在高中生物教学中培养学生生命观念

■天津市第三中学 张 宣

培养学生核心素养是深化基础教育课程改革、落实立德树人根本任务的基础，成为我国新一轮基础教育课程改革的灵魂；也是促进学生终身学习、全面发展的基本保障。作为自然学科的高中生物，除了与物理、化学等自然学科有着共同的核心素养如科学思维、科学探究、社会责任之外，还有它自己的特有核心素养，即生命观念。生命观念既是生物学科特有的教育价值，又是教师教好、学生学好生物学的前提和基础。

一、认识生命观念

（一）生命观念的概念

“生命观念”是对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念、思想方法，是科学世界观的组成部分，是知识、能力、情感态度与价值观的综合表现。

（二）生命观念的内涵

首先要把握生命本质：生命是源于自然随机事件且能在与环境互作中保留下来的，具有新陈代谢和自我复制（繁殖）特征的物质形态。生命（生物）与非生命的本质区别是生物是“活”的，能新陈代谢和自我繁殖。

生命观念是在生命本质的探究过程中形成的，主要包括以下四个方面：1.结构与功能观：结构和功能相适应，是长期进化形成的，是生物适应环境的表现；2.物质与能量观：物质合成与分解总是伴随着能量的吸收与释放，生态系统的物质循环与能量流动密不可分；3.进化与适应观：适者生存，不适者被淘汰，生物与环境相互选择共同进化，生物适应环境具有普遍性和多样性；4.稳态与平衡观：不同层次的生命系统都是一个稳态和平衡的系统，稳态和平衡是通过调节实现的。

二、建立生命观念

（一）根据学生认知规律，引导学生把握生命的本质特征

什么是生命？这是生物学应首先明确的问题，但由于生物界的多样性和复杂性，在教科书上却难以找到令人满意的答案。教师可以从“有生命的物体就是生物”“生物是活的、能呼吸、能繁殖”“人死亡的标志是停止呼吸、心脏停止跳动”等生活常识出发，引导学生分析生命最重要的特征是“活的”，能与外界环境进行物质、能量交换及体内转变（即新陈代谢）。新陈代谢在细胞水平上可以表现为吸收氧气释放二氧化碳，个体水平上可以表现为进食、呼吸、排泄。代谢一旦停止，生物就变成非生物。生命另一重要特征是繁殖，即自我复制。分子水平上DNA通过繁殖在亲子代细胞间传递遗传信息，细胞水平上受精卵通过繁殖完成个体生长、发育，个体水平上通过繁殖保证种族的繁衍，生态系统水平上物种在生物进化历程中不断产生、成熟，乃至被淘汰。

根据学生认知规律，引导学生由具象—抽象，由生命现象—生命本质特征，理解生物是活的，生老病死是自然规律，长生不死只能是脱离现实的美好愿望。环境是不断变化的，任何物种在生物圈中只能是特定历史时期的一个匆匆过客，没有哪个物种可以在地球上永远存在，为学生建立生命观念奠定基础。

（二）以知识学习为载体，引领学生建立生命观念

1.结构与功能观、进化与适应观的构建——叶绿体的教学实例。

首先让学生在光学显微镜下观察叶绿体形态，再联系叶绿体的功能以小组为单位，自选材料设计并制作叶绿体结构模型。学生思维活跃由叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所这一功能出发，推测叶绿体应是双膜的细胞器，外膜把叶绿体与细胞质基质分隔开，内膜维持叶绿体内部环境的相对稳定；由叶绿体吸收光能才能推动物质、能量转换思考，叶绿体的内膜、外膜应是透明的允许光线透过，色素分子和催化光合作用的酶会位于叶绿体内部复杂的膜结构（基粒）上；联系叶绿体基粒有吸收光能的功能，而吸收光能的叶绿素等色素分子集中分布在基粒类囊体的薄膜上，因此通常情况下制作的类囊体薄膜要呈现绿色；由光线强弱和方向是不断变化的，推测基粒应是悬浮于叶绿体基质中，可以根据光线变化改变自己的朝向和位置以更好地利用光能。在此分析推理基础上，组内合作完成叶绿体模型制作，班内展示、交流、评比各组制作的模型，教师出示叶绿体显微结构的模型（物理模型）和模式图（概念模型）引导学生形成正确的认识。通过实践活动让学生加深理解生物体结构与功能是相适应的，从而形成生物结构与功能统一的观念。

进而引导学生在掌握叶绿体的形态、功能、结构的基础上思考，是不是进行光合作用的生物都有叶绿体？联系已有知识（蓝藻是原核细胞，没有叶绿体，也能进行光合作用），学生推测原核细胞在细胞质基质中进行的光合作用要早于真核生物叶绿体中进行光合作用的出现。教师再拓展叶绿体大小与原核细胞相似内含有DNA和核糖体，与原核细胞一样能独立进行DNA复制和蛋白质的合成，是具有相对遗传独立性的半自主细胞器。由此，科学家推测叶绿体的起源可能是原核细胞被其他真核细胞内吞所形成的，即“细胞内共生的假说”。激发学生探究生命起源的兴趣，认同进化与适应的生命观念。

2.稳态与平衡观的构建——血糖平衡调节、人造林生态系统等实例。

（1）血糖平衡调节的实例

血糖平衡的调节主要建立在反馈调节和激素之间的拮抗作用上，教师利用学生已有的知识储备和生活经验先构建血糖、胰岛素、胰高血糖素的含量模型，进而构建餐后和运动时血糖来源、去路及相关激素含量变化的概念模型。为帮助学生理解复杂、抽象的生理变化过程，重点是分组构建物理模型的模拟操作。学生每四人为一组，以纸片、磁珠、磁片、乐高玩具等材料为学具，模拟正常人餐后、饥饿、运动及糖尿病患者餐后等不同情境下血糖调节的过程。其中：设置裁判一名，负责创设不同的模拟情景、判断模拟过程是否正确；模拟操作的参与者三人，一人负责糖原，一人负责氧化分解或转化，一人负责激素的分泌及语言描述每一步操作的含义。

对微观、复杂的生理变化，先铺垫有关知识，然后理性思维推理构建调节的模式图，最终通过模拟操作实现学生真正的理解和掌握。教学中经常出现学生一听就懂、一用就错、一过就忘的现象，原因在于学生缺乏实践运用的训练。构建物理模型的模拟操作过程，使学生动手、动脑理解细胞生活在内环境中，必须不断进行物质、能量的交换才能保证细胞代谢的顺利进行；交换中，内环境各种物质的含量与理化因子处于动态平衡依靠的是调节的力量。同时也理解生物是活的，平衡是在动态调节下实现的，当内、外环境变化超出调节能力时稳态就会失衡。

（2）人造林生态系统等实例

陶行知生活教育理论告诉我们，生活即教育、社会即学校、教学做合一。生命观念的养成不光需要生物课上概念、原理的学习过程，更需要引导学生关注身边生态的变化。例如：儿时的漫长夏季，蝉鸣一直伴随我们的记忆。为什么现在却很少听到那熟悉的声音？引导学生回忆蝉的生活史，其为不完全变态发育的昆虫知了或知了猴，是若虫蝉，是成虫。知了猴在土壤里生活，夏季从松软的土地里钻出来，爬到树干上蜕变为蝉。又如：卫生城市创建中，为了防止扬尘我们周围环境的地面不断被地砖、水泥、柏油路铺满，即使公园也难见疏松的土壤，导致已发育成熟的知了猴柔弱的身体无法穿过坚硬的地面，爬到树干蜕变为成虫蝉。同时，树上蝉产的卵，也无法进入土里发育成若虫知了猴。这样就阻断了蝉生活史中的两个阶段，导致蝉声逐渐稀落甚至绝迹。学生受此启发，又发现许多问题，如人工封闭的地面还阻止降水和空气渗入土地的深层，影响树根对水的需求和有氧呼吸，导致大树首先是顶端的树叶焦梢（由绿色变枯黄），进而过早衰老、死亡。这些都是人类盲目的行为破坏了生物与环境间的相互适应造成的后果。同时，还要引导学生关注重大的生态工程，从宏观理解并树立稳态与平衡的生命观念。

总之，结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观作为生物特有的核心素养——生命观念，涵盖了高中生物学的所有基本知识。因此，生命观念的形成也要以知识学习为载体，引导学生通过丰富多彩的自主学习和实践活动。先感知这些生命观念，再逐步引导学生理性思维加深理解，牢固树立生命观念，并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象、解决生命问题。