高中生物教学中培养学生生命观念的案例分析

张洁维 穆露露 毕明庚 孙娴 沈章军

摘要：全国高中生物学课程标准（2017版）中提出了生物学科核心素养的有关概念并强调了发展核心素养在生物教学中的重要性，指出了生命观念是生物核心素养的重要内容及对其具有支撑作用，要求学生能够正确掌握生物学的相关学科知识与内容从而发展生命观念，进而认识生命，尊重生命，树立科学正确的生命观、自然观。本研究参照了新课程标准的有关内容并借助了人教版高中生物必修系列的教材，列举出教材中涉及的生命观念，以及相关知识内容所反映出的相对应的生命观念，并对典型性知识内容作出案例研究。通过深入介绍了生命观念的相关含义和有关内容，帮助教师深刻认识生命观念的概念并将生命观念落实到生物课堂中从而实现培养学生生命观念的目的。

关键词：高中生物;生命观念;培养;案例研究

生命科学的发展早在20世纪就取得了巨大的进步，为了适应生命科学的迅速发展，我国愈来愈重视生物教育并着力于提高中小学生物学科教育质量。在新修订的《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）中指出生物学核心素养是公民的基本科学素养而生命观念又是核心素养的重要内容，并将生命观念定义为：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，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法[1]，在培养和发展核心素养上具有其独特贡献。启发和引导学生去了解生命的涵义，领悟生命的真谛，要求学生能够形成生命观念，形成正确的生命观、自然观、世界观和价值观，正确的生命观念对学生的现实社会生活有积极影响，其具有其他学科不能替换的、有生物学特色的教育价值[2]。所以，如何在高中生物课程教学过程中培养和发展学生的生命观念，成为生物教师需要重点研究和探索的课题之一。

培养学生的生命观念是响应新课程标准的要求，在情境教学中提升能力、发生学习迁移从而达到发展学生核心素养的教学目标[3]。目的是让学生对生命观念形成正确的认知和定位并能进一步领悟生命本质的奥秘从而形成正确的价值观念，完善学生自身的精神品质与人格素养从而有助于促进学生个人乃至社会的进步与发展。

近年来，培养学生核心素养及生命观念是教育发展的趋势亦是国际教育关注的热点内容。美国专家H·林恩·埃里克森提出的“观念为本的课程与教学”的理念适用于在教学中培养和发展学生生命观念[4]。学者通过联系教材提出理论研究，但缺少在课堂中实践的检验及反馈[5]。所以，如何使学生在生物课程学习中发展生命观念仍旧是亟待研究的课题。

一、研究对象与研究方法

（一）研究对象

本次研究的主要对象是人教版高中生物教材中的教学内容，通过整理并分析生物学知识内容与生命观念的相关性，查阅相关文献以及进行对案例的研究，促使教师加强对培养学生生命观念的重视并积极探索落实生命观念、培养学生生物学科核心素养的教学方式。在教学过程中渗透生命观念，培养学生形成科学的价值观。

（二）研究方法

本文主要使用的研究方法有三种。第一，内容分析法是指对于研究内容进行客观、系统和定量的描述的研究方法。该方法是将研究内容简化成为方便处理的数据，以此来确定信息的特点，得出可以重复的有效推论。本研究将根据新课程标准，阅读并分析高中生物教材，从各个角度寻找支撑，找到体现出与生命观念有关的知识，再进行分析，渗透生命观念。

第二，文献研究法主要是指搜索汇集、鉴别分类和整理有关文献并通过对这些文献的研究而能科学的认识事实的一种研究方法。本次研究文献搜索所使用的关键词包括“生命观念”“核心素养”“生物学科核心素养”“新课程标准”“高中生物”等。

第三，案例研究法包括对单个或多个案例材料的整理和记录并对其进行详尽系统的描述与分析，以促进现存理论进一步发展的一种研究方法。

二、研究结果与分析

（一）生命观念的主要内容

生命观念并不形象生动而是一个较为抽象的概念，根据新课程标准，其主要包括四个内容。第一，结构与功能观;第二，物质与能量观;第三，进化与适应观;第四，稳态与平衡观。

结构与功能观：初、高中生物教材中都表明了一个重要的生物学观点即形态结构与功能相适应，体现出生物对环境的适应性。通过阐明细胞的形态结构、生理功能以及生命活动的规律让学生理解并掌握“形态结构与功能相适应”的生物学观点。教材中包含了大量的案例都体现出形态与功能之间的相互联系。

物质与能量观：生命系统需要不断地输入和输出能量来实现自身更新、维持自身稳定、保持自身有序性，这过程伴随着物质交换与能量交换。保持宏观的生态系统的稳定性和有序性也依赖于物质循环与能量流动。

进化与适应观：生物通过生长发育遗传而得以完成生命延续和种族繁衍，为了适应外部环境的变化而不断进化，形成了物种多样性和适应性。自然选择会对生物产生十分重要的影响，适者生存，优胜劣汰，适应环境的生物才会被保存下来，最终促使生物进化与适应。进化与适应观是要回答与生命本质有关的问题，比如生命是从何而来的、现在是怎样的、为何是这样等本质问题。故而最终都要在进化中探索所有生命现象的缘由和本质。所以进化与适应观可谓是生物核心素养中最具有生物学属性的生命观念。

稳态与平衡观：从小的生命系统到大的生态系统都是动态平衡的，通过自身调节可以保持其稳定性和有序性。教师通过积极开展新思路创设出教学情境，将稳态与平衡观的发展真正落实到课堂中，发展学生可以从宏观角度看待问题的能力，促进学生从整体水平理 解生命的本质与内涵，也使學生可以明确地认识到稳态和负反馈调节之间的紧密的相互作用，进而实现真正地领悟生命，敬重生命，爱惜生命，以致于培养和发展学生生命观念的教育目的得以完成。

（二）在高中生物教学中培养生命观念的案例

可以从三大问题的角度出发来加强对生命观念的理解，包括“是什么”“怎么样”和“为什么”的问题。

回答“是什么”的问题，可以整合生命系统的结构层次的有关内容，从分子层次、细胞层次、种群层次到群落层次再上升到生态系统层次，层层递进逐级整合生命的组成和特点，以及生物所具有的多样性和统一性等基本生物知识内容。

回答“怎么样”的问题，可以整合生物的呼吸、光合作用等关键生命活动，细胞分裂、细胞分化、以及细胞癌变和衰老等生命活动的规律及其调节过程，遗传物质的自我复制、转录及表达翻译等过程，进而阐明了生命活动是怎么样进行的问题。

回答“为什么”的问题，可以整合基因的遗传与变异性，生物体与无机环境之间互相作用以及自然选择和进化对生物的影响等方面的概念。

每章节对生命观念的各个内容分别有不同的偏重点，以必修一为例简单介绍。第一章“走进细胞”侧重系统观;第二章“组成细胞的分子”、第三章“细胞的基本结构”以及第四章“细胞的物质输入与输出”侧重的是结构与功能观、物质观;第五章“细胞的能量供应与利用”侧重物质与能量观;第六章“细胞的生命历程”侧重信息观。因此，高中教师应当熟悉教材并能够准确剖析各章节的侧重点，有意识地将生命观念渗透到教学内容中，设计具有创新性的教案做到把生命观念真正落实到生物教学过程中。

细胞会把ATP当做自身生命活动所需要的能量“通货”，是因为ATP自身的分子结构具有不稳定性，其含有的三个磷酸键中有两个是高能键，距离腺苷最远的高能磷酸键容易断裂而生成ADP，并且释放能量。此外，ADP与ATP能够快速及时地彼此互相转换。ATP可以迅速释放能量用于细胞代谢，故而ATP可以成为细胞生命活动所需要的能量的通货[10]。

线粒体的主要作用是提供大量的能量以支持细胞的代谢。线粒体是由双层膜包被而形成的球状、棒状或细丝状等不同形态的结构。内膜向内褶皱形成嵴，极大地增加了细胞进行生化反应的面积，是细胞发生有氧呼吸并且释放出能量的主要部位。与呼吸链有关的蛋白复合体存在于内膜上，该复合体可以逆浓度梯度将质子泵入至线粒体内膜（IMM）的外侧，即内外膜间隙之间，此过程消耗能量;质子回到内膜内侧的过程中会驱动ATP酶复合体产生ATP，以供细胞利用。

神经元细胞是组成神经系统的功能结构单位，将电信号转变为化学信号以行使信息传递的功能。细胞的质膜在静息状态下形成的是静息电位;当局部受到来自外界的阈上刺激后转变成兴奋状态，质膜对离子的通透性发生了变化，Na+大量内流，质膜去极化发生动作电位;受刺激的组织膜内外发生了电位变化而未受刺激的部位依旧呈静息状态的形式，故这两个部位之间就存在电位差会形成局部电流，兴奋即可沿着神经纤维按一定方向传导下去。Na+-K+离子泵可以逆电化学梯度泵出3个钠离子和泵入2个钾离子使膜内外的Na+、K+浓度重新恢复到静息状态。

本文以结构与功能观为例进行了简单分析，而有关生命观念的的其他组成成分在高中教材中其他地方也有大量的体现。

1.案例一

细胞膜的结构这一节内容很好的阐明结构与功能观。教师引导学生回顾初中知识提问细胞具有的基本结构有哪些，学生能够回答出细胞膜这一结构，教师分析并提出“系统的边界”是细胞膜。学生根据实验合作探究出细胞膜的组成。引导学生理解功能与结构是相统一的，再讨论细胞膜功能的是靠细胞膜的哪些成分来完成的。根据实验学生可以体验制备细胞膜的方法并探讨出细胞膜各组成及成分，让学生动手完成实验，亲身体会细胞膜作为边界的主要功能，认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义。通过细胞膜的结构及其功能进一步明确理解结构与功能相适应这一重要生物学概念，培养学生的结构与功能观。

2.案例二

光合作用这一节内容是高中生物知识中的重、难点。本节介绍了叶绿体的结构及其功能阐明了结构与功能观。利用光合作用探究的科学史向学生展现科学探索所需要的精神品质，积极思考，敢于提问。在教师教授光合作用这一节时可通过提出与生态环境有关的问题引入本节内容，加强学生对生态环境的关注，培养学生的社会责任感和保护环境的意识。教师提供概念图，指导学生填写概念图，根据概念图引导学生理解与掌握光合作用的相关知识点。首先教师从光合作用的总反应式出发来强调光在该反应过程的重要性，再分别讲解光反应与暗反应这两个生命活动过程。教师启发并引导学生建构光合作用的概念模型，在此模型建构过程中，不仅要学生熟知光合作用过程的每一步反应，也有助于他们领悟在光合作用中发生了物质变化。学生继续观察概念模型，并根据光合作用过程的图解，引导学生比较分析光合作用两个阶段的区别和联系进而总结出光合作用发生了能量变化。学生继续分析，教师趁热打铁，引导学生思考ATP的合成与分解属于物质变化，但同时能量也发生了变化，这可以体现出物质与能量具有什么样的关系？引导学生理解这两者之间发生变化的相互关系，物质循环的同时总是伴随着能量流动然而能量却不能被循环利用，培养了学生的物质与能量观，帮助学生理解光合作用两个阶段的联系，形成对光合作用过程的整体性认知。通过物质与能量观的培养为后面的生态系统功能的学习奠定基础。

三、总结与建议

本次研究查询了大量的相关文献了解到生命观念越来越受到学者及教师的重视，但是提高学生生命观念不是轻而易举的而是一个循序渐进的过程，需要进行长期的探索。本研究参考新课程标准，借助教材，列举出侧重生命观念的有关知识，对细胞膜的结构和功能、光合作用、血糖平衡的调节及现代进化理论等内容进行了分析，希望能够给教师在生物教学中发展学生生命观念提供一些思路。其次，建议加强对教师的培训，引起教师对生命观念的重视，要求教师深入理解其内涵并思考如何发展学生的生命观念进而落实学生生命观念的发展。从学生终身发展的角度出发，创设情境教学做出符合新课标要求的具有创新性的教学设计，以提高学生的能动性及自主学习等各项能力，促进学生全面发展。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中生物学课程标准（2017年版）[M]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 4-5.

[2] 卢明明. 谈高中生物学教学中生命观念的建立——以“细胞的衰老和死亡”为例[J]. 生物学教学， 2019， 44（03）： 18-20.

[3] 樊婷婷. 基于生命觀念的高中生物学单元教学设计[D]. 华中师范大学， 2018.

[4] 王硕. 高中生物课堂教学中培养学生生命观念的策略研究[D]. 哈尔滨师范大学， 2018.

[5] 刘畅. 高中生物学中生命观念的研究[D]. 陕西师范大学， 2017.

作者简介：

张洁维（1994年-），女，：汉，安徽安庆人，硕士，研究方向：学科教学生物。

基金项目：

本文系合肥师范学院教学研究重点项目（项目编号：2017jy17）;合肥师范学院校级质量工程项目（项目编号：2018xqsj01）;合肥师范学院2019年度研究生创新基金项目（项目编号：2019yjs044）。