學(xué)科思想在高中生物教學(xué)中的滲透

張明

摘要：新課程理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維的發(fā)展，注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，高中生物教學(xué)既是一個(gè)傳授知識(shí)的過程，更是滲透學(xué)科思維的過程。生物學(xué)科思想即人類在探究自然界的生物現(xiàn)象中所采用的科學(xué)方法和思維，是人們對生物本質(zhì)、生命特征和生物學(xué)科價(jià)值的基本認(rèn)識(shí)。高中生物教師應(yīng)樹立學(xué)科思想意識(shí)，在教學(xué)中滲透生物學(xué)科思想，啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的自主探究意識(shí)。

關(guān)鍵詞：生物教學(xué);學(xué)科思想;科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2021）09-032

在學(xué)科教學(xué)中，知識(shí)、能力、思想構(gòu)成了學(xué)科體系的基本要素，其中，學(xué)科思想的滲透更是學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的核心。生物學(xué)科思想即人類在探究自然界的生物現(xiàn)象中所采用的科學(xué)方法和思維，是人們對生物本質(zhì)、生命特征和生物學(xué)科價(jià)值的基本認(rèn)識(shí)。這是深入研究生物學(xué)科本質(zhì)的基本能力，高中生物教師應(yīng)有意識(shí)地將學(xué)科思想滲透于日常教學(xué)實(shí)踐中，在知識(shí)講授與問題探究中滲透、引導(dǎo)、啟迪，激發(fā)學(xué)生的思維活力和張力，發(fā)散學(xué)生的思維，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思維辨析和解決所遇到的生物問題，在學(xué)科探究中感悟生命的價(jià)值和意義。

一、高中生物教學(xué)中滲透普遍聯(lián)系的思想

自然界各種現(xiàn)象的本質(zhì)是各事物間彼此依存、相互作用和影響結(jié)果的體現(xiàn)，提示其背后的規(guī)律和特點(diǎn)正是開展科學(xué)探究和發(fā)現(xiàn)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，這與培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思想不謀而合。例如，核糖體是蛋白質(zhì)“制造廠”，通過氨基酸脫水綜合生成蛋白質(zhì);內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可通過對多肽鏈改變，完成糖基化、羥基化等化學(xué)過程;高爾基體則負(fù)責(zé)將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工過的蛋白質(zhì)經(jīng)分類后，按既定需要運(yùn)送到細(xì)胞特定的部位等。由此可見，各個(gè)細(xì)胞器既有各自獨(dú)特特征和功能，分工明確，又在結(jié)構(gòu)及功能上彼此緊密相關(guān)，相互合作，彼此影響，在分泌蛋白的合成中發(fā)揮著各自獨(dú)特的生物機(jī)理作用，從而完成了蛋白的生成、轉(zhuǎn)化、合成的過程。

再如，遺傳信息的傳遞是通過基因的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的，基因可以準(zhǔn)確地將DNA中的遺傳信息表達(dá)出來，通過特定氨基酸排序蛋白質(zhì)的合成展現(xiàn)出獨(dú)特的生命現(xiàn)象;DNA物質(zhì)的傳遞、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄離不開特定蛋白類酶的催化與促進(jìn)作用;染色體由DNA與蛋白質(zhì)參與構(gòu)成，這有利于在細(xì)胞核中復(fù)制和儲(chǔ)存，也為細(xì)胞分裂時(shí)遺傳物質(zhì)的分配提供了便利。可見，生命活動(dòng)中不僅組成生物體的結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間有著非常緊密的聯(lián)系，且在微觀層面各個(gè)分子間，宏觀層面各生物體間，生物體與周圍環(huán)境間都存在千絲萬縷的關(guān)聯(lián)。看似簡單的生命活動(dòng)，其實(shí)內(nèi)部蘊(yùn)含著豐富的、錯(cuò)綜復(fù)雜的、和諧統(tǒng)一的各種關(guān)聯(lián)，這樣才造就了豐富多彩的生命特征。

二、高中生物教學(xué)中滲透對立統(tǒng)一的思想

生物體內(nèi)部的生命活動(dòng)時(shí)刻都在進(jìn)行，這些生命活動(dòng)間既彼此依賴，又彼此排斥，從而構(gòu)成了復(fù)雜而精彩的生物內(nèi)部世界。例如，光合作用是植物賴以生存的重要生命活動(dòng)過程，它可以將太陽光能轉(zhuǎn)化為植物生長所需的化學(xué)能，并在這個(gè)過程中釋放了大量的氧氣;植物細(xì)胞的呼吸可利用氧氣分解掉光合作用合成的有機(jī)物，并將其中的能量釋放出來或轉(zhuǎn)化成其他有機(jī)物，保障了植物體內(nèi)各項(xiàng)生命活動(dòng)所需的能量。這兩個(gè)生命活動(dòng)過程，既相互獨(dú)立，又相互作用，這種看似矛盾對立的生命活動(dòng)過程，卻能有效地實(shí)現(xiàn)生物能量的充分利用與轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了生物體的成長與發(fā)展。

又如，生物所具有的一項(xiàng)基本屬性就是遺傳，正是這樣，才能保證生物體的基本生命形成和生理特征得以延續(xù)和保持，從而實(shí)現(xiàn)了生物體獨(dú)特特征的穩(wěn)定性。而變異是指生物體親子間、子代個(gè)體間及同種生物間出現(xiàn)的差異，這種變異反而促進(jìn)了生物發(fā)展的多樣性，為生物的進(jìn)化與發(fā)展創(chuàng)造機(jī)會(huì)。遺傳、變異就像硬幣的兩面，既對立又統(tǒng)一，既獨(dú)立又依賴。因?yàn)椋z傳中會(huì)有變異，而變異則會(huì)遺傳;遺傳為生物的延續(xù)提供了保障，而變異則實(shí)現(xiàn)了物種的多樣化和優(yōu)化，使生物更加適應(yīng)生存環(huán)境的發(fā)展。

三、高中生物教學(xué)中滲透抽象問題具體化的思想

人類對事物的認(rèn)知過程總是會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由簡單到復(fù)雜，由感性到理性的發(fā)展過程。在日常生活學(xué)習(xí)中遇到的那些難以把握的復(fù)雜的問題，通常會(huì)先化繁為簡，化抽象為具體，再深入研究思考，這是種行之有效的科學(xué)研究思想方法，是解決問題的有效策略。在生物學(xué)問題的研究中，模型構(gòu)建是一種常見的化抽象為直觀的問題解決方法，通過模型的構(gòu)建可以直觀揭示生物的本質(zhì)，認(rèn)知生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)。通常模型有概念模型、物理模型和數(shù)學(xué)模型等類型，概念模型是借助圖形、符號(hào)、文字等元素組成流程圖，以清晰梳理各生物概念間的關(guān)系，將原本獨(dú)立、分散、碎片式的概念結(jié)構(gòu)化，體系化。它可以使人對概念的認(rèn)知更簡單、直觀、明了。例如，生物光合作用的示意圖，達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說解釋模型，血糖平衡調(diào)節(jié)模型等。都是典型的生物概念模型。物理模型借助于實(shí)物或圖片元素，將客觀的事物進(jìn)行等比例綻放，用以表現(xiàn)客觀事物的特點(diǎn)、形成及功能。如，細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，湊數(shù)分裂圖解，食物鏈模型等。數(shù)學(xué)模型是借助數(shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)或一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行定性或定量表述的方法。生物學(xué)中的數(shù)學(xué)模型通常用來表述生物變量間的邏輯關(guān)聯(lián)，數(shù)學(xué)形式包括函數(shù)式、計(jì)算公式、數(shù)據(jù)圖形（曲線圖、柱狀圖、餅狀圖等）。它可以更精準(zhǔn)地描述生物的生命活動(dòng)與生物變量取值間的關(guān)聯(lián)性，具有較強(qiáng)的直觀性和嚴(yán)謹(jǐn)性。如，人體細(xì)胞中各種化學(xué)元素含量的餅狀圖，影響酶活性的酸堿度值曲線等。這些數(shù)學(xué)模型真實(shí)表現(xiàn)了生物體內(nèi)部微觀世界生命活動(dòng)的數(shù)量聯(lián)系，完美提示了生物體外在表現(xiàn)所蘊(yùn)含的內(nèi)在數(shù)學(xué)世界。

四、高中生物教學(xué)中滲透發(fā)展進(jìn)化的思想

生命具有物質(zhì)性，一切生命活動(dòng)都是建立在組成生物體的物質(zhì)的基礎(chǔ)上。物質(zhì)的固有屬性則是運(yùn)動(dòng)性，所有物質(zhì)時(shí)刻都在動(dòng)態(tài)變化之中，并且都會(huì)遵循“發(fā)生——發(fā)展——消亡”這樣的自然規(guī)律，這是生物所必須經(jīng)歷的一種生命運(yùn)動(dòng)變化過程。在生命活動(dòng)的探究中，生命的起源即發(fā)生，生物的進(jìn)化即發(fā)展，生物的消逝即消亡，這種自然規(guī)律是任何外力都無法影響干預(yù)的。地球上的生物種類多樣，形態(tài)萬千，而他們都是由更古老的生物進(jìn)化發(fā)展來的，這個(gè)過程是漫長的、持續(xù)的、動(dòng)態(tài)的，這也是生物體間、生物體與生存環(huán)境間相互作用發(fā)展變化的體現(xiàn)。這種動(dòng)態(tài)的、持續(xù)的進(jìn)化過程，促成了當(dāng)前生物物種的多樣性，構(gòu)成了豐富的、立體的、多元的生物世界，表現(xiàn)在物種、遺傳和生態(tài)等方面的多樣性和復(fù)雜性。縱觀各類生物的進(jìn)化歷程，生物進(jìn)化呈現(xiàn)出如下態(tài)勢：生存環(huán)境表現(xiàn)為由水生到陸生的轉(zhuǎn)變;生物形態(tài)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為由簡單到復(fù)雜;生理機(jī)能上表現(xiàn)為由低等到高等。這是生物為了適應(yīng)周圍環(huán)境的變化，而不斷調(diào)整自己的進(jìn)化方向，在不斷變化的生活環(huán)境中謀求生存發(fā)展，保持了物種的延續(xù)性、遺傳性和發(fā)展性。

五、高中生物教學(xué)中滲透科學(xué)探究的思想

人類取得的所有進(jìn)步與發(fā)展，都離不開嚴(yán)密有序的科學(xué)探究活動(dòng)，這是人類認(rèn)知自然現(xiàn)象和規(guī)律的根本途徑。生物生命活動(dòng)本質(zhì)的探尋同樣需要科學(xué)探究得以實(shí)現(xiàn)。科學(xué)探究需遵循嚴(yán)格的研究程序，包括問題的發(fā)現(xiàn)與提出、分析研究、假設(shè)及驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與整理、問題解決等環(huán)節(jié)，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)論支持猜想假設(shè)，那么，理論是成立的，如果結(jié)論否定或無法驗(yàn)證猜想與假設(shè)，則需要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方向或重新假設(shè)猜想。高中生物新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究能力發(fā)展，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。高中生物教材中的生物科學(xué)發(fā)展就滲透了科學(xué)研究的思想，比如，關(guān)于光合作用科學(xué)研究的發(fā)展史，講述了這一生物理論的探索歷程;孟德爾探求遺傳科學(xué)的過程;薩頓對基因在染色體上的結(jié)論進(jìn)行的猜想假設(shè)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程;生長素的發(fā)現(xiàn)等。并且，教材中還編排了具有科學(xué)探究意義的生物實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生進(jìn)行操作實(shí)踐，探求生物科學(xué)規(guī)律。如：關(guān)于影響酶活性的因素的實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)驗(yàn)證了溫度和酸堿度的影響;生長素類似物對催生植物生根的合適濃度等。這些簡單易行，可選做的生物小實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生課內(nèi)外的科學(xué)探究創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，可深入感受到科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)思維，體會(huì)探究過程的嚴(yán)密性和科學(xué)性，領(lǐng)悟到科學(xué)研究的思想方法，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，幫助學(xué)生能夠更好地理解、掌握、應(yīng)用生物科學(xué)知識(shí)，全面發(fā)展學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，提升科學(xué)研究能力。

總之，在課程教學(xué)中滲透學(xué)科思想是與新課程理念相適應(yīng)的，高中生物教師應(yīng)樹立學(xué)科思想意識(shí)，在教學(xué)中滲透生物學(xué)科思想，啟發(fā)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的自主探究意識(shí)，形成科學(xué)探究思維，以全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：甘肅省徽縣第一中學(xué)，甘肅 徽縣742300）