高靜怡

摘要：生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。生物學(xué)本身就是研究生命規(guī)律的科學(xué)，可以說，“生命觀念”最能體現(xiàn)生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和內(nèi)涵特征。以《人體內(nèi)平衡的維持》一章為例，闡述如何引導(dǎo)學(xué)生初步建構(gòu)結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀。

關(guān)鍵詞：生命觀念 初中生物 《人體內(nèi)平衡的維持》

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《2017版課標(biāo)》）指出“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任”，并將“生命觀念”界定為“對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法”。生物學(xué)本身就是研究生命規(guī)律的科學(xué)，可以說，“生命觀念”最能體現(xiàn)生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和內(nèi)涵特征。

“生命觀念”比較宏大，對此，《2017版課標(biāo)》列舉了“結(jié)構(gòu)與功能觀”“進(jìn)化與適應(yīng)觀”“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”“物質(zhì)與能量觀”四個更加微觀、具體的“小觀念”。本文以蘇科版初中生物學(xué)八年級上冊《人體內(nèi)平衡的維持》一章為例，闡述如何引導(dǎo)學(xué)生初步建構(gòu)這四個“小觀念”。

一、結(jié)構(gòu)與功能觀的建構(gòu)

“結(jié)構(gòu)與功能觀”可以使我們形成這樣的生命認(rèn)知：具有特定的結(jié)構(gòu)就一定會表現(xiàn)出該結(jié)構(gòu)所匹配的特定功能，生物體特定的生理功能必然是由特定的結(jié)構(gòu)所維持的，即生物體的結(jié)構(gòu)和功能是相適應(yīng)的。

《人體內(nèi)平衡的維持》一章中，“結(jié)構(gòu)與功能觀”在血管的類型、血液的組成、心臟結(jié)構(gòu)、泌尿系統(tǒng)的組成、腎臟的結(jié)構(gòu)、腎單位的組成等知識點(diǎn)上都有所體現(xiàn)。如：動脈管壁比較厚，管壁肌肉才能提供足以將血液輸送到全身的力量;毛細(xì)血管管壁只由一層細(xì)胞構(gòu)成，這有利于血液和組織細(xì)胞之間進(jìn)行營養(yǎng)物質(zhì)、廢物以及二氧化碳和氧氣的交換;紅細(xì)胞內(nèi)含有血紅蛋白，是因?yàn)檠t蛋白在氧氣濃度比較高的地方與氧氣結(jié)合，在氧氣濃度比較低的地方與氧氣分離，可以使紅細(xì)胞循環(huán)運(yùn)輸氧氣;從宏觀角度看，腎臟整體上可分為皮質(zhì)、髓質(zhì)、腎盂，這樣的結(jié)構(gòu)適合收集尿液，而從微觀角度看，腎臟由腎單位構(gòu)成，腎單位的結(jié)構(gòu)（如圖1）具有濾過和重吸收作用，有利于尿液形成。

教學(xué)時，教師可以通過設(shè)置相關(guān)聯(lián)的一系列問題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思辨，引導(dǎo)他們從多個角度分析比較，切身感受結(jié)構(gòu)與功能觀。

例如，為了使學(xué)生更深刻地理解并區(qū)分動脈血管、靜脈血管、毛細(xì)血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能，教師可引導(dǎo)學(xué)生從三種血管的管壁厚度、管腔大小、血流速度三個方面進(jìn)行對比分析，并在此基礎(chǔ)上思考以下幾個問題：（1）哪種血管適合與組織細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換？（2）為什么靜脈管腔大反而血流速度慢，動脈管腔小血流速度卻快呢？（3）為什么在三種血管中，血流方向始終是從動脈流向毛細(xì)血管，再流向靜脈？（4）三種血管與心臟相連的部位，血流方向是怎樣的？

二、進(jìn)化與適應(yīng)觀的建構(gòu)

進(jìn)化是生物學(xué)中最重要的概念之一，進(jìn)化思想為人們理解生命的演化、各種生物之間的關(guān)系，以及生命依賴于環(huán)境提供了統(tǒng)一的準(zhǔn)則，進(jìn)化概念為人們將大部分生物學(xué)知識組成一個整體提供了框架。初中生的“進(jìn)化與適應(yīng)觀”尚待形成，應(yīng)通過初中生物學(xué)課程學(xué)習(xí)，幫助他們理解“地球上多種多樣的生物是經(jīng)過長期進(jìn)化形成的”“生物能適應(yīng)所生存的環(huán)境，也是生物長期進(jìn)化的結(jié)果”“以自然選擇學(xué)說為核心的生物進(jìn)化理論解釋了生物進(jìn)化的原因”等觀點(diǎn)，并能用這些觀點(diǎn)進(jìn)行釋疑和判斷。

例如，維持人體內(nèi)物質(zhì)平衡的循環(huán)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)使人能夠適應(yīng)生存的環(huán)境，也是人類經(jīng)過漫長進(jìn)化的結(jié)果。這說明，生物的適應(yīng)與進(jìn)化是不可分割的，適應(yīng)是進(jìn)化的結(jié)果，進(jìn)化是適應(yīng)的內(nèi)驅(qū)動力，它們有利于種族更好地生存與繁衍。

為了使學(xué)生能夠感性地認(rèn)識不同類群脊椎動物心臟的進(jìn)化與環(huán)境的適應(yīng)性，教師可以出示表1，并提出問題：相比于爬行動物的心臟，人的心臟和鳥類的心臟已進(jìn)化到什么結(jié)構(gòu)？這對于它們的生存有何意義？學(xué)生通過表格中羅列的結(jié)構(gòu)可以分析得出，鳥類和哺乳類已進(jìn)化出心房與心室完全分隔的心臟，使其肺循環(huán)和體循環(huán)完全分開，這樣，動脈血和靜脈血不再相混合，體循環(huán)中含氧氣多的動脈血流經(jīng)身體各部位，使各部位的組織細(xì)胞得到更多的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，大大提高了血液中氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸效率，使組織細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化的程度變高，釋放的能量變多，足以維持體溫恒定，從而能夠適應(yīng)各種溫度下的環(huán)境。

三、穩(wěn)態(tài)與平衡觀的建構(gòu)

生命系統(tǒng)是一個穩(wěn)態(tài)和平衡的系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)和平衡是通過調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。高中生物學(xué)有專門的章節(jié)圍繞“人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)”展開;初中階段雖沒有高中階段學(xué)得詳細(xì)，但在講到人體八大系統(tǒng)時，都會提到相關(guān)知識點(diǎn)。

在“人體內(nèi)廢物的排出”這一節(jié)內(nèi)容中，尿液形成的兩個重要生理過程“濾過”和“重吸收”，除了排出廢物外，還有一個很重要的作用，就是調(diào)節(jié)人體內(nèi)的水和無機(jī)鹽的含量，從而維持組織細(xì)胞的正常生理功能。教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際體驗(yàn)“排尿多少和喝水多少密切相關(guān)”，體會人體能夠通過自我調(diào)節(jié)來達(dá)到一種自我穩(wěn)定及平衡的狀態(tài)，幫助學(xué)生初步形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀，為后續(xù)學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。

四、物質(zhì)與能量觀的建構(gòu)

不管人還是其他生物，都是與自然界不可分割的，需要不斷與自然界中的非生物環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)與能量交換，實(shí)現(xiàn)生命物質(zhì)的更新。

《人體內(nèi)平衡的維持》一章中，兩大系統(tǒng)即血液循環(huán)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)，是人體與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的途徑。人體消化吸收的營養(yǎng)物質(zhì)、呼吸系統(tǒng)進(jìn)行氣體交換獲得的氧氣都是人體必不可少的物質(zhì)。這些物質(zhì)通過血液循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)輸（大致過程如圖2所示），在毛細(xì)血管處進(jìn)行物質(zhì)交換后，到達(dá)人體的每一處活細(xì)胞。能量是維持和更新生命的動力，但能量在生命系統(tǒng)中不能孤立存在，需要載體——物質(zhì)。血液循環(huán)中物質(zhì)的運(yùn)輸總伴隨著能量的運(yùn)輸，活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的呼吸作用中物質(zhì)的分解總伴隨著能量的釋放。

教師在講解血液循環(huán)之前，可以從生活案例引入：有人出車禍后，因大腿被重物壓迫而導(dǎo)致高位截癱，想一想，這是為什么？學(xué)生在教師適當(dāng)?shù)奶崾鞠拢治龅贸觯阂驗(yàn)橹匚飰浩却笸妊?，阻礙了氧氣的運(yùn)輸，導(dǎo)致組織細(xì)胞不能進(jìn)行呼吸作用而無法釋放能量以供給生命活動，最終壞死。此時，提出血液循環(huán)存在的意義，可以幫助學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，帶著對血液循環(huán)的好奇進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，同時，在潛移默化中建構(gòu)了物質(zhì)與能量觀。

當(dāng)然，生命觀念并非獨(dú)立存在的，它離不開科學(xué)思維和科學(xué)探究。學(xué)生在建構(gòu)生命觀念、進(jìn)行科學(xué)思維和科學(xué)探究的過程中，會逐漸培養(yǎng)社會責(zé)任素養(yǎng)，最終形成科學(xué)的世界觀，獲得終身發(fā)展的能力。

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