高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生生命觀念的案例分析

張潔維 穆露露 畢明庚 孫嫻 沈章軍

摘要：全國(guó)高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）中提出了生物學(xué)科核心素養(yǎng)的有關(guān)概念并強(qiáng)調(diào)了發(fā)展核心素養(yǎng)在生物教學(xué)中的重要性，指出了生命觀念是生物核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容及對(duì)其具有支撐作用，要求學(xué)生能夠正確掌握生物學(xué)的相關(guān)學(xué)科知識(shí)與內(nèi)容從而發(fā)展生命觀念，進(jìn)而認(rèn)識(shí)生命，尊重生命，樹立科學(xué)正確的生命觀、自然觀。本研究參照了新課程標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容并借助了人教版高中生物必修系列的教材，列舉出教材中涉及的生命觀念，以及相關(guān)知識(shí)內(nèi)容所反映出的相對(duì)應(yīng)的生命觀念，并對(duì)典型性知識(shí)內(nèi)容作出案例研究。通過(guò)深入介紹了生命觀念的相關(guān)含義和有關(guān)內(nèi)容，幫助教師深刻認(rèn)識(shí)生命觀念的概念并將生命觀念落實(shí)到生物課堂中從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生生命觀念的目的。

關(guān)鍵詞：高中生物;生命觀念;培養(yǎng);案例研究

生命科學(xué)的發(fā)展早在20世紀(jì)就取得了巨大的進(jìn)步，為了適應(yīng)生命科學(xué)的迅速發(fā)展，我國(guó)愈來(lái)愈重視生物教育并著力于提高中小學(xué)生物學(xué)科教育質(zhì)量。在新修訂的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）中指出生物學(xué)核心素養(yǎng)是公民的基本科學(xué)素養(yǎng)而生命觀念又是核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，并將生命觀念定義為：對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過(guò)實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀念和思想方法[1]，在培養(yǎng)和發(fā)展核心素養(yǎng)上具有其獨(dú)特貢獻(xiàn)。啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生去了解生命的涵義，領(lǐng)悟生命的真諦，要求學(xué)生能夠形成生命觀念，形成正確的生命觀、自然觀、世界觀和價(jià)值觀，正確的生命觀念對(duì)學(xué)生的現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活有積極影響，其具有其他學(xué)科不能替換的、有生物學(xué)特色的教育價(jià)值[2]。所以，如何在高中生物課程教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的生命觀念，成為生物教師需要重點(diǎn)研究和探索的課題之一。

培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念是響應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在情境教學(xué)中提升能力、發(fā)生學(xué)習(xí)遷移從而達(dá)到發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)[3]。目的是讓學(xué)生對(duì)生命觀念形成正確的認(rèn)知和定位并能進(jìn)一步領(lǐng)悟生命本質(zhì)的奧秘從而形成正確的價(jià)值觀念，完善學(xué)生自身的精神品質(zhì)與人格素養(yǎng)從而有助于促進(jìn)學(xué)生個(gè)人乃至社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。

近年來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)及生命觀念是教育發(fā)展的趨勢(shì)亦是國(guó)際教育關(guān)注的熱點(diǎn)內(nèi)容。美國(guó)專家H·林恩·埃里克森提出的“觀念為本的課程與教學(xué)”的理念適用于在教學(xué)中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生生命觀念[4]。學(xué)者通過(guò)聯(lián)系教材提出理論研究，但缺少在課堂中實(shí)踐的檢驗(yàn)及反饋[5]。所以，如何使學(xué)生在生物課程學(xué)習(xí)中發(fā)展生命觀念仍舊是亟待研究的課題。

一、研究對(duì)象與研究方法

（一）研究對(duì)象

本次研究的主要對(duì)象是人教版高中生物教材中的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)整理并分析生物學(xué)知識(shí)內(nèi)容與生命觀念的相關(guān)性，查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及進(jìn)行對(duì)案例的研究，促使教師加強(qiáng)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生生命觀念的重視并積極探索落實(shí)生命觀念、培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)方式。在教學(xué)過(guò)程中滲透生命觀念，培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的價(jià)值觀。

（二）研究方法

本文主要使用的研究方法有三種。第一，內(nèi)容分析法是指對(duì)于研究?jī)?nèi)容進(jìn)行客觀、系統(tǒng)和定量的描述的研究方法。該方法是將研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)化成為方便處理的數(shù)據(jù)，以此來(lái)確定信息的特點(diǎn)，得出可以重復(fù)的有效推論。本研究將根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，閱讀并分析高中生物教材，從各個(gè)角度尋找支撐，找到體現(xiàn)出與生命觀念有關(guān)的知識(shí)，再進(jìn)行分析，滲透生命觀念。

第二，文獻(xiàn)研究法主要是指搜索匯集、鑒別分類和整理有關(guān)文獻(xiàn)并通過(guò)對(duì)這些文獻(xiàn)的研究而能科學(xué)的認(rèn)識(shí)事實(shí)的一種研究方法。本次研究文獻(xiàn)搜索所使用的關(guān)鍵詞包括“生命觀念”“核心素養(yǎng)”“生物學(xué)科核心素養(yǎng)”“新課程標(biāo)準(zhǔn)”“高中生物”等。

第三，案例研究法包括對(duì)單個(gè)或多個(gè)案例材料的整理和記錄并對(duì)其進(jìn)行詳盡系統(tǒng)的描述與分析，以促進(jìn)現(xiàn)存理論進(jìn)一步發(fā)展的一種研究方法。

二、研究結(jié)果與分析

（一）生命觀念的主要內(nèi)容

生命觀念并不形象生動(dòng)而是一個(gè)較為抽象的概念，根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，其主要包括四個(gè)內(nèi)容。第一，結(jié)構(gòu)與功能觀;第二，物質(zhì)與能量觀;第三，進(jìn)化與適應(yīng)觀;第四，穩(wěn)態(tài)與平衡觀。

結(jié)構(gòu)與功能觀：初、高中生物教材中都表明了一個(gè)重要的生物學(xué)觀點(diǎn)即形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，體現(xiàn)出生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。通過(guò)闡明細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能以及生命活動(dòng)的規(guī)律讓學(xué)生理解并掌握“形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)觀點(diǎn)。教材中包含了大量的案例都體現(xiàn)出形態(tài)與功能之間的相互聯(lián)系。

物質(zhì)與能量觀：生命系統(tǒng)需要不斷地輸入和輸出能量來(lái)實(shí)現(xiàn)自身更新、維持自身穩(wěn)定、保持自身有序性，這過(guò)程伴隨著物質(zhì)交換與能量交換。保持宏觀的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有序性也依賴于物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)。

進(jìn)化與適應(yīng)觀：生物通過(guò)生長(zhǎng)發(fā)育遺傳而得以完成生命延續(xù)和種族繁衍，為了適應(yīng)外部環(huán)境的變化而不斷進(jìn)化，形成了物種多樣性和適應(yīng)性。自然選擇會(huì)對(duì)生物產(chǎn)生十分重要的影響，適者生存，優(yōu)勝劣汰，適應(yīng)環(huán)境的生物才會(huì)被保存下來(lái)，最終促使生物進(jìn)化與適應(yīng)。進(jìn)化與適應(yīng)觀是要回答與生命本質(zhì)有關(guān)的問(wèn)題，比如生命是從何而來(lái)的、現(xiàn)在是怎樣的、為何是這樣等本質(zhì)問(wèn)題。故而最終都要在進(jìn)化中探索所有生命現(xiàn)象的緣由和本質(zhì)。所以進(jìn)化與適應(yīng)觀可謂是生物核心素養(yǎng)中最具有生物學(xué)屬性的生命觀念。

穩(wěn)態(tài)與平衡觀：從小的生命系統(tǒng)到大的生態(tài)系統(tǒng)都是動(dòng)態(tài)平衡的，通過(guò)自身調(diào)節(jié)可以保持其穩(wěn)定性和有序性。教師通過(guò)積極開展新思路創(chuàng)設(shè)出教學(xué)情境，將穩(wěn)態(tài)與平衡觀的發(fā)展真正落實(shí)到課堂中，發(fā)展學(xué)生可以從宏觀角度看待問(wèn)題的能力，促進(jìn)學(xué)生從整體水平理 解生命的本質(zhì)與內(nèi)涵，也使學(xué)生可以明確地認(rèn)識(shí)到穩(wěn)態(tài)和負(fù)反饋調(diào)節(jié)之間的緊密的相互作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正地領(lǐng)悟生命，敬重生命，愛(ài)惜生命，以致于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生生命觀念的教育目的得以完成。

（二）在高中生物教學(xué)中培養(yǎng)生命觀念的案例

可以從三大問(wèn)題的角度出發(fā)來(lái)加強(qiáng)對(duì)生命觀念的理解，包括“是什么”“怎么樣”和“為什么”的問(wèn)題。

回答“是什么”的問(wèn)題，可以整合生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次的有關(guān)內(nèi)容，從分子層次、細(xì)胞層次、種群層次到群落層次再上升到生態(tài)系統(tǒng)層次，層層遞進(jìn)逐級(jí)整合生命的組成和特點(diǎn)，以及生物所具有的多樣性和統(tǒng)一性等基本生物知識(shí)內(nèi)容。

回答“怎么樣”的問(wèn)題，可以整合生物的呼吸、光合作用等關(guān)鍵生命活動(dòng)，細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化、以及細(xì)胞癌變和衰老等生命活動(dòng)的規(guī)律及其調(diào)節(jié)過(guò)程，遺傳物質(zhì)的自我復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及表達(dá)翻譯等過(guò)程，進(jìn)而闡明了生命活動(dòng)是怎么樣進(jìn)行的問(wèn)題。

回答“為什么”的問(wèn)題，可以整合基因的遺傳與變異性，生物體與無(wú)機(jī)環(huán)境之間互相作用以及自然選擇和進(jìn)化對(duì)生物的影響等方面的概念。

每章節(jié)對(duì)生命觀念的各個(gè)內(nèi)容分別有不同的偏重點(diǎn)，以必修一為例簡(jiǎn)單介紹。第一章“走進(jìn)細(xì)胞”側(cè)重系統(tǒng)觀;第二章“組成細(xì)胞的分子”、第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”以及第四章“細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出”側(cè)重的是結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)觀;第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用”側(cè)重物質(zhì)與能量觀;第六章“細(xì)胞的生命歷程”側(cè)重信息觀。因此，高中教師應(yīng)當(dāng)熟悉教材并能夠準(zhǔn)確剖析各章節(jié)的側(cè)重點(diǎn)，有意識(shí)地將生命觀念滲透到教學(xué)內(nèi)容中，設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性的教案做到把生命觀念真正落實(shí)到生物教學(xué)過(guò)程中。

細(xì)胞會(huì)把ATP當(dāng)做自身生命活動(dòng)所需要的能量“通貨”，是因?yàn)锳TP自身的分子結(jié)構(gòu)具有不穩(wěn)定性，其含有的三個(gè)磷酸鍵中有兩個(gè)是高能鍵，距離腺苷最遠(yuǎn)的高能磷酸鍵容易斷裂而生成ADP，并且釋放能量。此外，ADP與ATP能夠快速及時(shí)地彼此互相轉(zhuǎn)換。ATP可以迅速釋放能量用于細(xì)胞代謝，故而ATP可以成為細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的能量的通貨[10]。

線粒體的主要作用是提供大量的能量以支持細(xì)胞的代謝。線粒體是由雙層膜包被而形成的球狀、棒狀或細(xì)絲狀等不同形態(tài)的結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜向內(nèi)褶皺形成嵴，極大地增加了細(xì)胞進(jìn)行生化反應(yīng)的面積，是細(xì)胞發(fā)生有氧呼吸并且釋放出能量的主要部位。與呼吸鏈有關(guān)的蛋白復(fù)合體存在于內(nèi)膜上，該復(fù)合體可以逆濃度梯度將質(zhì)子泵入至線粒體內(nèi)膜（IMM）的外側(cè)，即內(nèi)外膜間隙之間，此過(guò)程消耗能量;質(zhì)子回到內(nèi)膜內(nèi)側(cè)的過(guò)程中會(huì)驅(qū)動(dòng)ATP酶復(fù)合體產(chǎn)生ATP，以供細(xì)胞利用。

神經(jīng)元細(xì)胞是組成神經(jīng)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)單位，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)信號(hào)以行使信息傳遞的功能。細(xì)胞的質(zhì)膜在靜息狀態(tài)下形成的是靜息電位;當(dāng)局部受到來(lái)自外界的閾上刺激后轉(zhuǎn)變成興奮狀態(tài)，質(zhì)膜對(duì)離子的通透性發(fā)生了變化，Na+大量?jī)?nèi)流，質(zhì)膜去極化發(fā)生動(dòng)作電位;受刺激的組織膜內(nèi)外發(fā)生了電位變化而未受刺激的部位依舊呈靜息狀態(tài)的形式，故這兩個(gè)部位之間就存在電位差會(huì)形成局部電流，興奮即可沿著神經(jīng)纖維按一定方向傳導(dǎo)下去。Na+-K+離子泵可以逆電化學(xué)梯度泵出3個(gè)鈉離子和泵入2個(gè)鉀離子使膜內(nèi)外的Na+、K+濃度重新恢復(fù)到靜息狀態(tài)。

本文以結(jié)構(gòu)與功能觀為例進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，而有關(guān)生命觀念的的其他組成成分在高中教材中其他地方也有大量的體現(xiàn)。

1.案例一

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)這一節(jié)內(nèi)容很好的闡明結(jié)構(gòu)與功能觀。教師引導(dǎo)學(xué)生回顧初中知識(shí)提問(wèn)細(xì)胞具有的基本結(jié)構(gòu)有哪些，學(xué)生能夠回答出細(xì)胞膜這一結(jié)構(gòu)，教師分析并提出“系統(tǒng)的邊界”是細(xì)胞膜。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)合作探究出細(xì)胞膜的組成。引導(dǎo)學(xué)生理解功能與結(jié)構(gòu)是相統(tǒng)一的，再討論細(xì)胞膜功能的是靠細(xì)胞膜的哪些成分來(lái)完成的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法并探討出細(xì)胞膜各組成及成分，讓學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，親身體會(huì)細(xì)胞膜作為邊界的主要功能，認(rèn)同細(xì)胞膜作為系統(tǒng)的邊界，對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義。通過(guò)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及其功能進(jìn)一步明確理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)這一重要生物學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀。

2.案例二

光合作用這一節(jié)內(nèi)容是高中生物知識(shí)中的重、難點(diǎn)。本節(jié)介紹了葉綠體的結(jié)構(gòu)及其功能闡明了結(jié)構(gòu)與功能觀。利用光合作用探究的科學(xué)史向?qū)W生展現(xiàn)科學(xué)探索所需要的精神品質(zhì)，積極思考，敢于提問(wèn)。在教師教授光合作用這一節(jié)時(shí)可通過(guò)提出與生態(tài)環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題引入本節(jié)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。教師提供概念圖，指導(dǎo)學(xué)生填寫概念圖，根據(jù)概念圖引導(dǎo)學(xué)生理解與掌握光合作用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。首先教師從光合作用的總反應(yīng)式出發(fā)來(lái)強(qiáng)調(diào)光在該反應(yīng)過(guò)程的重要性，再分別講解光反應(yīng)與暗反應(yīng)這兩個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程。教師啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)光合作用的概念模型，在此模型建構(gòu)過(guò)程中，不僅要學(xué)生熟知光合作用過(guò)程的每一步反應(yīng)，也有助于他們領(lǐng)悟在光合作用中發(fā)生了物質(zhì)變化。學(xué)生繼續(xù)觀察概念模型，并根據(jù)光合作用過(guò)程的圖解，引導(dǎo)學(xué)生比較分析光合作用兩個(gè)階段的區(qū)別和聯(lián)系進(jìn)而總結(jié)出光合作用發(fā)生了能量變化。學(xué)生繼續(xù)分析，教師趁熱打鐵，引導(dǎo)學(xué)生思考ATP的合成與分解屬于物質(zhì)變化，但同時(shí)能量也發(fā)生了變化，這可以體現(xiàn)出物質(zhì)與能量具有什么樣的關(guān)系？引導(dǎo)學(xué)生理解這兩者之間發(fā)生變化的相互關(guān)系，物質(zhì)循環(huán)的同時(shí)總是伴隨著能量流動(dòng)然而能量卻不能被循環(huán)利用，培養(yǎng)了學(xué)生的物質(zhì)與能量觀，幫助學(xué)生理解光合作用兩個(gè)階段的聯(lián)系，形成對(duì)光合作用過(guò)程的整體性認(rèn)知。通過(guò)物質(zhì)與能量觀的培養(yǎng)為后面的生態(tài)系統(tǒng)功能的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

三、總結(jié)與建議

本次研究查詢了大量的相關(guān)文獻(xiàn)了解到生命觀念越來(lái)越受到學(xué)者及教師的重視，但是提高學(xué)生生命觀念不是輕而易舉的而是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，需要進(jìn)行長(zhǎng)期的探索。本研究參考新課程標(biāo)準(zhǔn)，借助教材，列舉出側(cè)重生命觀念的有關(guān)知識(shí)，對(duì)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能、光合作用、血糖平衡的調(diào)節(jié)及現(xiàn)代進(jìn)化理論等內(nèi)容進(jìn)行了分析，希望能夠給教師在生物教學(xué)中發(fā)展學(xué)生生命觀念提供一些思路。其次，建議加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)，引起教師對(duì)生命觀念的重視，要求教師深入理解其內(nèi)涵并思考如何發(fā)展學(xué)生的生命觀念進(jìn)而落實(shí)學(xué)生生命觀念的發(fā)展。從學(xué)生終身發(fā)展的角度出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)做出符合新課標(biāo)要求的具有創(chuàng)新性的教學(xué)設(shè)計(jì)，以提高學(xué)生的能動(dòng)性及自主學(xué)習(xí)等各項(xiàng)能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國(guó)教育部. 普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M]. 北京： 人民教育出版社， 2018： 4-5.

[2] 盧明明. 談高中生物學(xué)教學(xué)中生命觀念的建立——以“細(xì)胞的衰老和死亡”為例[J]. 生物學(xué)教學(xué)， 2019， 44（03）： 18-20.

[3] 樊婷婷. 基于生命觀念的高中生物學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)[D]. 華中師范大學(xué)， 2018.

[4] 王碩. 高中生物課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生生命觀念的策略研究[D]. 哈爾濱師范大學(xué)， 2018.

[5] 劉暢. 高中生物學(xué)中生命觀念的研究[D]. 陜西師范大學(xué)， 2017.

作者簡(jiǎn)介：

張潔維（1994年-），女，：漢，安徽安慶人，碩士，研究方向：學(xué)科教學(xué)生物。

基金項(xiàng)目：

本文系合肥師范學(xué)院教學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2017jy17）;合肥師范學(xué)院校級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2018xqsj01）;合肥師范學(xué)院2019年度研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2019yjs044）。