基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的高中生物教學(xué)策略思考

王劍鋒

基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的高中生物教學(xué)策略思考

王劍鋒

（廣西河池市宜州區(qū)高級中學(xué)，廣西河池546300）

結(jié)構(gòu)與功能觀是生命觀最基本的理念，在探究生命現(xiàn)象或者生命活動時，生命體的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著它的功能，結(jié)構(gòu)與功能辯證統(tǒng)一，不可分割，作為基本的生命觀，貫穿于整個生命系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中。在進(jìn)行高中生物教學(xué)時，教師要認(rèn)識到結(jié)構(gòu)與功能觀的重要性，通過梳理教材中結(jié)構(gòu)與功能的知識框架，在概念教學(xué)中凸顯結(jié)構(gòu)與功能觀，以結(jié)構(gòu)與功能觀為主題設(shè)計單元教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中感悟結(jié)構(gòu)與功能觀，在高階思維活動中理解內(nèi)化并形成結(jié)構(gòu)與功能觀，感知結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性，從而樹立科學(xué)的生命觀念。

結(jié)構(gòu)與功能觀；生命觀念；教學(xué)策略

人們對生命現(xiàn)象或者生命活動進(jìn)行探究時，基于功能與結(jié)構(gòu)的辯證統(tǒng)一，開展相應(yīng)的探究活動，在探究功能時對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在了解了結(jié)構(gòu)后就會探究它的功能。結(jié)構(gòu)與功能相互影響、相互適應(yīng)，生命體的結(jié)構(gòu)對應(yīng)著相應(yīng)的功能，有什么樣的結(jié)構(gòu)就會具備什么樣的功能。當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，功能也會出現(xiàn)相應(yīng)變化，而功能也可以對生命體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用，當(dāng)功能改變超出一定范疇后，就會引發(fā)結(jié)構(gòu)的改變。基于這一科學(xué)理念，開展生物學(xué)科的教學(xué)，有利于學(xué)生準(zhǔn)確地理解生物知識，培養(yǎng)學(xué)生正確的生命觀。

一、結(jié)構(gòu)與功能觀的概念

義務(wù)教育的目的就是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生綜合性發(fā)展。尤其是在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)該以生物教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成結(jié)構(gòu)和功能觀意識。結(jié)構(gòu)和功能觀屬于動態(tài)性的，兩者之間相互統(tǒng)一，相互對立。高中生物教學(xué)有很多內(nèi)容中涉及結(jié)構(gòu)和功能，如組織系統(tǒng)、組織個體、種群群落、生態(tài)圈等。所以，教師在實際教學(xué)中應(yīng)該重視具體例子的運用，讓學(xué)生能夠深入地探究生命的本質(zhì)及規(guī)律，逐漸地讓學(xué)生形成完整的知識體系，培養(yǎng)學(xué)生的生命理念。想要實現(xiàn)這一教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)和功能觀意識，教師應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的教學(xué)思想和教學(xué)方法，應(yīng)該與時俱進(jìn)，改革教學(xué)理念，運用新的教學(xué)模式有效開展教學(xué)，讓高中生物課堂教學(xué)更富有生命力、趣味性、具體化，讓學(xué)生形成學(xué)科意識，保證教學(xué)效果，實現(xiàn)素質(zhì)教育的目的。

二、基于“結(jié)構(gòu)與功能觀”的高中生物教學(xué)策略

（一）梳理教材中結(jié)構(gòu)與功能的知識框架，在概念教學(xué)中凸顯結(jié)構(gòu)與功能觀

基于結(jié)構(gòu)與功能觀進(jìn)行生物知識的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生理解生命現(xiàn)象，掌握生命規(guī)律。教師要以教材為支撐對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行挖掘，并引導(dǎo)學(xué)生對其結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系進(jìn)行探究。可以探究的對象極其廣泛，小到核酸、蛋白質(zhì)和細(xì)胞，大到生物體的組織、器官、系統(tǒng)，乃至種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)，都可以基于功能與結(jié)構(gòu)觀進(jìn)行探究，從而深化學(xué)生對于生命現(xiàn)象的認(rèn)識，形成學(xué)科核心素養(yǎng)。教師要樹立培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀的意識，在深入研究教材的基礎(chǔ)上，有意識地引導(dǎo)學(xué)生開展探究活動。

以人教版的生物學(xué)科教材來說，教材分層次地在知識內(nèi)容中進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能觀的滲透。必修1中對生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位細(xì)胞進(jìn)行了探究，從細(xì)胞器、細(xì)胞膜和整個細(xì)胞這個角度，進(jìn)行功能與結(jié)構(gòu)的闡述，使學(xué)生了解功能與結(jié)構(gòu)的相適應(yīng)性。如氨基酸千變?nèi)f化的排列順序，造成了蛋白質(zhì)分子多樣性的結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)分子的多樣性結(jié)構(gòu)又在細(xì)胞中表現(xiàn)出多樣性的功能；細(xì)胞器的不同結(jié)構(gòu)特點，對應(yīng)著不同的特定功能；細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和組成成分較相似，在功能上也較相似等。在必修2中對結(jié)構(gòu)與功能的滲透，是從微觀分子層面進(jìn)行的，相關(guān)的知識內(nèi)容是DNA分子和基因，在必修3中又從生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)層面，滲透了結(jié)構(gòu)與功能間的辯證統(tǒng)一關(guān)系。

教師要重點把握這些知識內(nèi)容，在進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)時重點培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀，在教學(xué)目標(biāo)中明確結(jié)構(gòu)與功能觀，并圍繞教學(xué)需求進(jìn)行教學(xué)活動的設(shè)計。以《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》這節(jié)課的教學(xué)為例，教材的內(nèi)容主要包含了細(xì)胞膜的獲取、成分和功能。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，教師就要樹立明確的教學(xué)目標(biāo)。在知識目標(biāo)中，使學(xué)生掌握細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)和功能；在能力目標(biāo)中，使學(xué)生自主地提出問題，做出假設(shè)，并從材料中提取關(guān)鍵信息，進(jìn)行歸納總結(jié)，掌握制備細(xì)胞膜的方法；在情感態(tài)度價值觀目標(biāo)中，通過建立生物膜模型，對細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究，掌握細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，從而理解“生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點，樹立科學(xué)的生命觀。

（二）以結(jié)構(gòu)與功能為主題設(shè)計單元教學(xué)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中感悟結(jié)構(gòu)與功能觀

在“以生為本”教學(xué)理念的指導(dǎo)下，教學(xué)活動要圍繞著學(xué)生的成長需求而開展，要對教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。改變傳統(tǒng)教師單方輸出、學(xué)生被動學(xué)習(xí)與記憶的教學(xué)方式，使學(xué)生更好地參與到課堂學(xué)習(xí)中來，加強(qiáng)師生間的交流與互動，促使學(xué)生進(jìn)行主動思考，主動提出問題、探究問題。在教學(xué)中，教師可以利用微課指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，可以通過小組合作的方式，讓學(xué)生針對問題進(jìn)行交流和討論，可以讓學(xué)生親自參與實驗，在實驗中積累知識和經(jīng)驗，獲得思維與能力的發(fā)展，更好地感悟結(jié)構(gòu)與功能觀。

生物學(xué)科是一門實踐性較強(qiáng)的學(xué)科，有很多生物實驗，教師要發(fā)揮實驗教學(xué)的作用，利用實驗教學(xué)提高課堂教學(xué)的效果。在實驗教學(xué)中，教師要充分尊重學(xué)生的主體地位，使學(xué)生充分參與到實踐中，一方面可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生對課堂教學(xué)的參與度，從而發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，進(jìn)行積極主動地探究和學(xué)習(xí)；另一方面可以加深學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，使學(xué)生在自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程中，獲得思維能力的提升，以及實踐操作能力的提升，并形成科學(xué)的探究意識和科學(xué)探究思維，掌握科學(xué)探究的方法。

比如還是在《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能》的教學(xué)中，為了使學(xué)生更好地了解細(xì)胞膜的功能，教師可組織學(xué)生開展實驗對細(xì)胞膜的功能進(jìn)行探究。教師把學(xué)生劃分成若干學(xué)習(xí)小組，然后發(fā)放實驗材料，實驗材料選自于生活中的常見材料，更加有利于提升實驗效果，然后叮囑實驗事項，引導(dǎo)學(xué)生小組開展實驗。在實驗一中，分別用A、B兩個燒杯，分別裝入等體積的清水和沸水，然后把分別浸入新鮮的紫色莧菜葉，觀察這兩個燒杯中水的變化。實驗二是A、B兩組玉米粒數(shù)量相同，將B組玉米粒煮熟，然后在A、B兩組玉米粒中分別加入紅墨水，染色幾分鐘后用水輕輕沖洗兩組玉米粒，觀察兩組玉米粒的變化。通過這兩組實驗，使學(xué)生邊觀察實驗變化，邊思考問題為什么實驗一中B燒杯的水會變成紫紅色？而A燒杯中的水卻沒有發(fā)生顏色變化？為什么實驗二中，B組玉米粒會染成紅色，而A組的玉米粒卻沒有顏色變化？由這兩組實驗，同學(xué)們可以推測出細(xì)胞膜的功能嗎？在學(xué)生完成了實驗和討論后，由小組代表發(fā)表討論結(jié)果，教師再對學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行指正，利用這兩組實驗使學(xué)生了解細(xì)胞膜的功能，是將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開，控制物質(zhì)的進(jìn)出，進(jìn)行細(xì)胞間的信息傳遞。如教師在教學(xué)“生物膜的流動鑲嵌模型”的內(nèi)容知識點過程中，在給學(xué)生教授生物膜功能時，可以使用生物膜的流動鑲嵌模型，讓學(xué)生對結(jié)構(gòu)和功能兩者之間的聯(lián)系性進(jìn)行探究和思考。學(xué)生在小組合作討論的過程中，能夠深刻地了解結(jié)構(gòu)和功能兩者關(guān)系是如何形成的，教師也可以通過細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與其運輸功能兩者間的聯(lián)系性，培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀，實現(xiàn)教學(xué)任務(wù)。

（三）合理創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，在高階思維活動中理解內(nèi)化并形成結(jié)構(gòu)與功能觀

生物學(xué)科具有較強(qiáng)的專業(yè)性，需要記憶的知識點較多，教師在教學(xué)中要借助于教學(xué)手段，加深學(xué)生對于知識的印象，并把抽象的知識轉(zhuǎn)化為具象的現(xiàn)象，從而創(chuàng)設(shè)出直觀生動的情境，使學(xué)生可以直觀地對知識現(xiàn)象進(jìn)行理解，降低生物學(xué)科的學(xué)習(xí)難度。而且通過創(chuàng)設(shè)生活化情境，把知識內(nèi)容與學(xué)生的日常生活現(xiàn)象聯(lián)系起來，使學(xué)生從結(jié)構(gòu)與功能觀的角度，重新認(rèn)識生活中的生物現(xiàn)象，并應(yīng)用理論指導(dǎo)學(xué)生的實踐，加強(qiáng)理論與實踐的聯(lián)系。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的方式應(yīng)用較普遍的是多媒體情境。由于信息技術(shù)的快速發(fā)展，使得教學(xué)資源越來越豐富，以往教學(xué)中很多難以具體展示的知識內(nèi)容，都可以借助于多媒體進(jìn)行詳細(xì)的展示。比如很多微觀層面知識、抽象知識內(nèi)容等，都可以利用多媒體創(chuàng)設(shè)直觀的情境。還有一些實驗情境，由于實驗條件限制和實驗難度較大等，教師就可以直接借助于實驗視頻，對實驗進(jìn)行更加詳細(xì)地展示，從而使學(xué)生可以更好地理解和記憶知識內(nèi)容。這樣就突破了教學(xué)中的難點，實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的提升。

基于結(jié)構(gòu)和生命觀的生物學(xué)科教學(xué)，有很多內(nèi)容都是較抽象的，或者是微觀層面的，只能通過多媒體創(chuàng)設(shè)直觀情境，才能使學(xué)生更好地感知知識內(nèi)容。比如在探究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)時，教師就可以利用多媒體進(jìn)行細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探究，展示歐文頓實驗動畫，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象對膜的組成進(jìn)行猜測，在觀看完實驗后推理出結(jié)論——膜是由脂質(zhì)組成的。這個實驗結(jié)論是由實驗現(xiàn)象推理分析而得來的，引導(dǎo)學(xué)生對膜的成分進(jìn)行提取、分離、鑒定，從而對推理結(jié)論進(jìn)行驗證，然后再通過多媒體展示制備細(xì)胞膜的實驗，出示紅細(xì)胞吸水脹破獲取細(xì)胞膜的圖片，并對細(xì)胞膜的獲取原理進(jìn)行講解。細(xì)胞處于清水中，水就會滲入細(xì)胞中，細(xì)胞吸水過多后，就會漲破，這時細(xì)胞內(nèi)的液體就會流出，液體流出后就獲得細(xì)胞膜。接下來再通過多媒體展示生物學(xué)家對細(xì)胞膜的成分、成分結(jié)構(gòu)、分子排列等一系列實驗情境，并對知識內(nèi)容進(jìn)行講解。最后通過流動鑲嵌模型引發(fā)學(xué)生對于生物膜結(jié)構(gòu)和功能適應(yīng)性的討論。由前面的實驗內(nèi)容中，得出膜的組成成分主要是磷脂、蛋白質(zhì)和少量的糖類，膜的分離作用與膜的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)有關(guān)，蛋白質(zhì)分子的位置造成了膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外的不對稱性，使膜的結(jié)構(gòu)特點具有一定的流動性，最終造成膜的功能特征具有選擇透過性，從而貫徹結(jié)構(gòu)與功能觀。如在教學(xué)“酶的特性”的內(nèi)容過程中，想要在課程教學(xué)中能夠有效滲入結(jié)構(gòu)與功能觀，教師可以借助多媒體技術(shù)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個有趣、靈活的教學(xué)氛圍。教師可以給學(xué)生播放酶活性改變實驗視頻，讓學(xué)生通過直觀地觀看視頻，了解pH、溫度對酶產(chǎn)生的作用，這也讓學(xué)生認(rèn)識到pH、溫度在動態(tài)改變的情況下也會讓酶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，最終讓其的催化作用也受到影響。這樣不僅能夠讓學(xué)生深刻地掌握酶的特性知識點，也在視頻情境教學(xué)中，培養(yǎng)了學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀。

（四）創(chuàng)新生物教學(xué)方式，生動體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能觀

教師如果想要在生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科意識和核心素養(yǎng)，讓學(xué)生形成結(jié)構(gòu)和功能觀。教師在實際教學(xué)中應(yīng)該改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，根據(jù)生命規(guī)律為依據(jù)，全面認(rèn)識和了解有關(guān)知識點，讓學(xué)生以微觀角度深刻地掌握生命體結(jié)構(gòu)。所以，教師應(yīng)該對教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新和改革，讓生物課堂教學(xué)告別傳統(tǒng)教學(xué)的呆板、無趣，讓教學(xué)更有內(nèi)涵，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)和功能觀念。如圖文結(jié)合教學(xué)模式，能夠讓學(xué)生更好地掌握知識內(nèi)容，加深知識記憶，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。如教師在教學(xué)“免疫系統(tǒng)的組成和功能”內(nèi)容知識點時，該課程教學(xué)要求學(xué)生能夠掌握免疫系統(tǒng)的三道防線的內(nèi)涵，并能表述出來，可以對非特異性免疫和特異性免疫的差異性進(jìn)行有效區(qū)別，證明免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫活性物質(zhì)三者之間的關(guān)聯(lián)，并能理解三者之間的概念意義，最終可以形成完整的免疫系統(tǒng)組成模型。教師在教學(xué)中想要讓學(xué)生能夠深刻掌握和理解上述知識內(nèi)容，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)搜索有關(guān)教學(xué)資料，然后通過多媒體設(shè)備在課堂上播放，讓學(xué)生能夠?qū)γ庖咂鞴?、免疫?xì)胞、免疫活性物質(zhì)等有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)和總結(jié)。在學(xué)生觀看視頻的過程中，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)意識，讓學(xué)生形成了完整的思維導(dǎo)圖，進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀念，讓學(xué)生清楚地認(rèn)識到結(jié)構(gòu)與功能觀念兩者之間是相互統(tǒng)一和對立的關(guān)系，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。所以，教師在教學(xué)中可以運用視頻、圖片等教學(xué)元素，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建思維導(dǎo)圖，讓掌握的知識形成體系化，這樣才能促進(jìn)學(xué)生形成正確的結(jié)構(gòu)與功能觀念。

三、結(jié)束語

在生物學(xué)科的教學(xué)中，教師要尊重學(xué)生的主體地位，并借助于多媒體情境和實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識和科學(xué)探究能力，使學(xué)生在生動的情境和直觀的操作中，感受到結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性。

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