高中生物教學(xué)中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培養(yǎng)與滲透

丁海華

【摘 要】高中生物的教學(xué)重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生形成生命價(jià)值觀、理性思想觀以及綜合探究能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)。因此，教師需重視“結(jié)構(gòu)與功能觀”在高中生物教學(xué)的思想滲透，引導(dǎo)學(xué)生明白物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及其變化規(guī)律，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合能力?；谏鲜?，文章就高中生物教學(xué)中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培養(yǎng)原則及滲透方式進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】高中生物;結(jié)構(gòu)與功能觀;滲透

結(jié)構(gòu)與功能觀的內(nèi)涵即通過利用具體的觀察、分析、統(tǒng)計(jì)活動(dòng)，探究不同物質(zhì)、元素、生命體之間的相互關(guān)系，并結(jié)合生命現(xiàn)象的本質(zhì)關(guān)系闡述生命之間的變化規(guī)律。由此可見，結(jié)構(gòu)與功能觀教學(xué)過程中，教師需創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，結(jié)合不同生物學(xué)事件開展思想教育滲透，幫助學(xué)生在理解生物體關(guān)系的同時(shí)明白能量、物質(zhì)、穩(wěn)態(tài)對(duì)維持生態(tài)平衡的作用。

一、高中生物教學(xué)中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培養(yǎng)原則

結(jié)構(gòu)與功能觀的本質(zhì)就是建立生命體結(jié)構(gòu)與物質(zhì)功能的轉(zhuǎn)化聯(lián)系，在必要的調(diào)節(jié)控制中促使物質(zhì)發(fā)生一定變化，進(jìn)而了解物質(zhì)的變化特征，充分發(fā)掘內(nèi)部的調(diào)節(jié)規(guī)律。其中，該理論主要包含細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、遺傳（DNA）、穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)等，故教學(xué)中教師需要結(jié)合各知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)及應(yīng)用方法，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物質(zhì)、生命的變化特征。因此，該思想培養(yǎng)過程中，教師需細(xì)致挖掘相關(guān)生物知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行遷移與創(chuàng)新，避免授課模式單一而導(dǎo)致授課模式的局限性問題。另外，教師還應(yīng)當(dāng)概括重要的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，滲透豐富的視頻、圖文理論講述這一概念，并要求學(xué)生理解零散理論的內(nèi)涵，從而形成系統(tǒng)的生物學(xué)框架模型?？傊?，結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)過程中，教師需擴(kuò)展生物學(xué)理論框架，在科學(xué)地引導(dǎo)中教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)遷移，進(jìn)而形成生命價(jià)值觀念。同時(shí)，教師還需概括不同知識(shí)點(diǎn)的理解思路，利用生命構(gòu)成及運(yùn)動(dòng)的思維，掌握生命的運(yùn)動(dòng)、活動(dòng)、變化理論。

二、結(jié)構(gòu)與功能觀思想在高中生物教學(xué)的滲透方法

（一）從分子水平進(jìn)行微觀思想滲透

DNA作為人體主要的遺傳物質(zhì)，不僅具有一定復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯作用，其構(gòu)成結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。因此，在DNA理論內(nèi)容講解過程中，教師需確定與DNA相關(guān)的教學(xué)案例。通過展示它的微觀特征，促使學(xué)生掌握該理論所具有的功能及影響。同時(shí)，實(shí)際教學(xué)中，教師也應(yīng)引入生活實(shí)例，說明染色體、DNA、基因、RNA之間的關(guān)系，并設(shè)立詳實(shí)的滲透思路，加深學(xué)生對(duì)本課的理解與認(rèn)知度。例如在《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》的教學(xué)中，教師可列舉DNA的特殊性，讓學(xué)生從DNA的結(jié)構(gòu)探討它的組成。其中，學(xué)生需查閱相關(guān)學(xué)習(xí)資料，從微觀結(jié)構(gòu)視域分析DNA，可以發(fā)現(xiàn)它是一種雙螺旋結(jié)構(gòu)分子。通過將A、T、C、G進(jìn)行螺旋化處理，可以得到一個(gè)物理性質(zhì)較為穩(wěn)定的分子模型。其中，分子本身具有n個(gè)堿基對(duì)，故DNA具有多樣性的特征;分子也有特定的排列順序，故DNA具有特異性特征。在探究的過程中，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)它的基本骨架是脫氧核糖苷酸及3、5-磷酸二酯鍵兩種物質(zhì)，故可以發(fā)現(xiàn)DNA內(nèi)部會(huì)存儲(chǔ)大量的遺傳信息內(nèi)容。其次，DNA包括氫鍵及堿基等結(jié)構(gòu)，并且不同的堿基對(duì)的表現(xiàn)方式、定位方式也存在一定差異，故DNA的物理性質(zhì)極為穩(wěn)定。同時(shí)，在DNA分子復(fù)制過程中，學(xué)生通過探究發(fā)現(xiàn)復(fù)制過程需要利用解旋、合成子鏈、重新螺旋的方式進(jìn)行，從結(jié)構(gòu)上看復(fù)制過程可保留原DNA分子一半的遺傳基因，故可發(fā)現(xiàn)復(fù)制過程具有較好的連續(xù)性特征。針對(duì)上述這一探究過程，教師可提出“DNA初步水解的產(chǎn)物是什么？”要求學(xué)生圍繞水解這一過程探究DNA水解與聚合之間的關(guān)系。在此期間，學(xué)生們提出“這個(gè)分子初步水解后的產(chǎn)物是脫氧核苷酸”?？傊處熆衫眠z傳這一特征講述DNA知識(shí)點(diǎn)及理論內(nèi)容，誘導(dǎo)學(xué)生以微觀的思維分析物質(zhì)的構(gòu)成特點(diǎn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維觀念。

（二）從細(xì)胞運(yùn)動(dòng)進(jìn)行微觀思想滲透

細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的微觀理論稱為細(xì)胞質(zhì)流，這一活動(dòng)在植物中尤為常見，如常見光合作用就具有一定結(jié)構(gòu)與功能的思想價(jià)值觀。因此，在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)思想滲透過程中，教師需要全面總結(jié)葉綠體的功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及光合作用應(yīng)用原理，并在授課中予以滲透。例如人教版《光合作用的原理和應(yīng)用》的教學(xué)中，首先教師需講述葉綠體內(nèi)、外膜、基質(zhì)、基粒等結(jié)構(gòu)的作用，讓學(xué)生明白類囊膜是吸收陽光的重要介質(zhì)。在光反應(yīng)和暗反應(yīng)的雙重作用下，這兩項(xiàng)條件為整個(gè)化學(xué)反應(yīng)提供了足量的ATP及酶，方便葉綠體中各元素進(jìn)行深度反應(yīng)。此時(shí)，教師可提出以下例題，引導(dǎo)學(xué)生在問題實(shí)踐中總結(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。

例1：在有光、較高的氧氣濃度等條件下，水稻葉肉細(xì)胞能同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，其原因是催化過程①的Rubisco酶還能催化過程②，具體反應(yīng)流程如圖1所示。

圖1 水稻葉肉細(xì)胞反應(yīng)

（1）對(duì)于植物而言，光合作用、細(xì)胞呼吸和光呼吸三種生理過程只能在陽光下進(jìn)行的是？

（2）當(dāng)二氧化碳濃度與氧氣濃度呈什么關(guān)系時(shí)，對(duì)水稻的光呼吸有利而對(duì)于光合作用中有機(jī)物積累不利（從C5角度分析）？

解析：本題需考慮光合作用、光呼吸兩個(gè)過程之間的關(guān)系，需要學(xué)生從葉綠體的結(jié)構(gòu)及其功能的角度分析植物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

學(xué)生們?cè)谔幚砩鲜鰡栴}的過程中，教師需要提出光合作用的原理（12H2O+6CO2→C6H12O6+6H2O+6O2，葉綠體、光照），同時(shí)說明暗反應(yīng)中C5的功能（固定二氧化碳，促使C5轉(zhuǎn)換為C3），且有機(jī)物產(chǎn)生與光合作用暗反應(yīng)有直接關(guān)系。由此可見，學(xué)生們通過分析得出（1）中，細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所較多，既可在陰暗的區(qū)域進(jìn)行，也可在陽光下進(jìn)行，但是Rubisco酶可促進(jìn)C5與氧氣反應(yīng)生成（CH2O），故這一過程（光呼吸）也需要在陽光下進(jìn)行，并且光合作用的反應(yīng)條件包括光照，故（1）中光合作用、光呼吸過程只能在陽光下進(jìn)行。（2）需要結(jié)合圖示進(jìn)行理解，C5在圖1中可同時(shí)與氧氣、二氧化碳反應(yīng)，故氧氣濃度遠(yuǎn)高于二氧化碳濃度時(shí)，此時(shí)對(duì)促進(jìn)光呼吸是有利的，而對(duì)于C5的暗反應(yīng)過程是不利的。

通過利用葉綠體、光呼吸、暗反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，講述光合作用的過程，能夠讓學(xué)生明白葉綠體中各物質(zhì)的作用，也能讓學(xué)生理清生物的呼吸過程，尤其是植物光合、呼吸作用的基本關(guān)系?？傊處熜枰陨?、物質(zhì)結(jié)構(gòu)兩方面思路講解植物的呼吸規(guī)律，促使學(xué)生在細(xì)致分析物質(zhì)構(gòu)成的過程中，掌握與本章相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，教師還可拓展“植物也需要午休”這一科普內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到 >30℃時(shí)，葉綠體中的酶活性會(huì)顯著下降，故此時(shí)會(huì)減緩植物的光合作用現(xiàn)象。

三、結(jié)束語

綜上所述，將生命觀念及物質(zhì)結(jié)構(gòu)思想聯(lián)合滲透至高中生物教學(xué)中，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想觀念，還能讓學(xué)生在自主體驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的過程中形成積極地發(fā)展思想觀。另外，教師需重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的核心價(jià)值觀，讓學(xué)生從自身的生活體驗(yàn)出發(fā)，以生活的觀念了解生物學(xué)，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合能力。

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