以生物學(xué)基本觀點(diǎn)引領(lǐng)主題知識塊的學(xué)習(xí)*

陳廷華 （無錫市輔仁高級中學(xué) 江蘇無錫 214123）

以能力培養(yǎng)為主導(dǎo)的生物學(xué)教學(xué)，重在培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)生物學(xué)知識的整體掌握程度和綜合應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力［1］。實(shí)際教學(xué)中，一些教師習(xí)慣將大部分時(shí)間用在對具體生物學(xué)事實(shí)性知識的傳授，學(xué)生的記憶零散而又易忘，未能從整體上把握知識聯(lián)系，未能從本質(zhì)上理解生命活動(dòng)的意義，很難實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識的靈活應(yīng)用，這對學(xué)生的終身發(fā)展是不利的。

生物學(xué)基本觀點(diǎn)如同“細(xì)胞骨架”，如影隨形貫穿于整個(gè)生物學(xué)課程。以生物學(xué)基本觀點(diǎn)引領(lǐng)主題知識塊的學(xué)習(xí)，尤其在高三復(fù)習(xí)到最后階段，以此為抓手，將眾多核心教學(xué)內(nèi)容整理成若干主題進(jìn)行復(fù)習(xí)，能更好地幫助學(xué)生從普遍聯(lián)系的角度深刻理解重要概念的內(nèi)涵，整合各模塊的學(xué)科知識，主動(dòng)探究生命活動(dòng)規(guī)律，快速提升分析問題、解決問題的能力，提升生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等生物學(xué)核心素養(yǎng)。

本文所指的主題知識塊是指高中生物學(xué)課程中相互聯(lián)系、具有相對集中的生物學(xué)思想的知識塊。反映生物學(xué)基本觀點(diǎn)的主題知識的學(xué)習(xí)舉例如下。

1 以生命的物質(zhì)性觀點(diǎn)引領(lǐng)“生命物質(zhì)”的學(xué)習(xí)

一切生命活動(dòng)都有其物質(zhì)基礎(chǔ)，不同物質(zhì)有著特定的功能，并以不同方式維持生命的運(yùn)行，而物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)又必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)變。因此“生命物質(zhì)”的教學(xué)可有如下思路：細(xì)胞的物質(zhì)組成→生物大分子→細(xì)胞代謝中的重要物質(zhì)ATP→光合作用與細(xì)胞呼吸過程中的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)變→細(xì)胞中的物質(zhì)進(jìn)出→細(xì)胞增殖中的物質(zhì)傳遞→遺傳中的物質(zhì)→變異與進(jìn)化中的物質(zhì)→內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)中的物質(zhì)→動(dòng)、植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)物質(zhì)→生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)……

教學(xué)過程概括如下：

細(xì)胞是由各種分子組成的，闡明生命現(xiàn)象的規(guī)律，必須建立在闡明生物大分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，細(xì)胞中有哪些生物大分子？重點(diǎn)學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)與功能等。

生物大分子以碳鏈為骨架，沒有碳就沒有生命，而生命特征通過細(xì)胞代謝體現(xiàn)，ATP在細(xì)胞代謝中有怎樣的作用？

自然界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝是光合作用，細(xì)胞內(nèi)各種生命活動(dòng)所需ATP由細(xì)胞呼吸提供，光合作用與細(xì)胞呼吸中物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變?nèi)绾芜M(jìn)行？

無論如何復(fù)雜的生命形式都必須與外界進(jìn)行物質(zhì)交換，物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式有哪些？細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男逝c什么有關(guān)？據(jù)此理解細(xì)胞不能無限長大，需要通過細(xì)胞增殖產(chǎn)生子代細(xì)胞。

細(xì)胞增殖中遺傳物質(zhì)如何傳遞？學(xué)習(xí)細(xì)胞分裂過程中核DNA數(shù)目、染色體形態(tài)和數(shù)目等的變化。

遺傳物質(zhì)如何被發(fā)現(xiàn)？有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？

變異與進(jìn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？學(xué)習(xí)基因突變、基因重組、染色體變異。

人體生命活動(dòng)的正常維持依賴內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？動(dòng)、植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)物質(zhì)有哪些？調(diào)節(jié)方式有哪些？

生態(tài)系統(tǒng)通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)等保證了物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)、信息傳遞能正常進(jìn)行，并較長時(shí)間保持相對穩(wěn)定，重點(diǎn)學(xué)習(xí)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)過程和信息傳遞中信息傳遞規(guī)律。

在生命的物質(zhì)性觀點(diǎn)引領(lǐng)下一一展開對生命物質(zhì)重要概念的復(fù)習(xí)，學(xué)生頭腦中不再是孤立的知識點(diǎn)，而是串在一起富有思想的“知識塊”。

2 以結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)引領(lǐng)“生物體結(jié)構(gòu)與功能”知識的學(xué)習(xí)

結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)包括2層含義：1）一定的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與之相對應(yīng)的功能；2）任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)完成，以此理解不同生命層次的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。

例如：蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)多樣性如何體現(xiàn)？為什么需要多樣性？線粒體、葉綠體的結(jié)構(gòu)分別以何種方式增大內(nèi)膜面積？內(nèi)膜面積的增大有何意義？細(xì)胞代謝旺盛的細(xì)胞為什么核仁的體積增大、數(shù)量增加？細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么？與細(xì)胞的什么功能相關(guān)？細(xì)胞的物質(zhì)交換、細(xì)胞間信息交流、細(xì)胞癌變等與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？細(xì)胞增殖過程中哪些結(jié)構(gòu)（物質(zhì)）會(huì)發(fā)生周期性變化？有何意義？

生物學(xué)的結(jié)構(gòu)與功能的知識往往是生物學(xué)的基礎(chǔ)知識和重點(diǎn)知識，也是課堂教學(xué)的重點(diǎn)之一，但是如果將結(jié)構(gòu)和功能孤立講授，難免有讓學(xué)生死記硬背的嫌疑，缺少對學(xué)生思維的訓(xùn)練。如上所述，從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析生物學(xué)功能，或從功能特性理解結(jié)構(gòu)的特殊性，對結(jié)構(gòu)與功能理解則更為透徹，才能從復(fù)雜多變的生命現(xiàn)象中探究到生命的規(guī)律。

3 以生物與環(huán)境相統(tǒng)一的觀點(diǎn)引領(lǐng)“進(jìn)化與生態(tài)”知識的學(xué)習(xí)

生物與環(huán)境之間是相互影響、相互作用、不可分割的統(tǒng)一整體，生命誕生伊始，生物與環(huán)境便共同進(jìn)化，生態(tài)學(xué)重要概念的內(nèi)涵一定與環(huán)境相關(guān)。

例如：可遺傳變異為生物的進(jìn)化提供了原材料，而生物進(jìn)化的方向由環(huán)境決定，即自然選擇。生物與環(huán)境在自然選擇中共同進(jìn)化，共同進(jìn)化的結(jié)果是什么？

種群的基本特征包括數(shù)量特征和空間特征，無疑都受到環(huán)境因素的影響，而種群的數(shù)量特征包括哪些？種群的數(shù)量變化是呈“S”型增長還是“J”型增長，主要取決于環(huán)境條件，什么樣的條件會(huì)形成“S”型增長或“J”型增長？

群落中物種數(shù)目的多少稱為豐富度，反映了環(huán)境狀況的優(yōu)劣。群落的空間結(jié)構(gòu)包括哪些？群落的空間結(jié)構(gòu)特征各自受哪些主要的環(huán)境因素影響？群落結(jié)構(gòu)并非一成不變，隨著群落演替的進(jìn)行，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，群落的演替是生物與環(huán)境相互作用的結(jié)果。

生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是什么？生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不僅包括4種成分，還包括各種成分相互作用即生物與環(huán)境相互作用形成的食物鏈和食物網(wǎng)等營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的大小與生態(tài)系統(tǒng)組分多少及食物網(wǎng)的復(fù)雜程度相關(guān)。

此教學(xué)思路，意圖是將進(jìn)化與生態(tài)的重要概念圍繞生物與環(huán)境的關(guān)系展開，便于學(xué)生理解和感悟，引發(fā)學(xué)生對自然規(guī)律的思考。學(xué)生學(xué)到的不再是死記硬背的知識，為將來根據(jù)生態(tài)學(xué)原理設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)，改造生態(tài)系統(tǒng)，開展生態(tài)工程建設(shè)，解決社會(huì)生活中的實(shí)際問題等打下良好基礎(chǔ)。

4 以生命活動(dòng)對立統(tǒng)一的觀點(diǎn)引領(lǐng)“生物學(xué)矛盾關(guān)系”的學(xué)習(xí)

生物的諸多生命活動(dòng)之間，都有一定的關(guān)系，有的往往是對立統(tǒng)一的關(guān)系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是對立統(tǒng)一的一對生命活動(dòng)，缺少任一方生命就會(huì)崩潰。高中生物學(xué)學(xué)習(xí)到一定階段，可以整理類似的矛盾關(guān)系，找到一條探究一系列生命規(guī)律的良好途徑。

例如：細(xì)胞器的分工與合作、細(xì)胞的光合作用與呼吸作用、細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性、遺傳與變異、遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性與多樣性、穩(wěn)態(tài)的穩(wěn)定性與波動(dòng)性、激素調(diào)節(jié)中的協(xié)調(diào)與拮抗作用、正反饋與負(fù)反饋、神經(jīng)遞質(zhì)有興奮性遞質(zhì)和抑制性遞質(zhì)等都是典型的矛盾關(guān)系，這些矛盾關(guān)系的存在也是保證生命系統(tǒng)的正常運(yùn)行的重要條件。

以DNA的穩(wěn)定性與多樣性為例：DNA作為遺傳物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)必須具有相對穩(wěn)定性才能保持前、后代性狀的穩(wěn)定，但又不是絕對的，否則就沒有生命的多樣性。在生命活動(dòng)過程中總會(huì)發(fā)生變異，盡管突變頻率很低，但正是這些突變?yōu)樯倪M(jìn)化提供了原始材料，才有遺傳物質(zhì)的多樣性，才有形形色色、豐富多彩的生命世界。當(dāng)然作為生物個(gè)體，總是盡可能維持性狀穩(wěn)定性，所以在遺傳信息的表達(dá)過程中密碼子具有簡并性，最大限度地克服了變異帶來的后果，維持性狀的穩(wěn)定遺傳。

5 以生物的整體性觀點(diǎn)引領(lǐng)“生物學(xué)整體與部分關(guān)系”的學(xué)習(xí)

系統(tǒng)論的重要思想之一是整體大于各部分之和，該思想也完全適合生物學(xué)領(lǐng)域。生命是物質(zhì)的，又是有序的，構(gòu)成生命系統(tǒng)的各個(gè)部分并非簡單的相加，而是有機(jī)的統(tǒng)一整體，以此理解生物學(xué)整體與部分的關(guān)系，形成科學(xué)的自然觀和世界觀［2］。

例如：組成細(xì)胞的各種化合物具有各自不同的生命功能，但只有這些化合物按照一定的次序組織起來才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，細(xì)胞就是一種最基本的組織形式，而一旦組成細(xì)胞，生命就具有高效性和有序性。組成細(xì)胞線粒體、中心體等細(xì)胞器都有其特有的功能，但是如果離開了細(xì)胞的整體，孤立的細(xì)胞器是無法正常執(zhí)行其功能的。而各種細(xì)胞器即使已經(jīng)組建成了細(xì)胞，在細(xì)胞中也不是孤立地發(fā)揮作用，細(xì)胞的各部分結(jié)構(gòu)之間通過生物膜系統(tǒng)相互聯(lián)系、分工合作，保證了生命活動(dòng)的高效有序。作為最高層次的生命系統(tǒng)——生態(tài)系統(tǒng)也一樣，生態(tài)系統(tǒng)也有其特有的結(jié)構(gòu)和功能，各組成成分也不是隨機(jī)組合的，而是經(jīng)過長期的自然選擇和共同進(jìn)化形成了相互依存的統(tǒng)一整體，系統(tǒng)的各組分之間有著適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，能夠順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通，從而實(shí)現(xiàn)整體功能大于部分之和的效果，即“1+1＞2”。

主要參考文獻(xiàn)

［1］江蘇教育考試院.2016年普通高中學(xué)業(yè)水平測試（選修科目）說明：物理、化學(xué)、生物.南京：江蘇教育出版社,2015.

［2］中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）.北京:人民教育出版社，2003.4.