高中生物教学中生命观念培养路径

许海平

(安徽省淮北市第一中学,安徽 淮北 235000)

随着新课改不断地深入,高中生物教学出现了重大改变,也对高中生物教学提出了更高的要求.在生物教学中,教师不仅要讲授生物知识,而且还要培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任感.科学的生命观念虽然不能为生物问题分析和解决提供现成的答案,但是却可以为其指明思路和方向,使个体的意识、观念和思想方法更加科学客观.因此,在高中生物教学中,要重视生命观念培养,积极探寻和拓宽生命观念培养路径,凸显生物课程的学科特点[1].

1 生命观念的内涵

什么是生物生命观念,简单来说,就是个体在了解生物事实的基础上形成的概念,以及在进一步提炼、升华之上形成的生命意识、观念和思想方法.生命观念是对生命现象的解释,也是个体对生命世界的态度和价值取向.高中生物新课标列出了几个重要的生命观念——结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等.而且,高中生物新课标在罗列生命观念的内容时,使用了“如”和“等”这样的字眼,这说明生命观念不只指以上几方面的内容,还有其他的生命观念.在生物学领域,无论是解释生命现象还是解决生命问题,都需要坚持科学、正确的生物思想、意识和观念[2].“生命观念”是生物学核心素养的支柱,也是生物思想的基础.

2 高中生物教学中培养生命观念的意义

在高中生物教学中培养生命观念,可以让学生对生命有更加深刻的认知,促使学生形成热爱生命、尊重生命、理解生命价值的观念,让学生了解生物学研究的意义,促使学生认知能力、解决问题的能力有新的发展.

高中生物教学是中学生物教学的高级阶段.高中生物教学内容不仅知识面广,而且许多知识都具有抽象性,在生物教学中,培养生命观念,让学生对生命有正确的认识,掌握生物学科研究思想和方法,至关重要.在生物教学中培养生命观念,从生物学视角引导学生认识生命的由来及活动规律,培养尊重生命、珍惜生命的生命理念,使其形成科学的结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观,不仅有助于学生理解、掌握生物知识,还可以提高学生的科学素养与人文素养,补齐生物知识教学与学生认知、教育实践不均衡的短板,促进学生全面发展.

3 高中生物教学中生命观念培养路径

3.1 由最基础的概念,认识生物结构和功能

不同类别的生物,其生活环境、生活规律、生命结构和特征都是不同的.不过,生物的结构和功能却是相对应的.关于生物的结构和功能,从生物学视角来讲,就是所有的生物都有一定的生物结构,也有与之相对应、客观存在的生物功能.而且,任何生物功能,都要借助或者由一定的结构实现、完成.在生物教学中,认识生物结构和功能,是了解生物的基础,也是生物教学的一个重要内容.学生要想认清生命现象,研究生物规律和科学,需要以生物结构和功能为跳板,否则一切都是无用功.认识生物结构和功能,首先要学习、掌握生物结构和功能知识,而在生物教学中,许多生物结构和功能知识都是以概念、定义的形式存在的.在生物教学中,教师可以借助最基础的概念让学生认识生物的结构和功能,培养学生的生物结构和功能观[3].

如在学习“激素与内分泌系统”这个重要的知识点时,有关激素和激素调节的概念并不是教学的重点,但是这两个基本概念却是学生理解生物基础知识、进行模型建构、分析和解决问题的基础,也是学生了解有关神经系统知识、内分泌细胞的结构和内分泌腺的功能的关键.因此,在高中生物教学中,要重视生物基础概念教学,借助图文影像、通俗易懂的语言讲解有关知识,让学生就什么是激素、激素的发现、激素调节的概念和功能等有一个全面的了解.然后,由此及彼,分析神经调节、激素调节对生命的影响,让学生明白,虽然神经调节、激素调节的结构、功能不同,但是任何一方面出现问题,都会影响生命质量.如神经调节失常,会导致生命体精神紊乱;激素调节失常,会引发疾病,加重身体负担.如此这般,可以让学生了解结构与功能的关系,促使学生养成生物结构和功能观.

3.2 创设教学情境,培养物质与能量观

在生物教学中,要想培养学生的生物素养,首先要培养学生对生命的物质性的认同.生命虽然是物质的,生命体由有机物组成,但是生命体不仅与物质有关,还与无机自然界有关,组成生命的物质具有特殊性、独特性,生命体的各个结构都有其物质基础,这是物质观的基本内容.在生物教学中,让学生了解生命过程所需要的能量驱动、能量流动和转换方式、生物体与物质和无机自然界的关联,可以促使学生形成科学的生物观,为学生进行生物实践指出正确的方向.因此在教学中,教师要将生物知识基于特殊的情境下,讲述有关生命能量、新陈代谢的知识,以情境支撑物质与能量观教学实践.

如在讲述“细胞中的元素和化合物”时,教师可以先利用大屏幕展示“沙漠化过程中沙地植物群落生物量、热值和能量动态研究”及其发现,让学生就沙漠植物群落地上和地下的生物量、热值以及能量现存量;植物群落的光合效率、能量转化、流动方式及其影响等有一个全面的了解,使学生明白能量和物质循环是无处不在的.然后,让学生看某沙漠植物体内碳(C)的代谢途径图(如图1所示),先结合图示,由教师讲述卡尔文循环过程中能量的转化形式(活跃的化学能转变成稳定的化学能),并让学生分析CO2中的碳在光合作用中的转化过程,采用的是什么方法(同位素示踪法),该植物中能固定CO2的物质(PEP和C5),以及这种植物进行光合作用所需的CO2的来源(苹果酸分解,呼吸作用).最后,与学生一起讨论问题:在图中,A、B两个过程中,A过程是在晚上进行的,它为什么要在晚上进行?它在进行时,植物气孔处于什么状态?如此,将多媒体与问题结合起来,创设教学情境,可引起学生兴趣和注意力,使学生的认识上升到生命的物质和能量观层面.

图1 植物体内碳的代谢途径

3.3 运用真实的案例,培养进化与适应观

在生物学科核心素养中,生命进化与适应观指对生物进化与发展的适应关系的科学认识,以及由此形成的科学观念.用进化与适应观解释生命起源,有助于学生对重要生物概念的建构,以及对生物知识和现象的理解,也为学生进行更高层次的生物学习和实践提供了例证支撑.生命进化与适应现象具有普遍性,极其常见.高中生已经掌握了一定的科学知识,在教学中,教师可以根据学生的认知水平和特点,以思维拓展为重点,选择具有代表性的案例,引导学生去学习和理解自然选择、生物进化等生物知识,培养学生尊重自然、顺应自然、敬畏生命的认识和情感,加深学生对生物进化与适应观的理解.

如美国华盛顿大学路易斯医学院的研究院韦斯·沃伦称:哺乳动物和爬行动物虽然如今看起来存在很大的差异,但是两者有着很近的亲缘关系.以鸭嘴兽为例,鸭嘴兽与爬行动物、鸟类、哺乳动物具有相似的基因,在已经发现的单孔目动物化石中,可以发现远古时期鸭嘴兽生活在现今南美洲地区的证据.而且,在物种分离出现在胎盘进化形成之前,鸭嘴兽是介于蜥蜴和类人胎盘哺乳动物之间的物种,所以,它至今仍保留有爬行动物和哺乳动物的特征.2010年,沃伦在研究中发现,鸭嘴兽毒液中包含有83种类似于蛇、海星、蜘蛛等动物的毒液基因,这些发现充分证明,鸭嘴兽是随机进化、趋同进化的例证,它的变异和适应性在其进化过程中一直存在.运用案例,教师可以深入浅出地分析生物间的协同进化性,生命起源使学生领悟生物进化的本质与客观性.

3.4 实施生活化教学策略,培养稳态与平衡观

在生物教学中,既要引导学生关注生物的多样性,生命系统的开放性.还要从整体高度,从平衡、稳态视角去分析生命现象,让学生对稳态和负反馈平衡有一个深刻的认识,这是让学生理解生命本质、树立生命观念的根本.生命现象与生态系统的稳定性一样,在生活中处处存在,而且生态系统的稳态与平衡,与细胞活动、物质运输等有着密切的关联.教师作为教学的负责人和学生的领路人,要积极探寻各种生命现象,让学生对生态系统的稳定性有所了解,促使学生在生态系统水平上形成稳态与平衡观[4].

如研究发现,糖尿病与饮食调节和控制、自身免疫能力、遗传因素和环境因素有关.血糖平衡与稳态是预防糖尿病的有效途径,当血糖浓度较高或较低时,人们的身体会出现不适.如许多马拉松运动员在长途奔跑后、一些糖尿病患者在空腹时,经常会有心慌、头晕、无力、出冷汗等症状,不过与糖尿病人的血糖浓度过高或过低不同,马拉松运动员即便是血糖处于消耗状态,血糖浓度降低,但是含量始终保持着0.9 g/L,也很快就能调节到正常水平.那么,运动员在空腹时的血糖是通过哪些途径补充的?为什么糖尿病人的血糖会一直很高?如何追踪血糖的去向?糖尿病人该如何控制血糖?如何调节与控制饮食呢?然后,让学生开展小组讨论,并构建血糖平衡模型,使学生借助直观的方式了解生命状态与生命平衡现象.这样可以降低学生的理解难度,培养学生的稳态与平衡观.