以生物學基本觀點引領主題知識塊的學習*

陳廷華 （無錫市輔仁高級中學 江蘇無錫 214123）

以能力培養為主導的生物學教學，重在培養學生對所學生物學知識的整體掌握程度和綜合應用所學知識解決實際問題的能力［1］。實際教學中，一些教師習慣將大部分時間用在對具體生物學事實性知識的傳授，學生的記憶零散而又易忘，未能從整體上把握知識聯系，未能從本質上理解生命活動的意義，很難實現對所學知識的靈活應用，這對學生的終身發展是不利的。

生物學基本觀點如同“細胞骨架”，如影隨形貫穿于整個生物學課程。以生物學基本觀點引領主題知識塊的學習，尤其在高三復習到最后階段，以此為抓手，將眾多核心教學內容整理成若干主題進行復習，能更好地幫助學生從普遍聯系的角度深刻理解重要概念的內涵，整合各模塊的學科知識，主動探究生命活動規律，快速提升分析問題、解決問題的能力，提升生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任等生物學核心素養。

本文所指的主題知識塊是指高中生物學課程中相互聯系、具有相對集中的生物學思想的知識塊。反映生物學基本觀點的主題知識的學習舉例如下。

1 以生命的物質性觀點引領“生命物質”的學習

一切生命活動都有其物質基礎，不同物質有著特定的功能，并以不同方式維持生命的運行，而物質的運動又必然伴隨著能量的轉變。因此“生命物質”的教學可有如下思路：細胞的物質組成→生物大分子→細胞代謝中的重要物質ATP→光合作用與細胞呼吸過程中的物質和能量轉變→細胞中的物質進出→細胞增殖中的物質傳遞→遺傳中的物質→變異與進化中的物質→內環境穩態中的物質→動、植物生命活動的調節物質→生態系統中的物質循環……

教學過程概括如下：

細胞是由各種分子組成的，闡明生命現象的規律，必須建立在闡明生物大分子結構的基礎上，細胞中有哪些生物大分子？重點學習蛋白質和核酸的結構與功能等。

生物大分子以碳鏈為骨架，沒有碳就沒有生命，而生命特征通過細胞代謝體現，ATP在細胞代謝中有怎樣的作用？

自然界最基本的物質代謝和能量代謝是光合作用，細胞內各種生命活動所需ATP由細胞呼吸提供，光合作用與細胞呼吸中物質轉變和能量轉變如何進行？

無論如何復雜的生命形式都必須與外界進行物質交換，物質進出細胞的方式有哪些？細胞物質運輸的效率與什么有關？據此理解細胞不能無限長大，需要通過細胞增殖產生子代細胞。

細胞增殖中遺傳物質如何傳遞？學習細胞分裂過程中核DNA數目、染色體形態和數目等的變化。

遺傳物質如何被發現？有哪些結構特點？

變異與進化的物質基礎是什么？學習基因突變、基因重組、染色體變異。

人體生命活動的正常維持依賴內環境的穩態，穩態的物質基礎是什么？動、植物生命活動的調節物質有哪些？調節方式有哪些？

生態系統通過負反饋調節等保證了物質循環、能量流動、信息傳遞能正常進行，并較長時間保持相對穩定，重點學習物質循環、能量流動過程和信息傳遞中信息傳遞規律。

在生命的物質性觀點引領下一一展開對生命物質重要概念的復習，學生頭腦中不再是孤立的知識點，而是串在一起富有思想的“知識塊”。

2 以結構與功能相統一的觀點引領“生物體結構與功能”知識的學習

結構與功能相統一的觀點包括2層含義：1）一定的結構產生與之相對應的功能；2）任何功能都需要一定的結構完成，以此理解不同生命層次的結構與功能的多樣性。

例如：蛋白質、核酸的結構多樣性如何體現？為什么需要多樣性？線粒體、葉綠體的結構分別以何種方式增大內膜面積？內膜面積的增大有何意義？細胞代謝旺盛的細胞為什么核仁的體積增大、數量增加？細胞發生質壁分離的結構基礎是什么？與細胞的什么功能相關？細胞的物質交換、細胞間信息交流、細胞癌變等與細胞膜結構有何關系？細胞增殖過程中哪些結構（物質）會發生周期性變化？有何意義？

生物學的結構與功能的知識往往是生物學的基礎知識和重點知識，也是課堂教學的重點之一，但是如果將結構和功能孤立講授，難免有讓學生死記硬背的嫌疑，缺少對學生思維的訓練。如上所述，從結構特點分析生物學功能，或從功能特性理解結構的特殊性，對結構與功能理解則更為透徹，才能從復雜多變的生命現象中探究到生命的規律。

3 以生物與環境相統一的觀點引領“進化與生態”知識的學習

生物與環境之間是相互影響、相互作用、不可分割的統一整體，生命誕生伊始，生物與環境便共同進化，生態學重要概念的內涵一定與環境相關。

例如：可遺傳變異為生物的進化提供了原材料，而生物進化的方向由環境決定，即自然選擇。生物與環境在自然選擇中共同進化，共同進化的結果是什么？

種群的基本特征包括數量特征和空間特征，無疑都受到環境因素的影響，而種群的數量特征包括哪些？種群的數量變化是呈“S”型增長還是“J”型增長，主要取決于環境條件，什么樣的條件會形成“S”型增長或“J”型增長？

群落中物種數目的多少稱為豐富度，反映了環境狀況的優劣。群落的空間結構包括哪些？群落的空間結構特征各自受哪些主要的環境因素影響？群落結構并非一成不變，隨著群落演替的進行，結構會發生變化，群落的演替是生物與環境相互作用的結果。

生態系統的結構是什么？生態系統的結構不僅包括4種成分，還包括各種成分相互作用即生物與環境相互作用形成的食物鏈和食物網等營養結構。生態系統穩定性的大小與生態系統組分多少及食物網的復雜程度相關。

此教學思路，意圖是將進化與生態的重要概念圍繞生物與環境的關系展開，便于學生理解和感悟，引發學生對自然規律的思考。學生學到的不再是死記硬背的知識，為將來根據生態學原理設計生態系統，改造生態系統，開展生態工程建設，解決社會生活中的實際問題等打下良好基礎。

4 以生命活動對立統一的觀點引領“生物學矛盾關系”的學習

生物的諸多生命活動之間，都有一定的關系，有的往往是對立統一的關系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是對立統一的一對生命活動，缺少任一方生命就會崩潰。高中生物學學習到一定階段，可以整理類似的矛盾關系，找到一條探究一系列生命規律的良好途徑。

例如：細胞器的分工與合作、細胞的光合作用與呼吸作用、細胞分化與細胞的全能性、遺傳與變異、遺傳物質的穩定性與多樣性、穩態的穩定性與波動性、激素調節中的協調與拮抗作用、正反饋與負反饋、神經遞質有興奮性遞質和抑制性遞質等都是典型的矛盾關系，這些矛盾關系的存在也是保證生命系統的正常運行的重要條件。

以DNA的穩定性與多樣性為例：DNA作為遺傳物質，其結構必須具有相對穩定性才能保持前、后代性狀的穩定，但又不是絕對的，否則就沒有生命的多樣性。在生命活動過程中總會發生變異，盡管突變頻率很低，但正是這些突變為生命的進化提供了原始材料，才有遺傳物質的多樣性，才有形形色色、豐富多彩的生命世界。當然作為生物個體，總是盡可能維持性狀穩定性，所以在遺傳信息的表達過程中密碼子具有簡并性，最大限度地克服了變異帶來的后果，維持性狀的穩定遺傳。

5 以生物的整體性觀點引領“生物學整體與部分關系”的學習

系統論的重要思想之一是整體大于各部分之和，該思想也完全適合生物學領域。生命是物質的，又是有序的，構成生命系統的各個部分并非簡單的相加，而是有機的統一整體，以此理解生物學整體與部分的關系，形成科學的自然觀和世界觀［2］。

例如：組成細胞的各種化合物具有各自不同的生命功能，但只有這些化合物按照一定的次序組織起來才能表現出生命現象，細胞就是一種最基本的組織形式，而一旦組成細胞，生命就具有高效性和有序性。組成細胞線粒體、中心體等細胞器都有其特有的功能，但是如果離開了細胞的整體，孤立的細胞器是無法正常執行其功能的。而各種細胞器即使已經組建成了細胞，在細胞中也不是孤立地發揮作用，細胞的各部分結構之間通過生物膜系統相互聯系、分工合作，保證了生命活動的高效有序。作為最高層次的生命系統——生態系統也一樣，生態系統也有其特有的結構和功能，各組成成分也不是隨機組合的，而是經過長期的自然選擇和共同進化形成了相互依存的統一整體，系統的各組分之間有著適當的比例關系，能夠順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通，從而實現整體功能大于部分之和的效果，即“1+1＞2”。

主要參考文獻

［1］江蘇教育考試院.2016年普通高中學業水平測試（選修科目）說明：物理、化學、生物.南京：江蘇教育出版社,2015.

［2］中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）.北京:人民教育出版社，2003.4.