第３４卷第１期 ２０１８芷 中学生物学 Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１ ２０１８ 文件编号：１００３—７５８６（２０１８）０１—００６８—０３ 例析指向生命观念建立的生物学教学 王吉文 （江苏省南京市人民中学 江苏南京２１０００５） １ 关于生命观念的理解 什么是生命观念？生命观念是新一轮课程改革 中提出的生物学核心素养之一，是指对大量生命现象 及其内在关系进行阐明之后的抽象，是已经被反复证 明为正确的观点、思想或方法，包括结构与功能观、物 质与能量观、进化和适应观以及稳态与平衡观。 如何理解生命观念呢？对“结构与功能观”的理 解应该包括“生物体特定的结构具备特定的功能，生 物体表现出的功能依赖一定的结构”。对“进化和适 应观”的理解应该综合孟德尔遗传定律、自然选择学 说和哈迪一温伯格定律，即“可遗传的变异是随机的 并在传代过程中不被稀释，生物体的适应总是针对特 定环境而言的，特定环境的改变会导致种群基因频率 发生改变，结果表现在种群中的个体在形态结构和生 理功能上对特定环境适应的一系列特征的改变即进 化，不能发生这种改变的物种可能被淘汰”。对“稳态 和平衡观”的理解应该以坎农提出的“稳态”为核心， 分别向细胞水平和种群、群落以及生态系统两方向拓 展，即“内环境能够在神经、体液和免疫调节的方式 下，通过反馈调节机制，使各种成分和理化性质达到 一种动态平衡，这种平衡保持的规律可以迁移解释细 胞和生态系统各层次稳定维持的相关生命现象，并且 所有的稳态是有限的”。对“物质与能量观”的理解应 统领生命系统各层次上的物质代谢和能量转化，即 “物质循环和能量流动同时进行，相互依存，不可分 割。物质循环和能量流动使生态系统的各种成分成 为统一整体。物质是能量的载体，使能量沿食物网流 动。能量是物质循环的动力，使物质在无机环境和生 物群落间循环往返。” 学生建立生命观念的价值能体现在哪些地方 呢？通过以上分析，笔者认为建立生命观念价值在 于：生命观念能作为联系多个概念的“暗线”，能够帮 助学生学习新知识、建立知识网络的组织架构，是学 生理解更深层次问题和形成科学的世界观的基础。 其次，生命观念还是学生探究和解决实际问题的重要 工具。生命观念和其他的学科（如物理学、工程学）之 一６８一 间也有着非常密切的联系，甚至是相通的，可以帮助 学生有效地展开跨学科的学习。 例如，学生可在“结构和功能观”指导下，解释、推 测线粒体内膜向内折叠的原因、叶绿体类囊体垛叠形 成基粒的意义等；可根据ＤＮＡ的分子结构特征，说明 ＤＮＡ分子多样性和特异性的原因，并可预测ＤＮＡ复 制的机制等；再如，学生可在“进化和适应观”的启发 下，去解释生态位的形成原因、不同环境下群落的特 征、不同环境下物种形态结构的差异等。 ２指向生命观念建立的教学组织 在生物学教学过程中，教师如何帮助学生建立生 命观念呢？根据生命观念的特点，建立生命观念的出 发点需要学生对所学概念有深刻的理解：必要途径是 帮助学生充分建立概念之间的意义联系；落脚点是学 生能利用生命观念指导探究规律的活动以及解决实 际问题。在教学过程中，这三者之间密切联系、相互 促进，是一个有机整体。 ２．１ 以理解为目的的概念教学引发生命观念的萌芽 生命观念形成的前提条件是需要学生对概念的 深入理解。因为只有对概念真正理解了，学生才有可 能准确形成概念之间的意义联系并运用概念。那么， 怎样才是真正的理解呢？理解就是能够围绕某个主 题展开一系列思维活动（如解释、寻找证据和实例、综 合、应用、类推、以自己的方式复述等）。因此，在基于 理解的概念教学过程中，教师需要能针对某一主题， 刨设新的情境，引导学生在探究性问题的指引下，通 过多种途径如动手实践、观察实验现象、得出实验结 论、分析文本资料、汇报展示、教会同伴及其在此基础 上的一系列思维活动理解概念。 例如，在“观察植物细胞质壁分离和复原”教学 中，教师为了帮助学生对“生物膜是选择性透过性膜” 的理解，让学生观察添加了硝酸钾溶液情况下发生的 质壁分离和自动复原现象，并尝试解释其原因。在引 导学生准确说出原因后，教师提供素材：在很多植物细 胞液泡中，即使 和ＮＯ３－浓度高于周围环境中的浓度， 细胞仍然可以不断吸收ＫＮＯ，；洋葱表皮细胞对蔗糖几 乎不吸收；大豆中的某些细胞则能吸收蔗糖。然后，教 学概念的本质有较深入的把握，但是学生可能“只见 师提问：在物质透过方面，生物膜和半透膜的不同点是 什么？你能总结出生物膜功能上有什么特点吗？ 树木不见森林”。只有让学生深刻认识概念之间的内 在联系，才能形成生命观念。因此，随着教学的深入， 再如，“ＤＮＡ的分子结构”一节中，如何帮助学生 理解“ＤＮＡ分子结构特点及其多样性和特异性的原 因”？教师可提出：“我们都知道可以利用ＤＮＡ来确定 教师要以生命观念为统领，以促进学生进行概念之间 广泛联系的问题为指引，通过多种途径如分析和归纳 实验结论、文本探究、分析示意图等，建构概念之间意 义联系，再让学生利用文字、符号、图示等将这些联系 形成一定的组织结构，以思维模型的形式表征出来，再 犯罪嫌疑人，这和ＤＮＡ的结构特点有什么关系呢？”教 师创设新隋境，然后以每３名学生为一个小组，发给学 生事先准备的两个信封Ａ和Ｂ，在Ａ信封中装有模拟 ＤＮＡ骨架的两根绳子和１０对用钢丝夹和标签纸制成 的碱基对模型，Ｂ信封中装有四张分别写有Ａ、Ｔ、Ｇ和 Ｃ符号的标签，引导学生认识到绳子代表脱氧核糖和 磷酸形成的骨架，成对的空白的标签纸代表的是尚不 确定的碱基对。首先，教师让学生小组分工合作利用 绳子和标签纸制成一个双链模型，再让学生通过在Ｂ 通过对模型的分析，让学生逐渐抽象出生命观念。 以形成“物质和能量观”为例，其所涉及的相关概 念有光合作用、细胞呼吸、生态系统的营养结构、物质 循环、能量传递的规律、信息传递功能、生态系统抵抗 力和恢复力的稳定性等。教师可让学生以植物叶肉细 胞为例，结合光合作用和细胞呼吸的过程，以如下问题 “光合作用和细胞呼吸物质上相互之间以及各自和环 信封中的ｌＯ次随机抽样，确定写在标签纸上的１０对 碱基对，然后让学生试着将双链旋转一周模拟ＤＮＡ片 境之间有何联系？”“光能在植物细胞内能进行怎样的 转化？”为指引，在细胞水平上建构物质转移和能量转 换的过程（图１）。在此基础上，教师提出问题：“能量输 入个体后，可能有哪些去向？”“种群水平上输入的能量 可能有哪些去向？”“它和个体有什么区别？”“如果种群 在食物链中，输入种群的能量会有哪些可能的转移和 段中的一个螺旋。通过这一过程，学生能“看见”他们 自己总结的ＤＮＡ的特点。当学生制作好模型及每个 组模型中碱基对的顺序都确定好以后，教师让学生比 较本组和其他各组碱基对的排列顺序，引导学生发现 他们之间几乎没有碱基序列一样的模型，于是学生便 能深入理解ＤＮＡ结构多样性和特异性的原因。 ２．２以建构概念之间的意义联系促进生命观念的形 成 转换途径？”以引导学生尝试从逐步从个体水平迁移到 种群水平，建构生态系统营养结构中能量流动过程（图 ２）。然后，教师以“如果以“Ｃ标记ＣＯ：，那么在生态系 统中的哪些地方可能发现ＨＣ？”等问题，让学生结合图１ 和图２和相关素材，建构碳循环过程（图３）。 热能 通过以理解为目的的概念教学，学生对相关生物 土壤空气 细胞分裂 主动运输 特质合成等 光能 丙 酮一吁碱能酸 亿酐能ｒ ＝） 一 热能 图１植物细胞内物质和能量转换过程 最后，教师设计如下问题帮助学生厘清模型所揭 示的各种概念之间的内在联系，促进“物质和能量 观”形成：生物体内部以及生物和环境之间物质的转 移有什么不同点和联系？能量流动的渠道是什么？ 能量流动和物质转移之间有什么联系？生态系统维 持稳定可以体现在哪些方面？ ２．３ 以解决实际问题的学习活动促进生命观念的内化 心理学上的研究表明，学生在解决抽象而不带具 体情节的问题困难，解决具体而接近实际的问题容 易；解决不需要实际操作的“文字题”容易，解决实际 操作问题困难。因此，上述过程形成的生命观念，只 有被学生有意识地应用于解决实际问题，才能被真正 一６９一 际问题的学习活动，通过学生知识和技能的合理迁 移，促进生命观念的内化。 以促进“物质和能量观”和“稳态和平衡观”的建 立为例，教师可提供实例，让学生分析和评价某生态 系统的稳定性；让学生制作生态瓶，并让其想各种办 法尽量延长生态瓶维持稳定的时间；也可让学生结合 其他学科如工程学和系统学的知识，尝试设计既减少 污染又提高经济效益的生态农业方案等。 图２生态系统中能量流动的基本过程 此外，教师提供菠菜叶片、蔗糖、清水、显微镜等必 备材料、试剂或设备，并提出问题：有人认为，植物受到 一些环境条件胁迫时，保卫细胞周围渗透压发生变化 导致气孔关闭，如何验证这样的推论？教师可引导学 生以“结构和功能观”为指导，综合“生物膜的结构模型” 生物膜的功能特点”“渗透作用”“质壁分离和复原”等多 个概念，并进行合理迁移，设计、实施如下实验方案：配 制０．３ ｇ／ｍＬ的蔗糖溶液，取菠菜叶表皮细胞观察气孔 状态，制作带有保卫细胞叶片表皮细胞临时装片并观 图３碳循环的基本过程 察气孔状态的变化，用蔗糖溶液替代临时装片中的清 水并观察气孔状态的变化，再用清水替代蔗糖溶液并 观察气孔状态的变化，最后得出结论。上述解决实际 内化而形成素养。这就要教师以教材中的实验、实践 活动为基础，精心设计需要在生命观念指导下解决实 问题的过程会有力地促进学生生命观念的内化。 （上接第６７页）及时、科学处理并压制，如：山茶的叶蜡 质且较厚需要用砂纸稍稍打磨、花和花蕾需要分瓣压 制、鳞芽需要对半剖开压制、茎需要对半剖开后用解剖 学期结束时，将学生制作的写生压花作品附上完 整而精美的标签，标签上介绍植物的分类地位、生态 特点和生物学特征等有关文字资料，按照系统分类位 置顺序摆放在学校图书馆展厅内，供全校学生进行观 察、学习，普及植物分类学知识和写生压花艺术，力争 掀起认识校园植物的热潮。 刀剔除海绵体等，最后运用微波压花器进行压制。④ 对山茶的绿叶和红花进行保色处理。⑤山茶压花画的 制作，为了能栩栩如生地表现山茶的自然姿态和形态 特征，制作者需要在遵循植物形态特征的原则下采用 一４课程评价 校本课程评价是在校本课程实施过程中和实施 后，对校本课程实施效果以及学生学习效果的诊断， 以判定课程设计的效果，有助于教师做出改进课程的 决策。为了突出评价的发展性功能和激励性功能，笔 者采用了过程性评价（７０％）与终结性评价（３０％）相结 合的方式，对学生的学习过程和成果进行评价。过程 性评价由出勤情况、学习态度和平时作业三部分组 成。终结性评价为学生最终上交作品成绩，由学生自 些艺术表现手法。如：需要将花瓣重新组合成正面 花、侧面花和４５℃仰角花等。⑥将制作好的压花画进 行保色处理，并进行画框装裱与包装。⑦编制简单的 检索表，介绍山茶的科、属、种的特征及识别方法。 ３．２．４展示评价 学生将制作完成的压花画摆放在橱窗内进行展 览，每个小组从植物名称、植物典型形态特征、制作技 法和作品创意四个方面介绍作品，并对自己的作品做 一个简单的评价。其他小组同学根据对展示实物的 评、学生互评和教师评价三部分组成。 观察，对作品进行评价，并指出作品的不足之处和改 进建议等。最后，教师再对学生的作品进行补充评 价，并从小组分工合作、压花画的构图、花材的保色和 粘贴装裱技术、植物特征表现的科学性和作品介绍５ 个方面进行现场打分。 ５课程意义 “写生压花”校本课程，依托有趣的写生压花艺术 渗透枯燥的植物学知识，以提高学生的实践能力和创 新能力为核心，重视培养学生的观察能力、探究能力、 自主学习能力和发展创新精神，是一次大胆的生物学 ３．２．５结果应用 一实践教学的尝试。 ７０一
