基于生命观念背景下的高中生物教学培养策略新探
摘要
关键词
高中生物;生物教学;生命观念
正文
生命观念的内涵十分丰富,诸如生命的结构与功能、生命的进化与适应、生命的物质与能量、生命的稳定与平衡等。培育学生的生命观念,能让学生形成正确的世界观、人生观、价值观。因此,教师要充分发挥高中生物学科的育人功能,彰显高中生物学科的育人价值。对学生生命观念的培育,能够让学生有效地从生命的观念、视角来解释生物现象、解决生物学科的相关问题。
一、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。“生命观念”是生物学核心素养的支柱,也是生物思想的基础。
二、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。
三、高中生物教学中生命观念培养路径
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。
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。
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,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。
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。
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。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0.9g/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。
再如,在教学高中生物必修二“伴性遗传”时,可先以图片的形式给学生展示红绿色盲患者眼中的世界,由此引导学生思考红绿色盲基因是位于X染色体上还是Y染色体上,红绿色盲基因是显性基因还是隐性基因以及红绿色盲的遗传方式是什么等问题,引出这节课的教学知识点——伴性遗传。接着,引导学生系统分析人类红绿色盲这一伴X隐性遗传,掌握其系谱图以及交叉遗传、患者男性多于女性、一般为隔代遗传等基本特点,建立起探究人类红绿色盲症这一知识结构体系,也为学生之后学习伴X显性遗传病的抗维生素D佝偻病的知识内容奠定基础。
5.动手实验,探究生命机制
实验教学是初中生物教学必不可少的环节,作为一门以实验为基础的学科,教师在渗透生命观念的生物教学中同样不能离开动手实验的教学方式。在具体的教学实践中,教师可借助实验的方式,引导学生参与实验操作,观察生物结构,理解生物理论,以培养学生的生命观念、理性思维,提升实验素养。
例如,在高中生物必修一“验证活细胞的细胞膜具有控制物质进出的作用”实验教学时,为让学生通过实验掌握细胞膜的作用与验证型实验的模型,可先让学生进行实验方案的探讨与分析,分析实验的自变量和因变量,确定实验自变量为细胞死活状态,因变量是细胞膜对物质的控制能力,围绕这一实验目的来完成实验方案的设计。在此基础上,教师要引导学生按步骤进行实验操作,首先准备2个相同的碗,编号为甲、乙,甲碗盛放一满杯清水,乙碗中为刚烧开的开水,接着分别向甲、乙两碗中放入2片红色苋菜叶,让学生经过一段时间后,观察水和叶片颜色的变化。这样的实验操作简单且实验效果非
常明显,15分钟之后,学生观察到甲碗中的水和叶片颜色无明显变化;乙碗中的水呈现红色,叶片的红色褪去。最后,教师再让学生结合所学内容与实验现象来总结得出实验结论,从而成功验证活细胞的细胞膜具有控制物质进出的作用,顺利达到实验教学的目的。
生物学中的生命观念是学生学习进阶的一个“锚点”,对学生的学习有着至关重要的作用。因此,教师要唤醒、激活学生头脑中已经形成的生命观念,并积极应用这些生命观念,促进学生的生命观念的内化。需要说明的是,在高中生物学科中,相关的生命观念不是“孤立的”,而是相互联系在一起的。针对高中生物教学,教师要引导学生建立生命观念的联结,将学生的生命观念与生物学思维、生物学探究以及相关的生物学社会伦理、责任等结合起来。只有这样,学生所形成、发展、内化的生命观念才是健康的、有意义、有价值的。生命观念既是学生生物学科核心素养的重要组成部分,也是生物学科育人价值的重要体现。生命是结构与功能相适应的系统,是开放和联系的系统,是稳定和平衡的系统。培育学生的生命观念,旨在使得学生在面对生活中的相关现象或者生物学问题时,能够借助生物学中的生命观念进行思考与决策。
参考文献:
[1]谭永平.试论中学生物学教材和教学中的情境创设[J].中学生物教学,2019(11):8-10.
[2]闫白洋.基于生命观念素养进阶的试题命制研究:以“物质与能量观”为例[J].中学生物教学,2019(7):59-62.
[3]陈维.关联性教学:高中生物学学科核心素养培育的有效途径[J].生物学教学,2018,43(12):9-11.
...