生物學課堂中培養學生的結構與功能觀

萬定珍

【摘 ?要】基于高中生物學科核心素養，在高中生物學課堂中培養學生的結構與功能觀有利于從微觀層面幫助學生理解生物學中蘊含的生命觀念，從而促進學生邏輯思維、發散思維和創造性思維的發展，最終提高學生的知識應用能力。文章將闡述結構與功能觀的含義與具體教學意義，分析高中生物學課堂中培養學生的結構與功能觀存在的問題，并且以“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教材內容為例，提出高中生物學課堂中培養學生的結構與功能觀的優化策略。

【關鍵詞】高中生物學;結構與功能觀;優化策略

結構與功能觀屬于生物學科核心素養中生命觀念范疇的重要組成成分之一，其中覆蓋了重要且豐富的生物內涵，體現了生物學科獨特的育人價值。伴隨現代化教育的持續深入，高中生物學課堂應當圍繞核心素養展開具體的教學。基于此，培養學生結構與功能觀將幫助學生理解結構與功能相統一的關系，借此逐漸豐富學生關于分子、細胞、組織、器官、系統等循序漸進的認知層次，從而促進學生興趣與積極性的激發，促進生物探究活動的開展，最終落實生物學科核心素養。

一、結構與功能觀的含義以及具體教學意義

（一）結構與功能觀的含義

結構與功能觀的內涵豐富，大致可以分為結構觀、功能觀、結構與功能的關系觀三個方面。

首先是關于結構觀的闡述。第一是生命系統結構的物質基礎性，即生命系統的結構是以物質作為基礎而形成的，這將揭示結構觀與物質觀之間的聯系;第二是生命系統結構的層次性，即生物個體中分子、細胞、組織、器官至系統等結構層次或生物圈系統中個體、種群、群落至生態系統等結構層次;第三是生命系統結構之間的關聯性，如生態系統中的食物鏈關系;第四是生命系統結構中的變化性，如減數分裂時期染色體與染色質的同質不同期變化與動態發展。

其次是關于功能觀的闡述。第一是關于生物功能與一般性質的區分，即生物結構的功能指的是結構作為局部給予整體的生物貢獻，這將揭示結構與功能關系的實質;第二是基于生命個體的兩大特征出發的關于功能觀的理解，即基于自我更新與自我復制兩個基本特征完成對生命體各層次結構的功能理解;第三是基于維持生命系統的三個維度出發的關于功能觀的理解，即基于物質、能量與信息三個方面完成對生命系統各層次結構的功能分析與理解。

最后闡述的是結構與功能的關系觀。第一，結構與功能的關系是非線性和柔性的，不是單純絕對的“結構決定功能”就可以解釋其真正的內涵;第二，結構與功能的關系是聯系性的，即一個結構功能的實現不能被孤立看待，而是需要多個結構與系統之間的相互配合才能實現某個結構的功能;第三，結構與功能的關系是存在“第三者”的，即結構功能的實現需要環境等外部條件;第四，結構與功能二者關系存在作用與反作用的概念，如肌肉功能是完成運動，屬于正向作用，而運動影響肌肉結構變得發達，屬于反向作用。

基于上述，結構與功能觀涵蓋內容豐富且存在一定的難度系數，但是在高中生物學中滲透結構與功能觀的概念，將有利于培養學生的辯證思維與批判性思維能力，從而促進學生辯證唯物主義世界觀的形成，體現了生物學科豐富的育人價值。

（二）結構與功能觀的具體教學意義

1.促進學生對生物知識的理解

縱觀高中生物學的知識，其中幾乎都滲透了結構與功能觀的概念。因而可知，結構與功能觀是生物學知識的總結性概括，覆蓋了高中生物學的許多知識，是學生理解生物知識并解答生物問題的重要途徑。因此，教師在開展生物教學時培養學生結構與功能觀，有利于豐富學生的生物學認知并促進學生的生物學知識呈現層次化與遞進性，從而落實生物學科核心素養，促進學生對生物知識的理解，最終提高學生的學習效率。

2.提高學生知識應用能力

結構與功能觀屬于生物核心素養中生命觀念的重要范疇。在具體的生物教學中培養學生結構與功能觀，可以幫助學生從生物學習中形成科學正確的價值觀，并在科學觀念的基礎上完成生物學現象、事件或思想的深入理解，掌握探尋生命活動的規律;同時學生在教師的引導下還將在結構與功能觀的培養中掌握開展生物探究活動的能力，嘗試運用生物知識解決生物實際應用問題，從而提高學生的知識應用能力。

3.促使生物知識具象化

高中生物學知識相較于初中生物知識，內容更為復雜繁多、覆蓋范圍更為寬廣、抽象性與難度系數也更大。因此，在具體的生物學習中，學生需要發展相應的抽象思維能力、邏輯推理能力與批判性思維能力，從而促進生物知識的掌握與應用。而結構與功能觀在生物教學中的滲透可以幫助學生在生物學習中形成科學的生命觀念，并在此基礎上運用結構與功能觀具象化抽象的生物知識，從而提高學生生物學習的質量與效率，落實生物學科核心素養。

二、高中生物學課堂中培養學生的結構與功能觀存在的問題

（一）結構與功能觀內涵認知不準確

結構與功能觀內涵豐富且復雜，但由于其同時具有豐富的育人價值，因此，大多數教師在實際的生物教學中會有意識地適時滲透結構與功能觀等生命觀念，希望以此培養學生科學的生物觀念與促進學生的綜合應用能力發展。但是，從目前培養學生的結構與功能觀的現狀看來，部分教師對于結構與功能觀內涵的認知并不準確，導致結構與功能觀在實際教學中的滲透出現偏差，不利于向學生正確傳遞結構與功能觀的實質與價值，最終不利于結構與功能觀在學生學習中發揮積極的應用意義與作用。

（二）結構與功能觀教學形式不適合

結構與功能觀屬于核心素養生命觀念中的范疇，其在高中生物教學中的滲透依賴于新興的教學模式與教學方法。但是，從目前培養學生的結構與功能觀的現狀看來，部分教師并沒有及時更新教學觀念與教學手段，導致無法通過有效的教學形式傳遞結構與功能觀等的生命觀念，進而不利于學生掌握結構與功能觀的知識概念與理解應用，從而影響學生的生物學習效率與質量。

三、高中生物學課堂中培養學生的結構與功能觀的優化策略

以“生命活動的主要承擔者——蛋白質”為例

（一）深入研究教材，提高教學水平

教師是教學過程中的引導者。因此，教師自身對結構與功能觀的理解需要通過教學觀念與教學水平的更新以保持一個正確科學的認知，并且在深入研究教材的基礎上促進結構與功能觀的教學滲透，從而提高學生對結構與功能觀的認知程度與應用能力。以人教版“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教學內容為例，教師應當基于教材出發并加以自身理解，在教材的基礎上落實結構與功能觀的具體教學。首先，根據結構與功能觀的內涵，教師應當將蛋白質教學分為三大層面。第一是蛋白質的結構教學，即按照氨基酸、二肽、三肽、多肽至蛋白質的認知層次投入教學，最終引出蛋白質結構多樣性的生物學概念。第二是蛋白質的功能教學，即根據蛋白質在生物個體中的各個功用加深學生對蛋白質功能的認知與理解，從而引出功能多樣性的生物學概念。第三是根據結構多樣性與功能多樣性的相互關系，教師可以以此解釋蛋白質的結構與功能之間的關系，從而在潛移默化的學習過程中幫助學生不知不覺地深化結構與功能觀的認知理解并且完成內化，即學生可以應用結構與功能觀的概念完成自主的生物學習。

（二）引入問題導學，落實概念教學

問題導學是一種有效培養學生思維的教學模式，有利于落實具體詳細的概念教學，為學生打下扎實的學習基礎。因此，為促進結構與功能觀在高中生物教學的滲透，教師可以引入問題導學的教學模式，通過一系列有意義的、富含邏輯關系的關鍵問題激發學生的思維活力、夯實學生的生物基礎和促進生物的概念教學，促使學生采取活化的邏輯思維和抽象思維完成結構與功能觀的認知理解，并在扎實的生物學基礎上完成結構與功能觀的應用與科學探究，從而使結構與功能觀的價值最大化。以人教版“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教學內容為例，教師在豐富蛋白質結構教學的細節時，可以在氨基酸、肽鏈與蛋白質的遞進性認知層次中向學生提出問題，如“氨基酸經過什么方式形成肽鏈”“肽鏈經過什么變化才能構成蛋白質”等，如此可以一步一步引領學生完成蛋白質的結構學習，從而發展學生的邏輯思維，進而深化結構觀的認知框架。

（三）引入思維導圖，明晰具象教學

思維導圖是一種有效激發學生抽象思維的教學方法或學習技巧，其在高中生物教學中的引入可以幫助教師開展具體化的教學，從而提高教學效率;同時還可以幫助學生厘清學習思路，明晰知識點之間的邏輯關系，從而提高接收知識的效率與品質，最終提高學習效率。因此，為促進結構與功能觀在高中生物教學中的滲透，教師應當在實際教學中靈活采取思維導圖的形式展開具體的教學。以人教版“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教學內容為例，教師可以利用結構與功能觀的內涵完善該章節的教學框架與板書。首先，教師將教學框架總體一分為二，其一為結構教學，其二為功能教學。其次，教師遵循結構觀與功能觀的概念特點，將蛋白質結構教學按照氨基酸、肽鏈與蛋白質認知層次分別完成教學;將蛋白質功能教學按照不同的功用如結構蛋白、催化蛋白、運輸蛋白、調節蛋白和免疫蛋白等分別落實具體的功能教學。最后，根據二者之間的聯系，完成結構與功能關系觀的認知確立，從而有效滲透結構與功能觀的生命觀念，最終落實生物學科核心素養。

（四）引入生活教學，落實核心素養

生活教學是一種行之有效的教學方法，其在實際教學中的應用可以有效拉近生物學與學生生活之間的距離，幫助學生同時轉換生物與生活的視角看待生物學知識，從而提高知識內化的效率，即提高應用教學的效率，促進生物學科核心素養的落實。因此，為促進結構與功能觀在高中生物教學的滲透，教師可以適時引入生活教學，借助生活現象或采取生活化語言落實具體教學，從而提高學生的知識綜合應用能力。以人教版“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教學內容為例，教師可以通過生活中糖尿病的胰島素注射治療的現象引發學生對蛋白質結構的思考，即向學生提問“為什么胰島素采取注射的形式而非口服呢”，以此可以深化關于蛋白質的結構教學，幫助學生完成生活實踐與知識理論的結合，從而落實結構觀的概念，最終影響結構與功能觀在生物教學中的滲透。

四、結束語

以“生命活動的主要承擔者——蛋白質”的教材內容為例，教師在高中生物學課堂中培養學生的結構與功能觀，需要通過多樣化的方式完成教學。如通過問題導學，落實概念教學，夯實生物基礎;如通過思維導圖的引入，明晰具體的教學，培養學生的抽象思維;如引入生活教學以落實應用教學，提高學生的知識應用能力。以此可以促進學生結構與功能觀的概念培養，促進生物學科核心素養的落實。

【參考文獻】

[1]楊梅樺.高中生物學教學中結構與功能觀的培養研究[J].智力，2022（2）：16-18.

[2]劉穎.基于生命觀念中結構與功能觀的教學實踐研究[D].阜陽：阜陽師范大學，2021.