張明
摘要:新課程理念強調學生思維的發(fā)展,注重學生科學思維的培養(yǎng),高中生物教學既是一個傳授知識的過程,更是滲透學科思維的過程。生物學科思想即人類在探究自然界的生物現(xiàn)象中所采用的科學方法和思維,是人們對生物本質、生命特征和生物學科價值的基本認識。高中生物教師應樹立學科思想意識,在教學中滲透生物學科思想,啟發(fā)學生的思維,激發(fā)學生的自主探究意識。
關鍵詞:生物教學;學科思想;科學素養(yǎng)
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A文章編號:1992-7711(2021)09-032
在學科教學中,知識、能力、思想構成了學科體系的基本要素,其中,學科思想的滲透更是學科教學設計與實施的核心。生物學科思想即人類在探究自然界的生物現(xiàn)象中所采用的科學方法和思維,是人們對生物本質、生命特征和生物學科價值的基本認識。這是深入研究生物學科本質的基本能力,高中生物教師應有意識地將學科思想滲透于日常教學實踐中,在知識講授與問題探究中滲透、引導、啟迪,激發(fā)學生的思維活力和張力,發(fā)散學生的思維,讓學生學會運用科學的思維辨析和解決所遇到的生物問題,在學科探究中感悟生命的價值和意義。
一、高中生物教學中滲透普遍聯(lián)系的思想
自然界各種現(xiàn)象的本質是各事物間彼此依存、相互作用和影響結果的體現(xiàn),提示其背后的規(guī)律和特點正是開展科學探究和發(fā)現(xiàn)內在驅動力,這與培養(yǎng)學生的學科思想不謀而合。例如,核糖體是蛋白質“制造廠”,通過氨基酸脫水綜合生成蛋白質;內質網(wǎng)可通過對多肽鏈改變,完成糖基化、羥基化等化學過程;高爾基體則負責將內質網(wǎng)加工過的蛋白質經(jīng)分類后,按既定需要運送到細胞特定的部位等。由此可見,各個細胞器既有各自獨特特征和功能,分工明確,又在結構及功能上彼此緊密相關,相互合作,彼此影響,在分泌蛋白的合成中發(fā)揮著各自獨特的生物機理作用,從而完成了蛋白的生成、轉化、合成的過程。
再如,遺傳信息的傳遞是通過基因的表達實現(xiàn)的,基因可以準確地將DNA中的遺傳信息表達出來,通過特定氨基酸排序蛋白質的合成展現(xiàn)出獨特的生命現(xiàn)象;DNA物質的傳遞、復制和轉錄離不開特定蛋白類酶的催化與促進作用;染色體由DNA與蛋白質參與構成,這有利于在細胞核中復制和儲存,也為細胞分裂時遺傳物質的分配提供了便利。可見,生命活動中不僅組成生物體的結構與功能、結構與結構間有著非常緊密的聯(lián)系,且在微觀層面各個分子間,宏觀層面各生物體間,生物體與周圍環(huán)境間都存在千絲萬縷的關聯(lián)??此坪唵蔚纳顒樱鋵崈炔刻N含著豐富的、錯綜復雜的、和諧統(tǒng)一的各種關聯(lián),這樣才造就了豐富多彩的生命特征。
二、高中生物教學中滲透對立統(tǒng)一的思想
生物體內部的生命活動時刻都在進行,這些生命活動間既彼此依賴,又彼此排斥,從而構成了復雜而精彩的生物內部世界。例如,光合作用是植物賴以生存的重要生命活動過程,它可以將太陽光能轉化為植物生長所需的化學能,并在這個過程中釋放了大量的氧氣;植物細胞的呼吸可利用氧氣分解掉光合作用合成的有機物,并將其中的能量釋放出來或轉化成其他有機物,保障了植物體內各項生命活動所需的能量。這兩個生命活動過程,既相互獨立,又相互作用,這種看似矛盾對立的生命活動過程,卻能有效地實現(xiàn)生物能量的充分利用與轉化,促進了生物體的成長與發(fā)展。
又如,生物所具有的一項基本屬性就是遺傳,正是這樣,才能保證生物體的基本生命形成和生理特征得以延續(xù)和保持,從而實現(xiàn)了生物體獨特特征的穩(wěn)定性。而變異是指生物體親子間、子代個體間及同種生物間出現(xiàn)的差異,這種變異反而促進了生物發(fā)展的多樣性,為生物的進化與發(fā)展創(chuàng)造機會。遺傳、變異就像硬幣的兩面,既對立又統(tǒng)一,既獨立又依賴。因為,遺傳中會有變異,而變異則會遺傳;遺傳為生物的延續(xù)提供了保障,而變異則實現(xiàn)了物種的多樣化和優(yōu)化,使生物更加適應生存環(huán)境的發(fā)展。
三、高中生物教學中滲透抽象問題具體化的思想
人類對事物的認知過程總是會經(jīng)歷一個由簡單到復雜,由感性到理性的發(fā)展過程。在日常生活學習中遇到的那些難以把握的復雜的問題,通常會先化繁為簡,化抽象為具體,再深入研究思考,這是種行之有效的科學研究思想方法,是解決問題的有效策略。在生物學問題的研究中,模型構建是一種常見的化抽象為直觀的問題解決方法,通過模型的構建可以直觀揭示生物的本質,認知生物的形態(tài)結構。通常模型有概念模型、物理模型和數(shù)學模型等類型,概念模型是借助圖形、符號、文字等元素組成流程圖,以清晰梳理各生物概念間的關系,將原本獨立、分散、碎片式的概念結構化,體系化。它可以使人對概念的認知更簡單、直觀、明了。例如,生物光合作用的示意圖,達爾文的自然選擇學說解釋模型,血糖平衡調節(jié)模型等。都是典型的生物概念模型。物理模型借助于實物或圖片元素,將客觀的事物進行等比例綻放,用以表現(xiàn)客觀事物的特點、形成及功能。如,細胞結構模型,DNA分子雙螺旋結構模型,湊數(shù)分裂圖解,食物鏈模型等。數(shù)學模型是借助數(shù)學形式對事物的性質或一個系統(tǒng)進行定性或定量表述的方法。生物學中的數(shù)學模型通常用來表述生物變量間的邏輯關聯(lián),數(shù)學形式包括函數(shù)式、計算公式、數(shù)據(jù)圖形(曲線圖、柱狀圖、餅狀圖等)。它可以更精準地描述生物的生命活動與生物變量取值間的關聯(lián)性,具有較強的直觀性和嚴謹性。如,人體細胞中各種化學元素含量的餅狀圖,影響酶活性的酸堿度值曲線等。這些數(shù)學模型真實表現(xiàn)了生物體內部微觀世界生命活動的數(shù)量聯(lián)系,完美提示了生物體外在表現(xiàn)所蘊含的內在數(shù)學世界。
四、高中生物教學中滲透發(fā)展進化的思想
生命具有物質性,一切生命活動都是建立在組成生物體的物質的基礎上。物質的固有屬性則是運動性,所有物質時刻都在動態(tài)變化之中,并且都會遵循“發(fā)生——發(fā)展——消亡”這樣的自然規(guī)律,這是生物所必須經(jīng)歷的一種生命運動變化過程。在生命活動的探究中,生命的起源即發(fā)生,生物的進化即發(fā)展,生物的消逝即消亡,這種自然規(guī)律是任何外力都無法影響干預的。地球上的生物種類多樣,形態(tài)萬千,而他們都是由更古老的生物進化發(fā)展來的,這個過程是漫長的、持續(xù)的、動態(tài)的,這也是生物體間、生物體與生存環(huán)境間相互作用發(fā)展變化的體現(xiàn)。這種動態(tài)的、持續(xù)的進化過程,促成了當前生物物種的多樣性,構成了豐富的、立體的、多元的生物世界,表現(xiàn)在物種、遺傳和生態(tài)等方面的多樣性和復雜性??v觀各類生物的進化歷程,生物進化呈現(xiàn)出如下態(tài)勢:生存環(huán)境表現(xiàn)為由水生到陸生的轉變;生物形態(tài)結構表現(xiàn)為由簡單到復雜;生理機能上表現(xiàn)為由低等到高等。這是生物為了適應周圍環(huán)境的變化,而不斷調整自己的進化方向,在不斷變化的生活環(huán)境中謀求生存發(fā)展,保持了物種的延續(xù)性、遺傳性和發(fā)展性。
五、高中生物教學中滲透科學探究的思想
人類取得的所有進步與發(fā)展,都離不開嚴密有序的科學探究活動,這是人類認知自然現(xiàn)象和規(guī)律的根本途徑。生物生命活動本質的探尋同樣需要科學探究得以實現(xiàn)。科學探究需遵循嚴格的研究程序,包括問題的發(fā)現(xiàn)與提出、分析研究、假設及驗證、實驗的設計實施、實驗數(shù)據(jù)的分析與整理、問題解決等環(huán)節(jié),如果實驗結論支持猜想假設,那么,理論是成立的,如果結論否定或無法驗證猜想與假設,則需要改進實驗方向或重新假設猜想。高中生物新課程強調學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng),鼓勵學生自主探究能力發(fā)展,提升學生的綜合素質。高中生物教材中的生物科學發(fā)展就滲透了科學研究的思想,比如,關于光合作用科學研究的發(fā)展史,講述了這一生物理論的探索歷程;孟德爾探求遺傳科學的過程;薩頓對基因在染色體上的結論進行的猜想假設與實驗驗證過程;生長素的發(fā)現(xiàn)等。并且,教材中還編排了具有科學探究意義的生物實驗,供學生進行操作實踐,探求生物科學規(guī)律。如:關于影響酶活性的因素的實驗,重點驗證了溫度和酸堿度的影響;生長素類似物對催生植物生根的合適濃度等。這些簡單易行,可選做的生物小實驗,為學生課內外的科學探究創(chuàng)造了機會,學生通過實驗操作,可深入感受到科學探究的嚴謹思維,體會探究過程的嚴密性和科學性,領悟到科學研究的思想方法,發(fā)展學生的科學思維,幫助學生能夠更好地理解、掌握、應用生物科學知識,全面發(fā)展學生的生物科學素養(yǎng),提升科學研究能力。
總之,在課程教學中滲透學科思想是與新課程理念相適應的,高中生物教師應樹立學科思想意識,在教學中滲透生物學科思想,啟發(fā)學生的思維,激發(fā)學生的自主探究意識,形成科學探究思維,以全面提升學生的綜合素養(yǎng),促進學生的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
[1]李興民.高中生物教學中學生發(fā)散思維的培養(yǎng)[J].中學教學參考,2019(11):24-25.
[2]趙春華.核心素養(yǎng)下的中學生物教學探討[J].中小學教學研究,2018(08):34-36.
(作者單位:甘肅省徽縣第一中學,甘肅 徽縣742300)