高中生物学教学中结构与功能观的培养研究

◆摘  要：随着新时期课程改革的持续推进，高中生的学科核心素养发展备受教育界关注。在新课程的背景下，广大高中生物教师应该树立促进学生终身发展的核心教育目标，在日常教学活动中深入展开高中生物教学中的结构与功能观内容，从而为学生核心素养的发展提供落脚点。基于此，本文将对现阶段高中生物学教学中结构与功能观的培育情况展开简要介绍，阐述生物教学结构与功能观的设计理念以及研究策略。

◆关键词：高中生物;教学设计;结构与功能观;培养研究

在高中生物课程体系中，生命观念被细化为包括结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观等一系列的观念群。其中，结构与功能观属于其他各项观念的前提基础，在高中生物教材的各个模块均有所体现。在大力提倡培养学生生物学科核心素养的过程中，高中生物教师应重视教学生结构与功能观的培养，作为一项重要教学任务指标，深化对结构与功能观的内涵理解，从而为学生综合素质能力发展，制定有效的教学方式。

一、现阶段高中生物学教学结构与功能观的培养情况

（一）对新课标解读不到位

培养学生的结构与功能观是生物学科新课程标准提出的一项新要求，但在实际教学活动中，绝大多数生物教师虽然对教材烂熟于心，但是对于新课标的解读并不到位。在新课程改革背景下，高中生物教师应该深入解析新课程标准中提出的学科核心素养目标，从而为学生制定更合理、更先进的教学规划。

（二）应试教育根深蒂固

在应试教育观念的影响下，广大师生普遍存在生物学科学习是为高考服务的错误认知。因此，即便喊着发展学生核心素养的口号，但是在日常教学中，教师仍旧是以基础概念的讲解以及习题的答疑为主，很少真正涉及到学生的结构与功能观培养。也正是在这一背景下，教师不重视自身教育观的转变，自身对于生命观念、结构与功能有关尚且存在认知层次上的局限，自然无法在日常教学活动中将其有效地传递给学生。

（三）教师能力素养不足

高中生结构与功能观的建构需要教师的正确引领。但在传统教育模式下，高中生物教师的关注侧重点在于学生的基础知识掌握情况，在日常备课中，不会刻意对教材中涉及到核心素养的内容展开深入挖掘，学科教学能力还有待提升。与此同时，虽然有部分高中生物教师已经开始探索建模以及概念图等方法的应用，但整体而言，学生结构与功能观的培养涉及到跨学科教学，倘若教师不具备夯实的知识体系，学生结构与功能观的培养将会举步维艰。

二、高中生结构功能观培养的教学设计理念

（一）合理建构教学目标

教学目标是学科教学活动的出发点，在学生结构与功能观培养过程中发挥导向作用。自新课程改革以来，广大高中教师普遍沿用三维目标的目标制定模式，没有真正从核心素养的角度对学科教育价值展开分析。因此，在高中生物体系改革的持续深化过程中，相关教师在确定结构的功能观教学目标之前，必须对三维目标与核心素养目标之间的关联性形成正确认识，对二者进行合理转化，促进学生知識、能力以及情感的多维发展。客观来说，高中生物学科的核心素养包括生命观念、科学探究、科学思维以及社会责任4个维度，其中，结构与功能观只是生命观念中的一个模块，这也就要求教师对教材内容展开深入剖析，找准生物学科核心素养教学的侧重点，在确定核心素养教学目标的基础上，阐述目标达成路径、需要学生掌握的生物知识以及能力素养，为后续各项教学工作提供积极指导。

（二）精心制定教学策略

在组织设计生物学和教学活动的过程中，高中生物教师必须基于新课程改革需要制定恰当的教学策略，为教学设计增添亮色。而在制定教学策略时，高中生物教师需要对班级内学生的认知规律展开调研，从而结合具体的目标前进计划教学程序、制定教学措施。具体来说，教师可以对班级内学生发起问卷调查，调研班级内学生对于各种教学方案的认同度，如小组合作学习、情境学习、概念图学习等，从而选择可以激发学生生物学科学习主观能动性的教学途径，实现对学生结构与功能观的培育。结合既有的结构与功能观教学经验来看，概念图教学策略的应用优势相对较为明显。所谓概念图教学，其本质核心在于用概念图对知识结构进行表达，对思维逻辑进行呈现，从而展现知识之间的逻辑关联，引导学生建构正确和全面的知识体系。从这一角度来看，概念图实质上是阐述概念与概念之间逻辑关系的空间网络图。由此，教师在教学活动中更应该重视对概念图内涵的讲授以及对其绘制过程进行展示。首先，教师应基于学生的结构和功能观培养选定知识领域，分析基础概念。其次，教师需要对概念进行分层，并确定核心概念。与此同时，教师应在概念图中体现概念的横向和纵向关联，选择恰当的连接方式。最后，在引导学生共同绘制完整的概念图之后，教师要组织班级对学生展开反思与交流，在大家的沟通讨论中，对概念图进行扩充完善，夯实学生的基础知识体系。

（三）基于结构与功能观的教学设计

具体来说，在结构与功能观的教学设计阶段，教师应综合开展生活化教学以及跨学科教学，借此为学生结构与功能观的培养创设仿真的情境。比如说，教师可以将近期的社会热点问题融入到教学设计中，为教学活动设置案例背景，从而激发学生的兴趣，将兴趣转化为学科探究活动。与此同时，教师可以对案例问题进行适度的延伸拓展，借词串联及课程内容以及相关知识点。而在展开跨学科教学的过程中，教师可以在生物学科教学中用数学学科知识或化学学科知识对部分概念进行解读，从而引导学生建立学科之间的关联体系，从不同的角度对结构与功能的关联形成认识。值得注意的是，教师要尽可能保证教学设计情境的真实性以及合理性，引导学生利用课上时间对概念进行思考与巩固，最终对这堂课的脉络进行梳理，确保学生具备用概念图梳理知识结构的能力，真正理清概念之间的关联，并将其作为切入点，推动学生生物学科核心素养的全面发展。

三、高中生结构与功能观培养的实践研究

（一）研究目的

本次研究目的在于探究概念图等教学策略对高中生结构与功能观培养的影响。

（二）研究对象

在某校高一年级的20个班级中，随机选取2个班级作为教学实践对象，各班级层次水平相近。根据其最近一次月考成绩统计情况来看，各班之间的平均分以及标准差基本相同，这意味着选定班级的学生生物学习水平基本相同。在这一基础上对各班成绩进行独立样本t检验，证实无显著性差异。

（三）研究内容

在高中生物课程体系的《生命与细胞》模块，蕴含着大量的有关结构与功能观发展的内容。因此，本次课程实践选择《细胞中的元素和化合物》《细胞核——系统的控制中心》等两节课展开教学。

（四）研究条件

参与结构与功能观培养对照实验的两个班级，均是用人教版高中生物教材以及配套的教辅资料，其中对照班主要采取传统三维目标指向下的教学策略，而实验班所采取的是概念图教学策略，除此以外两个关机的其他教学模式整体类似。但在前面的课时教学中，实验班已经接触过概念图的绘制流程，班级内学生对于概念图的绘制以及应用比较熟悉，所以在课程实践研究中不需要教师额外花费时间向学生介绍概念图的绘制。两个班级的授课学时相同，对照班的板书为常规书写形式，而实验班的板书为概念图。

（五）研究工具

1.测试卷

为直观的考察两个班级内学生的结构与功能观培养水平，参与教学实践研究的教育工作者对学生的学业表现进行了分级，分别按照学生能否合理描述生物体基本结构与功能、能否借助结构与功能观对特定情境中的生命现象展开分析、能否基于结构与功能观对生产生活以及科学实践中的具体问题给出相关评价将学生分为三个水平层次。为此，对《细胞中的元素和化合物》《细胞核——系统的控制中心》分别编写了两套课时检测题，每套测试题中各分为10道选择题、10道判断题以及两道材料分析题，总分值为100分，借此对学生结构与功能观相关基础知识学习、概念理解以及知识应用情况进行考察。具体来说，在该套习题中，考察学生结构与功能实际情况的习题分值占30%，考察学生对结构与功能观理解、要求学生分析结构与功能之间关系的习题分值占30%，而考察学生运用结构与功能观分析实际问题、侧重强调结构与功能观的运用的习题占比40%，习题设置相对较为合理。

2.Excel软件和SPSS.22软件

分别对两个班级同学的试卷完成情况进行批阅，同时借助Excel软件统计两个班级学生的测试成绩，使用spss.22软件对参与教学实践的两个班级的总体成绩、不同水平成绩分布展开显著性分析。

（六）研究结果与分析

通过对参与教学实践的两个班级学生展开课时检测，并借助Excel以及统计学软件对两个班级的总成绩以及水平成绩进行差异性检验，可以得到如下研究成果：

1.《细胞中的元素和化学物》检测成绩分析

在本次教学实践活动中，对照班的平均分为69.2，而实验班的平均分为71.3，实验班比对照班平均分高出將近二分。从标准差对比来看，实验班的学生成绩差异相对较小，成绩分布更为集中。对数据展开综合分析，基本可以推断出概念图教学策略对学生《细胞中的元素和化合物》知识的掌握更具有积极意义，证实了概念图教学策略对于学生结构与功能观培养的可行性。而通过对独立样本T检验结果来看，两个参与教学实践活动的班级并不存在显著性差异。而之所以会产生这一问题，可能是由于学生正处于高中生物学习的初始阶段，对概念图教学方法的理解仍旧相对较为浅显，导致概念图的教学优势并未充分发挥。而且，学生学习成绩的差异可能是受到多重因素影响，无法判定其一定是教学策略的不同而导致的。而通过对学生习题解答情况进行具体分析，发现两个班级学生的主要差异在于能否合理描述生物体的基本结构和功能，在其他两个层次方面的差异并不显著。由此可以推断出，概念图的教学策略在一定程度上强化了学生对结构与功能有关基本概念的理解，但未曾对学生知识应用能力的提升起到实质作用。

2.《细胞核——系统的控制中心》课时检测成绩分析

通过对学生《细胞核——系统的控制中心》试卷完成情况进行批阅，对照班学生的平均分为65.7，实验班学生的平均分为68.9，后者比前者的平均分高出3.2，通过进行独立样本T检验，证明实验班与对照班在总成绩方面有显著差异，同时也在能否合理描述生物体的基本结构与功能层次有显著差异。

根据教学实践结果可以推断出，概念图教学策略在高中生物学科体系中的应用可以帮助学生强化对基础知识概念的理解，构建正确的结构与功能之间的关系体系以及完整的知识网络。但是，若想切实提升学生的结构与功能知识应用能力，生物教师还需要适当应用其他教学策略。

四、结束语

综上所述，在高中生生物核心素养培养的过程中，学生的结构与功能观培养是其中的重要一环。因此，高中生物教师应通过大量的教学实践和探索，对教材中蕴含结构与功能观的教育资源展开深入挖掘，采用概念图教学策略以及建模方法，加强学生对于结构与功能基本概念的理解，帮助学生建立健全结构与功能知识体系，全面提升核心素养教学水平。

参考文献

[1]蔺新如.高中生物学结构与功能观培养的教学设计研究[D].曲阜师范大学，2020.

[2]周琴.高中生物学教学中结构与功能观的培养研究[D].江西师范大学，2020.

[3]赵玉，徐小颖.联系观原理在高中生物学教学中的应用——以“细胞的生物膜系统”一节为例[J].考试周刊，2020（31）：129-130.

[4]吴娟.高中生物学教学中强化结构与功能观的研究[D].江西师范大学，2019.

作者简介

易海杰（1980.09—），男，汉，广东省韶关市，中学生物教师，本科，研究方向：在课堂教学中落实生物学科核心素养的培养。