【《生物学概念教学中生命观念的培养策略研究》4200字（论文）】

生物学概念教学中生命观念的培养策略研究摘要以“蛋白质的结构与功能、生态系统的能量流动、溶酶体的功能、叶绿体的起源”等重要生物学概念的学习为例对教学中如何培养生命观念进行了教学设计，有助于学生在学习重要概念的同时，形成正确的生命观念。关键词：生命观念：结构与功能观：物质与能量观：稳态与平衡观：进化与适应观引言《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确指出：以核心素养为宗旨，内容聚焦大概念。生命观念是体现生物学本质和价值的观点或思想，是生物学学科核心素养的重要内容。帮助学生形成生命观念是生物学科教学目标之一。“生命观念”是指观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和方法。生命观念包括结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等[1]。生物学概念是人们通过思维的活动，对生命现象以及生命活动规律的抽象概括[1]。生命观念与生物学概念紧密联系，建立生命观念要以概念的理解为基础，也需要以概念来表达，它具有统摄性的作用。一、结构与功能观结构与功能观是所有生命观念中最基础的，因此培养学生的结构与功能观对学生认识生命现象、探索生命规律有很大帮助。案例在对蛋白质的功能能教学中渗透结构与功能观。在上《生命活动的承担者——蛋白质》一课时讲到蛋白质的功能时，教师提问：蛋白质是生命活动的承担者，一切的生命活动都离不开蛋白质。蛋白质为何如此重要？同学们可以说出你们所知道的蛋白质并说出它们各自的功能吗？同学们根据课本内容，回答老师的问题，并指出不同的蛋白质结构不一样并承担着不一样的功能。为了加深学生对蛋白质的理解以及对蛋白特性的研究，教师可以提供以下两则材料：①在日常生活中人们已经认识到蛋白质的重要性，有些广告商品中提到口服胶原蛋白可补充体内流失的胶原蛋白以达到抗皱的效果，这种说法是否合理并阐述原因。学生回答出不合理，因为蛋白质口服会被酶水解掉，蛋白质要执行它正常的功能，必须要具备正常的结构才能发挥它的功能。②1982年，科学家发现引起“疯牛病”和“克—雅氏症”的元凶是一种结构异常的蛋白质。这种蛋白质致病的原因是人或动物正常蛋白PrPc错误折叠形成了PrPsc[3]。PrPsc可以诱导更多正常的PrPc错误折叠形成PrPsc，从而实现增殖导致病症的出现。PrPsc和PrPc具有相同的氨基酸序列[3]。教师引导学生阅读资料并思考：PrPsc和PrPc虽然具有相同的氨基酸序列，但它们的功能却有着天壤之别，这是为什么呢？根据学习过的知识，学生很快就能回答出来蛋白质不同的结构决定不同的功能，蛋白质的结构由氨基酸的数量、排列顺序种类以及多肽盘曲折叠的方式共同决定的，所以虽然PrPsc和PrPc具有相同的氨基酸序列,但由于它们的结构不一样，所以导致它们的功能不一样。学习不止是在课堂上的活动，所以教师不仅要在课堂的学习上时刻渗透结构与功能观，在课外活动中也要时常引导学生运用结构与功能观去思考生物学问题。二、物质与能量观生命系统是物质的，生命活动的进行总会伴随着物质的转换。物质的转换无法脱离能量的供应。物质是能量的载体,能量为物质转换提供动力，物质与能量密切相关，共同维持生命系统的稳态。下面就以《生态系统中的能量流动》为例通过对食物链、桑基鱼塘生态理念以及能量传递效率计算等概念教学的学习说明如何在生物学概念教学中渗透物质与能量观的学习。案例：生态系统中的能量流动=1\*GB3①课堂导入，创设情境情境1：如果你流落到的荒岛上，荒岛上只有一桶10千克的玉米和一只2千克的母鸡，你用什么策略能生活得更长时间以赢得救援[4]？创设一个真实的问题情境，并让学生分组讨论，分组讨论会得出两种结论：第一先吃鸡后吃玉米，第二先吃玉米后吃鸡。这一讨论得出的两个结论将贯穿本节课的学习内容。情境的创设能强化学生的情感体验，帮助学生理解教材知识，促进学生积极主动思考，充分发挥学生的主观能动性。=2\*GB3②建构模型，形成概念情境2：小兔子来到绿油油的草地上吃着嫩草，不幸被打狐狸抓住了。构建食物链（草→兔子→大狐狸）[4]。根据能量流经第二营养级的过程，完善食物链中各营养级能量的来源和去处，分析自己构建的能量流动示意图，思考探究得出生态系统能量流动的特点。通过展示和提问，呈现出学生的理解误区和能力薄弱点。食物链通过构建模型形成概念，可更高效地分析生态系统能量流动的来源和去路，体会生态系统的成分和能量流动的内在规律和特点，深刻理解物质与能量的关系。=3\*GB3③联系生活，拓展概念情境3：呈现广东省佛山市上西村桑基鱼塘养殖情况桑基鱼塘桑基鱼塘是一种综合养鱼方式，在池中养鱼、利用池埂种桑。这一养殖模式不仅具有比较完整的能量流系统，而且能比较充分的利用能量，不让能量散失在任何一个环节中。联系生活实际，引导学生在现实生活背景中学习生物学知识，是重要的生物学教学策略。在生物课堂中，可引入现实生活中的新闻事件，引发学生的强烈共鸣，让学生体会到生命现象与所学知识的相关性，再讲解深奥的生物学知识，促使学生在探究思考、分析解释中学习生物学知识，形成物质与能量观。情境4：整理分析林德曼实验的数据，对“能量是单向流动、逐级递减的”这一概念构建出“能量金字塔”，并加以分析和阐述。随后，让学生根据所学的能量传递效率对情境1中的问题进行比较计算得出更好的策略。要在大概念学习中培养学生的物质与能量观，教师需要创设典型的学习情境，为学生形成概念提供支撑；引导学生构建概念模型，形成合理的知识框架；联系日常生活实际，拓展概念的内涵和外延，引导学生学以致用，解决生产、生活中的实际问题，培养学生解决实际问题的能力和思维品质[4][5]。三、稳态与平衡观“稳态与平衡观”是指生命系统是一个稳态和平衡的系统，稳态和平衡是通过调节来实现的。稳态是一种相对的、可变的状态，并不是保持稳定不变[1]。本文选取对溶酶体结构与功能的概念学习进行渗透稳态与平衡观的概念。案例：溶酶体教学=1\*GB3①溶酶体的发现1949年，德迪夫在做实验的时候偶然发现了一种酸性水解酶，这种水解酶刚分离出来的时候活性不大，但放置一段时间后它的活性反而增高了。这一现象引起了德迪夫的注意，他做了很多实验，结果证明这种水解酶被包裹在一个膜结构里。德迪夫设计了一系列的鉴别实验，通过实验发现这种特殊的膜结构内还含有一些小分子的酶类，并且能起到细胞内消化的作用。1955年，德迪夫把这种细胞结构命名为“溶酶体”[6]。=2\*GB3②溶酶体的结构溶酶体是单层膜的球形细胞器，表面高度糖基化，有助于保护自身不被酶水解。=3\*GB3③溶酶体的功能一是与食物泡融合，参与细胞内的消化，将细胞吞噬进的食物化成生物大分子，残渣通过胞吐作用排出细胞;二是可以发生自体吞噬和自溶，溶酶体可以消化细胞内衰老的细胞器实现自体更新的需要，溶酶体膜在一定的条件下还可以裂解释放水解酶，从而使整个细胞因为受到酶的分解作用发生细胞自溶[6]。通过以上对溶酶体功能的学习，能够给学生们渗透稳态与平衡观的观念，在实际的教学中，教师还应当要求学生们结合真实情境举出几个相关的例子以加深对这一观念的认识。三、进化与适应观“进化与适应观”作为生命观念的重要内容，能够帮助学生理解生命的历史来源、各种生物、生物与环境之间的关系，甚至预想未来的生命变化，对生命依赖的环境提出了一个普遍认可的准则，为搭建以进化为中心的生物体系创建了一个整体框架[1]。下面以“叶绿体的起源”这一概念教学为例，探讨如何在生物学概念教学中渗透这“进化与适应观”。案例：叶绿体起源说教学过程=1\*GB3①创设情境，引出问题据最新的《生活科学》报道，科学家发现海蛞蝓能进行光合作用。提出核心问题：海蛞蝓是动物，为什么它能进行光合作用？能够进行光合作用的叶绿体从哪里来？通过以上问题，激发学生的学习兴趣，并引出要学习的知识点。=2\*GB3②提供材料，引出进化与适应观材料：科学家惊奇地发现，真核细胞内的线粒体与某些原核生物中的好氧细菌有很多相似的地方。而真核细胞内的叶绿体与原核的光合蓝细菌有很多的相似之处。其证据是：①线粒体和叶绿体内含有的遗传物质与细菌相似，都是环状的DNA分子；②线粒体和叶绿体内和细菌中也仅含有核糖体这一种细胞器，而且核糖体中的RAN序列相差不大；③线粒体、叶绿体与细菌都是以二次分裂的方式进行增殖的；④线粒体、叶绿体的内膜和外膜在性质和成分上存在明显的差异：内膜性质和成分与细菌细胞的膜相似；外膜性质和成分与真核细胞的膜相似。接着，教师引导学生分析叶绿体与蓝细菌的不同，使学生认识到：认识叶绿体由于生活在真核细胞内，有了更加稳定的生存环境，蓝细菌直接生活在更加复杂多变的环境中。原始真核细胞吞噬蓝细菌，最终进化出叶绿体，从而明确真核细胞中的叶绿体可能是由蓝细菌进化而来。=3\*GB3③解释现象，运用进化与适应观海蛞蝓是世界上少有的可以进行光合作用的动物，当它们进食海藻时，可以吸收食物里面的叶绿素，并将其转化到体内。这个过程被称为盗食质体。盗食体质只可以在单细胞生物进行，使它们能进行光合作用，得以生存。学生阅读材料，自由表达观点。材料中，海蛞蝓在没有变成“绿色”前通过食用绿藻来合成自身所需要的有机物的同时还能将绿藻的叶绿体吸收入细胞，为自己合成有机物，这样的一种现象很好的解释了“进化与适应观”。=4\*GB3④归纳总结，强化适应观通过对叶绿体起源的学习和解释海蛞蝓能进行光合作用，学生们能通过细胞水平以及个体水平认识到生物在不同环境中进化与适应的结果，具体的例子还有植物叶表皮的保卫细胞呈半月形，可以形成气孔，有利于控制水分的散失等等。通过对“进化与适应观”的学习要让学生们明白到环境在不断发展变化，细胞也在不断进化并适应环境。参考文献：[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）［S］.北京：人民教育出版社，2018[2]冯小勇,陈廷华.“细胞膜结构和功能”的教学设计[J].生物学教学,2020，45(10):40—42.[3]李波,马庆岩,张晓雪.高中生物教学中结构与功能生命观形成分析[J].高师理科学刊,2019(8):103-106.[4]肖雪梅.基于“物质与能量观”形成的生物教学策略研究——以《生态系统的能量流动》教学为例[J].中学教学参考,2020(3):88-99.[5]周颖.基于物质和能量观的“食物网”一课的概念教学[J].生物学教学,2019,44(2):21-24.[6]张玄可