隨著教育改革的推進,“三新\"(新課標、新教材、新高考)背景為高中生物學教學帶來了新的方向和挑戰(zhàn)。在這一背景下,生活化教學成為生物學教學的重要趨勢。將生物學知識與生活緊密相連,不僅能提高學生的學習興趣,還能培養(yǎng)學生的實踐能力和核心素養(yǎng),使學生更好地理解和應用生物學知識。人教版高中生物學教材內(nèi)容豐富,蘊含著大量可用于生活化教學的素材,合理挖掘和利用這些素材對于提升教學質(zhì)量具有重要意義。
一、人教版高中生物學教材中的生活化內(nèi)容分析
(一)必修1《分子與細胞》
1.細胞的物質(zhì)組成
在講解細胞中的無機物時,可以聯(lián)系生活中的例子。比如,人體在大量出汗后需要補充鹽分,這是因為汗液中含有無機鹽,說明無機鹽對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。水是細胞中含量最多的化合物,人體每天都需要攝入適量的水分來維持細胞的正常代謝。日常生活中,喝水過少會導致嘴唇干裂、皮膚干燥等現(xiàn)象,這是因為細胞缺水影響了其正常的生理功能。
在介紹細胞中的有機物時,蛋白質(zhì)是重要的內(nèi)容??梢粤信e生活中的食物,如雞蛋、牛奶、肉類等富含蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者,人體的肌肉、毛發(fā)、酶等主要由蛋白質(zhì)組成。以肌肉為例,運動員通過鍛煉增加肌肉量,實際上是增加了肌肉中的蛋白質(zhì)含量。酶在生活中的應用也很廣泛,如加酶洗衣粉,其中的酶可以分解污漬中的大分子有機物,提升洗衣效果,這是因為酶具有高效性和專一性,其本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA。
2.細胞的結(jié)構(gòu)
細胞膜的功能可以通過生活中的一些現(xiàn)象來理解。例如,在涼拌黃瓜時,加入鹽后會有水分滲出,這是因為細胞膜具有選擇透過性,外界溶液濃度過高時,細胞內(nèi)的水分會通過細胞膜滲出。細胞核是細胞的控制中心,可以聯(lián)系克隆羊多莉的例子。多莉的培育過程說明細胞核含有遺傳物質(zhì),對生物體的遺傳和發(fā)育具有重要的控制作用。
3.細胞的代謝
細胞呼吸是細胞代謝的重要內(nèi)容。如前所述,酵母菌的呼吸在生活中有廣泛的應用。在制作面包時,酵母菌在面團中進行有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳,使面團膨脹;在釀酒過程中,酵母菌在無氧條件下將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳。此外,植物的光合作用也是常見的生活現(xiàn)象。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,合理密植可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,這是利用了光合作用原理。家庭中種植的花卉,將其放在陽光充足的地方,花卉會長得更加旺盛,也是因為充足的光照有利于光合作用。
4.細胞的生命歷程
在講解細胞增殖時,可以聯(lián)系人體的生長發(fā)育。人體從受精卵開始,通過細胞的增殖和分化逐漸發(fā)育成一個完整的個體。在生活中,傷口的愈合也是細胞增殖的結(jié)果。細胞的分化可以通過人體不同組織器官的形成來理解,如神經(jīng)細胞、肌肉細胞等都是由受精卵分化而來,它們具有不同的形態(tài)和功能,以適應不同的生理需求。細胞衰老和凋亡在生活中也有體現(xiàn),如老年人皮膚上出現(xiàn)的皺紋,是因為細胞衰老導致皮膚彈性下降;人體每天都有大量細胞凋亡,這是一種正常的生理現(xiàn)象,如胎兒手的發(fā)育過程中,指間細胞的凋亡形成了手指。
(二)必修2《遺傳與進化》
1.遺傳因子的發(fā)現(xiàn)
孟德爾的豌豆雜交實驗是遺傳規(guī)律發(fā)現(xiàn)的基礎。教師可以引導學生在家中進行一些簡單的植物雜交實驗,如用不同顏色的花進行雜交,觀察后代的花色變化。在生活中,一些遺傳現(xiàn)象也可以用孟德爾的遺傳規(guī)律來解釋。例如,人類的雙眼皮和單眼皮是一對相對性狀,父母雙方都是雙眼皮,如果他們的基因組成都是雜合子,那么他們的子女可能是雙眼皮也可能是單眼皮,這符合基因的分離定律。
2.基因和染色體的關(guān)系
在講解減數(shù)分裂和受精作用時,教師可以聯(lián)系人類的生殖過程。人類的精子和卵細胞是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的,受精作用則是精子和卵細胞結(jié)合形成受精卵的過程。這一過程保證了人類遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性和多樣性。在臨床上,一些染色體異常疾病,如唐氏綜合征,是減數(shù)分裂過程中染色體分離異常導致的,教師可以引導學生了解這些疾病的發(fā)病機制和預防方法。
3.基因的本質(zhì)
DNA是主要的遺傳物質(zhì),可以通過一些刑偵案例來引入。在刑偵工作中,提取犯罪現(xiàn)場的DNA樣本,與嫌疑人的DNA進行比對,可以確定犯罪嫌疑人。這是因為每個人的DNA具有特異性,除了同卵雙胞胎外,幾乎沒有兩個人的DNA是完全相同的。在基因表達方面,可以聯(lián)系生活中的蛋白質(zhì)合成過程。例如,人體在攝入蛋白質(zhì)后,需要將其分解為氨基酸,然后在細胞內(nèi)根據(jù)基因的指令重新合成人體所需的蛋白質(zhì),這一過程涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯等基因表達的環(huán)節(jié)。
4.基因突變和其他變異
基因突變在生活中有很多例子。例如,太空育種就是利用宇宙射線誘導植物種子發(fā)生基因突變,從而培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。在人類中,一些遺傳性疾病如鐮刀型細胞貧血癥,是基因突變導致血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常引起的。染色體變異方面,如貓叫綜合征是由于人類第5號染色體部分缺失引起的,患者會有特殊的面容和智力障礙等癥狀。通過這些生活實例,學生可以更好地理解基因突變和染色體變異的概念和影響。
5.從雜交育種到基因工程
雜交育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛,如袁隆平院士培育的雜交水稻,通過雜交不同品種的水稻,選育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的水稻品種?;蚬こ淌乾F(xiàn)代生物技術(shù)的重要內(nèi)容,在生活中也有很多應用。例如,利用基因工程生產(chǎn)胰島素,將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌,讓大腸桿菌大量生產(chǎn)胰島素,用于治療糖尿病。此外,轉(zhuǎn)基因食品也是社會關(guān)注的熱點話題,教師可以引導學生了解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理和安全性問題。
二、“三新”背景下高中生物學生活化教學的實施策略
(一)情境教學法
1.創(chuàng)設生活情境導入新課
教師可以通過展示生活中的生物學現(xiàn)象或問題來導入新課,激發(fā)學生的興趣和好奇心。例如,在學習“細胞呼吸”時,可以播放運動員在劇烈運動后呼吸急促的視頻,提問學生:為什么人在運動后呼吸會加快?這種情境導入能讓學生迅速進入學習狀態(tài),將生活中的問題與即將學習的生物學知識聯(lián)系起來。
2.將生活情境貫穿教學過程
在教學過程中,教師可持續(xù)利用生活情境幫助學生理解生物學知識。如在講解“基因的表達\"時,教師可以創(chuàng)設一個制藥廠生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物的情境。從獲取基因、構(gòu)建表達載體到在細胞中合成蛋白質(zhì),讓學生在這個情境中理解基因表達的各個環(huán)節(jié),仿佛自己是制藥廠的工程師,這樣能增強學生的學習體驗和理解深度。
(二)實踐教學法
1.實驗教學與生活實踐相結(jié)合
在高中生物學實驗教學中融入生活元素。例如,在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)\"實驗中,教師可以讓學生自帶一些生活中的食物樣本,如蘋果、花生、豆槳等,檢測其中的營養(yǎng)成分。這樣不僅能提高學生的實驗興趣,還能讓學生明白生物實驗與生活的緊密聯(lián)系。
2.開展課外生物學實踐活動
教師組織學生開展課外生物學實踐活動,如進行校園生物多樣性調(diào)查。學生可以分組對校園內(nèi)的植物、動物進行調(diào)查,統(tǒng)計物種種類和數(shù)量,分析校園生態(tài)環(huán)境的特點。在調(diào)查過程中,學生需要運用所學的生物學知識,如種群、群落的知識,同時培養(yǎng)團
隊合作精神和實踐能力。
(三)問題解決教學法
1.提出生活中的生物學問題
教師從生活中收集生物學問題,引導學生解決。例如,在學習“環(huán)境保護”后,提出問題:如何減少家庭生活中的垃圾污染?讓學生從垃圾分類、減少使用一次性用品等方面提出解決方案,培養(yǎng)學生運用生物學知識解決實際問題的能力。
2.引導學生分析和解決問題
在提出問題后,教師引導學生分析問題的本質(zhì),運用所學的生物學知識尋找解決方案。如對于垃圾污染問題,學生要分析垃圾的成分、對環(huán)境的危害,然后根據(jù)生物降解、資源回收等原理提出合理的措施。教師可以組織學生進行討論和交流,開闊學生的思維。
(四)合作學習法
1.組建學習小組開展生活項目式學習
教師將學生分成小組,開展基于生活項目的學習。例如,在學習“生態(tài)農(nóng)業(yè)\"后,每個小組可以設計一個小型生態(tài)農(nóng)業(yè)模型。小組內(nèi)成員分工合作,從選擇生物種類、設計物質(zhì)和能量循環(huán)途徑到制作模型,在這個過程中,學生需要運用生態(tài)系統(tǒng)的知識,同時培養(yǎng)合作能力和創(chuàng)新能力。
2.小組間交流與評價
小組完成項目后,組織小組間的交流與評價。每個小組展示自己的成果,其他小組可以提出問題和建議。這種交流與評價能讓學生從不同角度思考問題,進一步完善自己的項目,同時提高學生的表達能力和批判性思維能力。
三、生活化教學的案例設計
案例一:“血糖平衡調(diào)節(jié)\"教學案例
1.教學目標
(1)理解血糖平衡的概念,掌握血糖的來源和去路,熟悉胰島素和胰高血糖素在血糖調(diào)節(jié)中的作用機制。
(2)能夠運用血糖平衡調(diào)節(jié)的知識,解釋糖尿病等相關(guān)疾病的發(fā)病機理,并提出預防和治療建議。培養(yǎng)分析生活中與血糖平衡相關(guān)問題的能力。
(3)關(guān)注自身和他人的健康,增強健康生活的意
識,制訂健康生活計劃,體會生物學知識在維護人體健康中的重要作用。
2.教學重難點
教學重點:血糖平衡的調(diào)節(jié)過程,胰島素和胰高血糖素的作用。
教學難點:血糖平衡調(diào)節(jié)的機制,尤其是激素之間的相互作用。
3.教學方法
情境教學法、問題解決教學法、合作學習法。
4.教學過程
創(chuàng)設情境導人:教師展示一張?zhí)悄虿』颊呤褂醚莾x測量血糖的圖片(如圖1),提出問題:“為什么糖尿病患者需要經(jīng)常測量血糖?血糖在我們體內(nèi)是如何保持穩(wěn)定的呢?\"引導學生思考,激發(fā)學生的學習興趣。
講解血糖的來源和去路:教師結(jié)合生活中的飲食情況,講解血糖的來源,如我們吃的米飯、面包等富含糖類的食物經(jīng)消化吸收后成為血糖的重要來源;血糖的去路可以聯(lián)系運動時身體消耗能量的情況,血糖可以氧化分解供能,也可以合成糖原儲存起來。同時,教師利用簡單的示意圖在黑板上畫出血糖的來源和去路,讓學生更直觀地理解。
小組合作探究血糖平衡的調(diào)節(jié)機制:將學生分成小組,每組發(fā)放一份資料,資料內(nèi)容包括胰島素和胰高血糖素的作用相關(guān)研究數(shù)據(jù),以及一些糖尿病患者和低血糖患者的癥狀案例。小組討論以下問題:“胰島素和胰高血糖素是如何調(diào)節(jié)血糖平衡的?當血糖升高或降低時,身體會有哪些反應?”每個小組派代表發(fā)言,匯報分享討論結(jié)果。教師在各小組匯報分享后進行總結(jié)和補充,詳細講解胰島素和胰高血糖素在血糖平衡調(diào)節(jié)中的作用機制,利用動畫演示激素調(diào)節(jié)血糖的過程,加深學生的理解。
聯(lián)系生活實際解決問題:教師提出一系列與生活相關(guān)的問題,如“為什么長時間不進食會感到頭暈?\"“糖尿病患者為什么要控制飲食和適當運動?”“如果身邊有人出現(xiàn)低血糖癥狀,應該如何急救?”讓學生運用所學的血糖平衡調(diào)節(jié)知識進行分析和解答。小組討論后,每組選擇一個問題進行詳細解答,其他小組可以進行補充和評價。
總結(jié)與拓展:教師總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容,強調(diào)血糖平衡調(diào)節(jié)對人體健康的重要性。布置課后作業(yè),讓學生查閱資料了解新型糖尿病治療方法的原理,并寫一篇簡短的科普文章。
案例二:“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動\"教學案例
1.教學目標
(1)理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念、過程和特點,掌握能量金字塔的含義。
(2)學會分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的相關(guān)數(shù)據(jù),培養(yǎng)構(gòu)建能量流動模型的能力。能夠運用能量流動原理,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護提出合理建議。
(3)認識到合理利用能量的重要性,樹立節(jié)約能源、保護環(huán)境的意識。
2.教學重難點
教學重點:生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點,能量金字塔。
教學難點:能量流動的定量分析,能量傳遞效率的計算。
3.教學方法
情境教學法、實踐教學法、問題解決教學法。
4.教學過程
情境導人:教師播放一段熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的視頻,展示其中豐富的生物種類和復雜的生態(tài)關(guān)系。提出問題:“在這個生態(tài)系統(tǒng)中,各種生物的能量從哪里來?能量又是如何在生物之間傳遞的呢?\"引導學生思考生態(tài)系統(tǒng)中的能量問題,激發(fā)學習興趣。
能量流動過程講解:以草原生態(tài)系統(tǒng)為例,教師在黑板上畫出簡單的食物鏈(草 arrow 羊 arrow 狼),講解能量在這個食物鏈中的流動過程。從太陽能被草通過光合作用固定開始,到羊吃草獲取能量,再到狼捕食羊獲得能量,分析每個環(huán)節(jié)能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失情況。同時,聯(lián)系生活中的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),如農(nóng)民種植農(nóng)作物收獲糧食是獲取農(nóng)作物固定的能量,讓學生理解能量流動在生活中的體現(xiàn)。
實踐活動:構(gòu)建能量流動模型:將學生分成小組,每個小組發(fā)放一些卡片,卡片上分別寫有不同生物(如生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者等)和能量數(shù)值。小組合作構(gòu)建一個簡單生態(tài)系統(tǒng)的能量流動模型,用箭頭表示能量流動方向,并標注能量數(shù)值。教師巡視各小組,指導學生完成模型構(gòu)建,并在完成后讓每個小組展示自己的模型,講解能量流動的過程和特點。
能量流動特點分析與計算:結(jié)合各小組構(gòu)建的模型,分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的單向性和逐級遞減的特點。教師通過給出一些生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的數(shù)據(jù),如生產(chǎn)者固定的能量、各級消費者攝入的能量及同化的能量等,引導學生計算能量傳遞效率,理解能量在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞的規(guī)律。在計算過程中,教師要引導學生分析可能出現(xiàn)的問題,如能量未被利用的部分、糞便中的能量歸屬等。
問題解決與拓展應用:提出實際問題,如“在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,如何提高農(nóng)作物對太陽能的利用率?\"“在設計生態(tài)農(nóng)業(yè)模式時,如何根據(jù)能量流動原理合理安排生物種類和數(shù)量?”讓學生分組討論,運用所學的能量流動知識提出解決方案。教師在學生討論后進行總結(jié)和評價,強調(diào)合理利用能量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護中的重要意義。最后,布置課后作業(yè),讓學生調(diào)查本地一個生態(tài)系統(tǒng)(如公園、農(nóng)田等)的能量流動情況,并寫一篇調(diào)查報告。
四、總結(jié)
在“三新”背景下,高中生物學生活化教學是提高生物學教學質(zhì)量、培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要途徑。深入挖掘人教版高中生物學教材中的生活化內(nèi)容,運用情境教學法、實踐教學法、問題解決教學法和合作學習法等多種教學策略,可以有效地將生物學知識與生活實際緊密結(jié)合。生活化教學有助于激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的實踐能力和綜合素養(yǎng),使學生更好地適應新高考的要求,為學生的未來發(fā)展奠定堅實的生物學科基礎。同時,這種教學方式也符合教育改革的方向,將對高中生物學教育教學產(chǎn)生積極而深遠的影響。
(作者單位:甘肅省清水縣第六中學)
編輯:曾彥慧