原创《例谈高中生物教学中应渗透的学科思想》
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印宝军
（江苏省外国语学校,江苏 苏州 215104）
【摘 要】在新一轮课程和高考改革中,提高学生的科学素养是重要理念之一.而构建科学素养的一项重要任务,是认清和应用所学学科的思想.本文结合现行人教版高中生物教材的实例,谈谈高中生物教学中应渗透的几个重要学科思想.
【关键词】高中生物；学科思想；渗透
学科体系的三个要素,即学科知识、学科能力、学科思想,其中学科思想是一个学科的灵魂.所谓生物学科思想是指人们在对自然界的各种生命现象研究和探索的过程中,逐步形成的运用科学方法去解决问题的思维意识,是对生命规律、生物本质和学科价值的基本认识.在高中生物教学过程中,教师应当把学科思想融入到日常的教育教学之中,通过潜移默化的渗透和唤醒,激发学生的创新思维和实践能力,学会灵活运用所学知识去解决各种生物学问题,并在不断实践和体验中领悟生命的真谛和意义.
1.普遍联系的思想
任何事物或现象都不是孤立存在的,事物之间和事物内部各要素之间都存在着相互依赖、相互作用、相互影响的关系.例如,核糖体是合成蛋白质的“机器”,能利用氨基酸进行脱水缩合合成多肽链；内质网能够对多肽链进行一定的改造、修饰和加工,包括糖基化、羟基化、形成二硫键等；高尔基体对内质网加工后的蛋白质进行再加工、分类与包装,然后分门别类地运送至细胞特定的部位或分泌到细胞外.以上各种细胞器既相对独立,各自具有特定的形态结构,表现出相应的生理功能,又在结构和功能上相互联系、相互配合,共同参与完成分泌蛋白的合成、加工和分泌过程.
再如,DNA分子通过基因的表达过程,实现遗传信息的传递,合成具有特定氨基酸排列顺序的蛋白质来表现生命；DNA复制、转录等重要生理过程,需要一些蛋白类酶的参与；DNA和蛋白质一道参与构成染色质（体）,以便于在细胞核中储存和复制,同时有利于通过细胞分裂进行遗传物质的分配.在各种生命活动中,除了组成生物体的结构和功能之间、结构和结构之间存在密切联系外,从微观方面的各物质分子之间到宏观方面的生物与生物之间、生物与环境之间都存在着普遍的联系.
2.生命活动的对立统一的思想
在生物体内,存在着许多生命活动的过程,彼此间表现为既互相排斥,又互相依赖的关系.例如,植物通过光合作用固定太阳能,把光能转化为有机物中稳定的化学能,并释放氧气到大气中；植物的细胞呼吸却能利用氧气参与反应,将光合作用合成的有机物逐步分解,释放和转化其中的能量,为各种生命活动供能.这两个生理过程彼此对立,又相辅相成,实现生命体对物质和能量的转化和有效利用.
又如,遗传是一切生物的基本属性,它能保持生物基本生命形态和生理特征的相似性,有利于保持生物界的相对稳定,而变异是指亲子间、子代个体间以及同种生物之间的差异现象,它为生物的进化提供了原始材料,也是产生生物多样性的根本来源.两者是同一事物的两个方面,既相互对立,又相互作用、不可分割.在遗传中可以发生变异,发生的变异可以遗传；遗传使物种得以延续,变异使物种不断进化,以适应瞬息万变的生存环境.
3.抽象问题具体化的思想
人们对事物的认识是由简单到复杂,由具体到抽象,由感性到理性的过程.对于难以把握又存在复杂关系的问题,应设法转变为直观的具体问题去思考,这是一种策略化解决问题的思想和方法.对于解决生物学问题,在诸多抽象问题具体化的策略中,模型构建是最具有代表性的方法,它通过建构模型来揭示事物的形态结构和本质特征,模型一般分为概念模型、物理模型和数学模型等.
概念模型指利用文字、符号、图形等组成流程图的形式来反映概念间的意义联系,便于理清生物概念间的独立或从属关系,使分散的概念系统化、直观化和模式化.例如中心法则图解、光合作用示意图、血糖平衡调节的模型、达尔文的自然选择学说的解释模型等.物理模型是以实物或图片的形式,把真实事物按比例放大或缩小,直观表达认识对象的特性,用以模拟客观事物的形态、特征和功能.比如细胞结构模式图、DNA分子双螺旋结构模型、细胞膜的流动镶嵌模型、减数分裂图解、食物链和食物网等.数学模型是用来定性或定量表述一个系统或它的性质的数学形式.在生物学上,借以描述各个生物变量间的逻辑关联性,形式包括计算公式、函数式和根据实验数据绘制成的曲线图、柱状图、饼状图等.比如种群增长的“J”型曲线和种群数量公式Nt等于N0λt、酶活性受温度或PH值影响的曲线、不同浓度生长素对植物不同器官的作用曲线、组成人体细胞的化学元素饼状图等等.
4.具体问题具体分析的思想
具体问题具体分析的思想指在矛盾普遍性原理的指导下,具体分析矛盾的特殊性,并找出解决矛盾的正确方法.要求我们在想问题、做事情时,应做到根据不同情况采取不同的措施,而不能一概而论.当代科学家迈尔曾说过：“生物学中的概率几乎完全是几率性的,生物学中只有一条普遍定律,那就是一切生物学定律都有例外”.在分析生物学知识时,既要总结生物普遍存在的共性问题,又要考虑生物规律的特殊性,才能做到全面而准确地理解生物学概念和规律.
细胞学说提出了“一切动植物都是由细胞发育而来”的观点,从此推倒了分隔在动植物之间的巨大屏障,但不能推而广之,认为所有生物的结构和功能单位是细胞,病毒界的生物都是例外.为了揭示生物体遗传现象的本质,科学家们的研究对象从肺炎双球菌到T2噬菌体,最终证实了DNA才是真正的遗传物质.科学总是在不断发展和修正中完善,事实上并不是所有生物的遗传物质都是DNA,以烟草花叶病毒为代表的RNA病毒,它们的遗传物质都是RNA.因此,得出如下结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA,DNA是主要的遗传物质.还有很多实例,如不是所有的植物组织无氧呼吸都产生酒精、不是所有能进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体、不是所有的动物都是消费者、不是所有的细菌都是分解者等等.这些例子告诉我们,具体的问题一定要具体分析,充分考虑到生物个体间或同一生物不同结构间的差异性,避免认识问题出现片面化和绝对化.
5.生物发展进化的思想
一切生物体是由物质组成的,生物能完成各种生命活动,都以生命的物质性为基础.而运动是物质的固有属性,一切事物都处于不断地运动变化中,都会经历一个发生、发展和消亡的过程.对于生物界,纵观生命的演化历程,“发生”即生命的起源,“发展”即生物的进化过程.
目前地球上现存的各种生物,是由更古老的生物经过漫长的年代进化而来,也是生物与生物、生物与环境之间相互作用不断发展的产物.通过共同进化的过程,形成了丰富多彩的生物世界,即出现了物种、遗传和生态系统多样性.总体来看,生物进化的趋势是：在生活环境上由水生到陆生、在形态结构上由简单到复杂、在生理功能上由低等到高等.随着外界环境的改变,各种生物将在不断地进化中得以生存和发展.
6.科学探究的思想
科学探究主要指个体通过自主地调查和研究来认识、解释或解决自然领域科学问题的活动和思维方式.科学探究的过程要遵循一定的研究程序,从发现问题到解决问题,一般包括提出问题、作出假设、设计实验方法、实施实验过程、分析实验结果等几个环节,若结果支持假设则理论成立,若结果否定假设,则需要改进实验方法再进行实验或重新假设.在高中生物新课程标准中,核心理念就是提高学生生物科学素养、倡导探究性学习、面向全体学生.
在高中生物教材中,一些生物科学发展史就能较典型地体现出科学探究的思想,如光合作用的探究历程、孟德尔对遗传规律的探索和发现过程、萨顿和摩尔根分别对基因在染色体上的结论提出的假说和实验验证过程、对生物膜结构的探索历程、生长素的发现过程等等.教材中还设置了许多探究性实验供学生选做,如探究温度或PH对酶活性的影响、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度、探究培养液中酵母菌种群数量的变化等等.在现行教材中广泛渗透科学探究的思想,目的是让学生体验探究活动的思路和过程,掌握严谨科学的思维方法,从而做到真正地理解和应用生物科学知识.
当前,随着生物新课程的深入推进,在继承以往基本学科思想的基础上,还应汲取一些当今生物学研究的新思路和新方法.在日常生物教学中,应重视和加强对学科思想的有效渗透,以期对高中生科学素养的形成产生更积极更深远的影响.
生物教学论文参考资料：
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