高中生物學(xué)教學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)研究

◆摘? 要：隨著新時期課程改革的持續(xù)推進，高中生的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展備受教育界關(guān)注。在新課程的背景下，廣大高中生物教師應(yīng)該樹立促進學(xué)生終身發(fā)展的核心教育目標，在日常教學(xué)活動中深入展開高中生物教學(xué)中的結(jié)構(gòu)與功能觀內(nèi)容，從而為學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展提供落腳點?；诖?，本文將對現(xiàn)階段高中生物學(xué)教學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能觀的培育情況展開簡要介紹，闡述生物教學(xué)結(jié)構(gòu)與功能觀的設(shè)計理念以及研究策略。

◆關(guān)鍵詞：高中生物;教學(xué)設(shè)計;結(jié)構(gòu)與功能觀;培養(yǎng)研究

在高中生物課程體系中，生命觀念被細化為包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀等一系列的觀念群。其中，結(jié)構(gòu)與功能觀屬于其他各項觀念的前提基礎(chǔ)，在高中生物教材的各個模塊均有所體現(xiàn)。在大力提倡培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的過程中，高中生物教師應(yīng)重視教學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)，作為一項重要教學(xué)任務(wù)指標，深化對結(jié)構(gòu)與功能觀的內(nèi)涵理解，從而為學(xué)生綜合素質(zhì)能力發(fā)展，制定有效的教學(xué)方式。

一、現(xiàn)階段高中生物學(xué)教學(xué)結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)情況

（一）對新課標解讀不到位

培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀是生物學(xué)科新課程標準提出的一項新要求，但在實際教學(xué)活動中，絕大多數(shù)生物教師雖然對教材爛熟于心，但是對于新課標的解讀并不到位。在新課程改革背景下，高中生物教師應(yīng)該深入解析新課程標準中提出的學(xué)科核心素養(yǎng)目標，從而為學(xué)生制定更合理、更先進的教學(xué)規(guī)劃。

（二）應(yīng)試教育根深蒂固

在應(yīng)試教育觀念的影響下，廣大師生普遍存在生物學(xué)科學(xué)習(xí)是為高考服務(wù)的錯誤認知。因此，即便喊著發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的口號，但是在日常教學(xué)中，教師仍舊是以基礎(chǔ)概念的講解以及習(xí)題的答疑為主，很少真正涉及到學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)。也正是在這一背景下，教師不重視自身教育觀的轉(zhuǎn)變，自身對于生命觀念、結(jié)構(gòu)與功能有關(guān)尚且存在認知層次上的局限，自然無法在日常教學(xué)活動中將其有效地傳遞給學(xué)生。

（三）教師能力素養(yǎng)不足

高中生結(jié)構(gòu)與功能觀的建構(gòu)需要教師的正確引領(lǐng)。但在傳統(tǒng)教育模式下，高中生物教師的關(guān)注側(cè)重點在于學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握情況，在日常備課中，不會刻意對教材中涉及到核心素養(yǎng)的內(nèi)容展開深入挖掘，學(xué)科教學(xué)能力還有待提升。與此同時，雖然有部分高中生物教師已經(jīng)開始探索建模以及概念圖等方法的應(yīng)用，但整體而言，學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)涉及到跨學(xué)科教學(xué)，倘若教師不具備夯實的知識體系，學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)將會舉步維艱。

二、高中生結(jié)構(gòu)功能觀培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計理念

（一）合理建構(gòu)教學(xué)目標

教學(xué)目標是學(xué)科教學(xué)活動的出發(fā)點，在學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)過程中發(fā)揮導(dǎo)向作用。自新課程改革以來，廣大高中教師普遍沿用三維目標的目標制定模式，沒有真正從核心素養(yǎng)的角度對學(xué)科教育價值展開分析。因此，在高中生物體系改革的持續(xù)深化過程中，相關(guān)教師在確定結(jié)構(gòu)的功能觀教學(xué)目標之前，必須對三維目標與核心素養(yǎng)目標之間的關(guān)聯(lián)性形成正確認識，對二者進行合理轉(zhuǎn)化，促進學(xué)生知識、能力以及情感的多維發(fā)展?？陀^來說，高中生物學(xué)科的核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維以及社會責(zé)任4個維度，其中，結(jié)構(gòu)與功能觀只是生命觀念中的一個模塊，這也就要求教師對教材內(nèi)容展開深入剖析，找準生物學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)的側(cè)重點，在確定核心素養(yǎng)教學(xué)目標的基礎(chǔ)上，闡述目標達成路徑、需要學(xué)生掌握的生物知識以及能力素養(yǎng)，為后續(xù)各項教學(xué)工作提供積極指導(dǎo)。

（二）精心制定教學(xué)策略

在組織設(shè)計生物學(xué)和教學(xué)活動的過程中，高中生物教師必須基于新課程改革需要制定恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，為教學(xué)設(shè)計增添亮色。而在制定教學(xué)策略時，高中生物教師需要對班級內(nèi)學(xué)生的認知規(guī)律展開調(diào)研，從而結(jié)合具體的目標前進計劃教學(xué)程序、制定教學(xué)措施。具體來說，教師可以對班級內(nèi)學(xué)生發(fā)起問卷調(diào)查，調(diào)研班級內(nèi)學(xué)生對于各種教學(xué)方案的認同度，如小組合作學(xué)習(xí)、情境學(xué)習(xí)、概念圖學(xué)習(xí)等，從而選擇可以激發(fā)學(xué)生生物學(xué)科學(xué)習(xí)主觀能動性的教學(xué)途徑，實現(xiàn)對學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀的培育。結(jié)合既有的結(jié)構(gòu)與功能觀教學(xué)經(jīng)驗來看，概念圖教學(xué)策略的應(yīng)用優(yōu)勢相對較為明顯。所謂概念圖教學(xué)，其本質(zhì)核心在于用概念圖對知識結(jié)構(gòu)進行表達，對思維邏輯進行呈現(xiàn)，從而展現(xiàn)知識之間的邏輯關(guān)聯(lián)，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)正確和全面的知識體系。從這一角度來看，概念圖實質(zhì)上是闡述概念與概念之間邏輯關(guān)系的空間網(wǎng)絡(luò)圖。由此，教師在教學(xué)活動中更應(yīng)該重視對概念圖內(nèi)涵的講授以及對其繪制過程進行展示。首先，教師應(yīng)基于學(xué)生的結(jié)構(gòu)和功能觀培養(yǎng)選定知識領(lǐng)域，分析基礎(chǔ)概念。其次，教師需要對概念進行分層，并確定核心概念。與此同時，教師應(yīng)在概念圖中體現(xiàn)概念的橫向和縱向關(guān)聯(lián)，選擇恰當(dāng)?shù)倪B接方式。最后，在引導(dǎo)學(xué)生共同繪制完整的概念圖之后，教師要組織班級對學(xué)生展開反思與交流，在大家的溝通討論中，對概念圖進行擴充完善，夯實學(xué)生的基礎(chǔ)知識體系。

（三）基于結(jié)構(gòu)與功能觀的教學(xué)設(shè)計

具體來說，在結(jié)構(gòu)與功能觀的教學(xué)設(shè)計階段，教師應(yīng)綜合開展生活化教學(xué)以及跨學(xué)科教學(xué)，借此為學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀的培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)仿真的情境。比如說，教師可以將近期的社會熱點問題融入到教學(xué)設(shè)計中，為教學(xué)活動設(shè)置案例背景，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，將興趣轉(zhuǎn)化為學(xué)科探究活動。與此同時，教師可以對案例問題進行適度的延伸拓展，借詞串聯(lián)及課程內(nèi)容以及相關(guān)知識點。而在展開跨學(xué)科教學(xué)的過程中，教師可以在生物學(xué)科教學(xué)中用數(shù)學(xué)學(xué)科知識或化學(xué)學(xué)科知識對部分概念進行解讀，從而引導(dǎo)學(xué)生建立學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)體系，從不同的角度對結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)聯(lián)形成認識。值得注意的是，教師要盡可能保證教學(xué)設(shè)計情境的真實性以及合理性，引導(dǎo)學(xué)生利用課上時間對概念進行思考與鞏固，最終對這堂課的脈絡(luò)進行梳理，確保學(xué)生具備用概念圖梳理知識結(jié)構(gòu)的能力，真正理清概念之間的關(guān)聯(lián)，并將其作為切入點，推動學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

三、高中生結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)的實踐研究

（一）研究目的

本次研究目的在于探究概念圖等教學(xué)策略對高中生結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)的影響。

（二）研究對象

在某校高一年級的20個班級中，隨機選取2個班級作為教學(xué)實踐對象，各班級層次水平相近。根據(jù)其最近一次月考成績統(tǒng)計情況來看，各班之間的平均分以及標準差基本相同，這意味著選定班級的學(xué)生生物學(xué)習(xí)水平基本相同。在這一基礎(chǔ)上對各班成績進行獨立樣本t檢驗，證實無顯著性差異。

（三）研究內(nèi)容

在高中生物課程體系的《生命與細胞》模塊，蘊含著大量的有關(guān)結(jié)構(gòu)與功能觀發(fā)展的內(nèi)容。因此，本次課程實踐選擇《細胞中的元素和化合物》《細胞核——系統(tǒng)的控制中心》等兩節(jié)課展開教學(xué)。

（四）研究條件

參與結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)對照實驗的兩個班級，均是用人教版高中生物教材以及配套的教輔資料，其中對照班主要采取傳統(tǒng)三維目標指向下的教學(xué)策略，而實驗班所采取的是概念圖教學(xué)策略，除此以外兩個關(guān)機的其他教學(xué)模式整體類似。但在前面的課時教學(xué)中，實驗班已經(jīng)接觸過概念圖的繪制流程，班級內(nèi)學(xué)生對于概念圖的繪制以及應(yīng)用比較熟悉，所以在課程實踐研究中不需要教師額外花費時間向?qū)W生介紹概念圖的繪制。兩個班級的授課學(xué)時相同，對照班的板書為常規(guī)書寫形式，而實驗班的板書為概念圖。

（五）研究工具

1.測試卷

為直觀的考察兩個班級內(nèi)學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)水平，參與教學(xué)實踐研究的教育工作者對學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)進行了分級，分別按照學(xué)生能否合理描述生物體基本結(jié)構(gòu)與功能、能否借助結(jié)構(gòu)與功能觀對特定情境中的生命現(xiàn)象展開分析、能否基于結(jié)構(gòu)與功能觀對生產(chǎn)生活以及科學(xué)實踐中的具體問題給出相關(guān)評價將學(xué)生分為三個水平層次。為此，對《細胞中的元素和化合物》《細胞核——系統(tǒng)的控制中心》分別編寫了兩套課時檢測題，每套測試題中各分為10道選擇題、10道判斷題以及兩道材料分析題，總分值為100分，借此對學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀相關(guān)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、概念理解以及知識應(yīng)用情況進行考察。具體來說，在該套習(xí)題中，考察學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能實際情況的習(xí)題分值占30%，考察學(xué)生對結(jié)構(gòu)與功能觀理解、要求學(xué)生分析結(jié)構(gòu)與功能之間關(guān)系的習(xí)題分值占30%，而考察學(xué)生運用結(jié)構(gòu)與功能觀分析實際問題、側(cè)重強調(diào)結(jié)構(gòu)與功能觀的運用的習(xí)題占比40%，習(xí)題設(shè)置相對較為合理。

2.Excel軟件和SPSS.22軟件

分別對兩個班級同學(xué)的試卷完成情況進行批閱，同時借助Excel軟件統(tǒng)計兩個班級學(xué)生的測試成績，使用spss.22軟件對參與教學(xué)實踐的兩個班級的總體成績、不同水平成績分布展開顯著性分析。

（六）研究結(jié)果與分析

通過對參與教學(xué)實踐的兩個班級學(xué)生展開課時檢測，并借助Excel以及統(tǒng)計學(xué)軟件對兩個班級的總成績以及水平成績進行差異性檢驗，可以得到如下研究成果：

1.《細胞中的元素和化學(xué)物》檢測成績分析

在本次教學(xué)實踐活動中，對照班的平均分為69.2，而實驗班的平均分為71.3，實驗班比對照班平均分高出將近二分。從標準差對比來看，實驗班的學(xué)生成績差異相對較小，成績分布更為集中。對數(shù)據(jù)展開綜合分析，基本可以推斷出概念圖教學(xué)策略對學(xué)生《細胞中的元素和化合物》知識的掌握更具有積極意義，證實了概念圖教學(xué)策略對于學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)的可行性。而通過對獨立樣本T檢驗結(jié)果來看，兩個參與教學(xué)實踐活動的班級并不存在顯著性差異。而之所以會產(chǎn)生這一問題，可能是由于學(xué)生正處于高中生物學(xué)習(xí)的初始階段，對概念圖教學(xué)方法的理解仍舊相對較為淺顯，導(dǎo)致概念圖的教學(xué)優(yōu)勢并未充分發(fā)揮。而且，學(xué)生學(xué)習(xí)成績的差異可能是受到多重因素影響，無法判定其一定是教學(xué)策略的不同而導(dǎo)致的。而通過對學(xué)生習(xí)題解答情況進行具體分析，發(fā)現(xiàn)兩個班級學(xué)生的主要差異在于能否合理描述生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能，在其他兩個層次方面的差異并不顯著。由此可以推斷出，概念圖的教學(xué)策略在一定程度上強化了學(xué)生對結(jié)構(gòu)與功能有關(guān)基本概念的理解，但未曾對學(xué)生知識應(yīng)用能力的提升起到實質(zhì)作用。

2.《細胞核——系統(tǒng)的控制中心》課時檢測成績分析

通過對學(xué)生《細胞核——系統(tǒng)的控制中心》試卷完成情況進行批閱，對照班學(xué)生的平均分為65.7，實驗班學(xué)生的平均分為68.9，后者比前者的平均分高出3.2，通過進行獨立樣本T檢驗，證明實驗班與對照班在總成績方面有顯著差異，同時也在能否合理描述生物體的基本結(jié)構(gòu)與功能層次有顯著差異。

根據(jù)教學(xué)實踐結(jié)果可以推斷出，概念圖教學(xué)策略在高中生物學(xué)科體系中的應(yīng)用可以幫助學(xué)生強化對基礎(chǔ)知識概念的理解，構(gòu)建正確的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系體系以及完整的知識網(wǎng)絡(luò)。但是，若想切實提升學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能知識應(yīng)用能力，生物教師還需要適當(dāng)應(yīng)用其他教學(xué)策略。

四、結(jié)束語

綜上所述，在高中生生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)的過程中，學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀培養(yǎng)是其中的重要一環(huán)。因此，高中生物教師應(yīng)通過大量的教學(xué)實踐和探索，對教材中蘊含結(jié)構(gòu)與功能觀的教育資源展開深入挖掘，采用概念圖教學(xué)策略以及建模方法，加強學(xué)生對于結(jié)構(gòu)與功能基本概念的理解，幫助學(xué)生建立健全結(jié)構(gòu)與功能知識體系，全面提升核心素養(yǎng)教學(xué)水平。

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作者簡介

易海杰（1980.09—），男，漢，廣東省韶關(guān)市，中學(xué)生物教師，本科，研究方向：在課堂教學(xué)中落實生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。