学的每个环节,以达到举一反三的学习效果。其核心概念及其联系也可用思维导图的方式进行建构(图2)。

3 “个体”系统的层面

个体层面也可从结构、功能、调节与稳态的角度展开学习。生物个体的结构是由细胞、组织、器官(或系统)组成,而个体的一生则包含种子的萌发(动物胚胎发育)、生长、发育、繁殖、衰老等过程。在个体的代谢过程中有复杂的一系列调节机制,通过调节维持个体内环境的相对稳定状态,如血糖代谢调节、水盐代谢调节、体温调节、酸碱平衡调节、动植物激素调节、人与动物的神经调节、免疫调节等。这些核心概念与知识都可以用“系统”的方法去整合,由局部到整体、由知识到规律、由方法到学科思想,不断深入,提升学生的生物学科素养(图3)。

4 “生态系统”系统的层面

先从生态系统的组成开始,分析生物成分与非生物成分、生物成分又细分种内关系与种间关系、种群与群落关系、群落与无机环境关系,从而建构生态系统这一核心概念。然后从生态系统的结构,即食物链与食物网,分析营养级中的生物与生物之间的关系。再分别以生态系统的物质循环、能量流动、信息传递三大功能为主线,通过生态系统的反馈调节从而达到相对稳定的状态。教师要遵循学生的认识事物的规律,在获取知识与方法的同时,认同并树立生物学科思想(图4)。

总之,高中生物课程可以从分子、细胞、个体、生态系统等“系统”层次进行整合,并依次从结构到功能、从功能到代谢调节、从调节到稳态去建构核心概念与概念图,在学习生物学科知识与学科方法的同时,重点培养学生的生物学科素养与学科思想。

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