充分利用教材培養(yǎng)科學觀點-生物教學培養(yǎng)科學素質之一

充分利用教材培養(yǎng)科學觀點----生物教學培養(yǎng)科學素質之一生物科學教育的理念是培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)。所謂生物科學素養(yǎng)是指學習者參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所必需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學技術與社會的相互關系，領悟科學的本質，以及形成科學的態(tài)度和價值觀。也就是，以往人們注重的雙基教學不等于生物科學素養(yǎng)，它只是構成一個人的科學素養(yǎng)的一部分?？茖W素養(yǎng)包括科學觀點、科學態(tài)度、科學思維、科學方法、科學精神等，所以重視對學生科學素養(yǎng)培養(yǎng)，是素質教育的一項基本要求?，F(xiàn)在的中學生，是未來高度物質文明和精神文明社會的一員，必須具備一定的科學素養(yǎng)，即掌握一定的科學知識和科學探究問題解決問題的方法，具有良好的科學精神和態(tài)度。下面就在中學生物教學中，如何充分利用教材里的教學內容有的放矢地滲透科學觀點的問題談一點自己的體會。1．生命的物質性和運動性自然界的一切生命現(xiàn)象都有它的物質基礎，生命現(xiàn)象是物質存在和物質運動的一種特殊表現(xiàn)形式。地球上的所有生物在其化學組成上有一定程度同一性，在結構上有高度的有序性，在功能上表現(xiàn)了既有明確分工又有密切配合的復雜性。作為生命活動最基本特征的新陳代謝，必須依賴于兩種重要的物質——蛋白質和核酸。核酸是生物遺傳信息的攜帶者，控制生物的遺傳性狀，蛋白質是一切生物生命活動的體現(xiàn)者，以此反證了生命的物質性。我們在教學時，從新陳代謝的概念入手，引領學生首先認識新陳代謝的實質是生物體內全部有序的化學變化的總稱，再從不同層面分析代謝表現(xiàn)的現(xiàn)象。例如生物體內的物質是在不斷轉化和更新，生物體內的細胞也是在不斷新舊更替等，以此反證了生命的物質性和運動性。在生命起源的教學中，首先采用討論法，將關于起源的四種假說即神創(chuàng)論、自生論、宇宙生命論、化學進化過程等的觀點列舉出來，并引導學生從科學角度，用大量確實可信的證據(jù)來判斷事物的可能性，得出支持生命起源的化學進化學說的觀點。其次，我們還應注意引導學生以生命的最基本特征和生命的重要物質基礎—蛋白質和核酸為依據(jù)，如提出問題：生物的各項生命活動的直接體現(xiàn)者是什么？決定者是什么？去深入理解生命是在經(jīng)過了漫長的一系列復雜物質變化過程產(chǎn)生的，而不是一個萬能的上帝安排下來的，以此培養(yǎng)學生建立生命的物質性和運動性觀點。在高中生物教材中，還有許多生命現(xiàn)象都可以作為培養(yǎng)學生生命的物質性和運動性觀點的好材料。如淋巴細胞的產(chǎn)生，抗體的形成，生物膜的流動性，微生物群體的生長規(guī)律，細胞的分裂等。2．生命的矛盾統(tǒng)一性矛盾是反映事物內部所包含的相互對立又相互統(tǒng)一的關系。對立和統(tǒng)一是事物矛盾所固有的兩個相反而又相成的基本屬性。矛盾在生物體內部同樣存在。2．1局部和整體的統(tǒng)一性例如：在生物體內的每個細胞是如何獲得其所需的各種營養(yǎng)物質，同時將代謝廢物有效地排出體外的呢？高等多細胞動物體是以細胞作為其結構和功能的基本單位，每個細胞生活在一定的液體環(huán)境即內環(huán)境中，細胞與其賴于生活的內環(huán)境之間進行物質交換。在神經(jīng)系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)的調節(jié)下，通過消化、循環(huán)、呼吸和排泄等系統(tǒng)的協(xié)調作用，保證了內環(huán)境與外界環(huán)境之間的物質交換，從而保證了體內細胞可不斷地從外界環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質和排出代謝終產(chǎn)物。2．2結構和功能的統(tǒng)一性在生物學教學中，只要涉及到結構，就應引導學生將此結構與其功能聯(lián)系起來進行探討。在教材中涉及這方面的內容很多，如生物膜結構的特點：具有一定的流動性、膜蛋白等與細胞的物質交換、生物膜的選擇透過性、細胞免疫、信號識別等功能有關；DNA的雙螺旋結構與其結構的穩(wěn)定性、遺傳信息的傳遞有關；葉綠體的囊狀結構薄膜與光合作用的光反應有關等等。2．3生物體內矛盾的對立統(tǒng)一性2．3．1生物體內各器官系統(tǒng)之間在生命活動中的對立統(tǒng)一。在學習高等動物和人的神經(jīng)調節(jié)過程時，首先復習學生已有的知識，如提出以下問題：①消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的主要生理功能是什么？②在進食后的一段時間內消化系統(tǒng)中的供血量有何變化？引導學生分析第一個問題，不難得出：動物體內各系統(tǒng)之間在功能上具有相對的獨立性，對第二個問題不難理解，各系統(tǒng)在生理功能上相互之間又可表現(xiàn)為協(xié)同關系。緊接著引出第三個問題：在劇烈運動狀態(tài)下，消化系統(tǒng)、大腦中的供血量跟平靜狀態(tài)下相比，又有何種變化？鼓勵學生討論，最后總結得出：機體各系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)的調節(jié)下表現(xiàn)出協(xié)調統(tǒng)一的關系。2．3．2同化作用與異化作用的對立統(tǒng)一。同化作用和異化作用是生物體內無時不刻不在進行的且相對獨立又密切聯(lián)聯(lián)的兩個過程。如學生在學習了動物和人體三大營養(yǎng)物質代謝的基本知識后，鼓勵學生在總結三大營養(yǎng)物質代謝的不同之處，同時也要學生注意總結它們之間的聯(lián)系。具體來說，如葡萄糖的氧化分解為異化作用，其中間產(chǎn)物如丙酮酸可能不轉入線粒體徹底分解，而是進行轉氨基作用形成丙氨酸，就可參與合成蛋白質。此例說明異化作用與同化作用之間不是絕對獨立的兩個過程。其生物學意義就在于，在生物體內各物質之間通過相互轉化、相互補充，可達到整體協(xié)調利用物質資源、能量資源的良好運行狀態(tài)。再如植物體內的光合作用與呼吸作用也是典例。2．3．3遺傳和變異的對立統(tǒng)一根據(jù)遺傳和變異的概念，學生不難理解這兩個概念之間的對立性。但我們同時要引導學生注意這兩個概念之間的聯(lián)系。一是遺傳和變異的物質基礎是遺傳物質（主要是DNA）和蛋白質，有相同的遺傳物質（或攜帶相同遺傳信息的物質），可控制合成相同的蛋白質，而表現(xiàn)相同的性狀；若控制合成的蛋白質不同，則表現(xiàn)的性狀就不同。二是變異存在于遺傳之中，可遺傳的變異又可在親代與子代間遺傳。如某個體中生殖細胞中發(fā)生的基因突變就可能傳遞給后代，從而使后代表現(xiàn)出與親代不同的表型特征即變異。3．生物與環(huán)境矛盾的對立統(tǒng)一性生物生活在一定的環(huán)境中，對生活的環(huán)境必然產(chǎn)生或多或少的影響，人類在生活生產(chǎn)中也在有意無意地改變或改變著環(huán)境；而環(huán)境反過來影響著生物包括人類的生存和發(fā)展。所以生物與環(huán)境之間必然存在著矛盾的對立。當然相應也存在統(tǒng)一性，否則生物無法在這個大環(huán)境中生存下來。3．1生物與環(huán)境相互關系3．1．1無機自然環(huán)境制約生物的發(fā)展地球這個生物生存的環(huán)境是有限的，所以它能容納生物的量也是有限的。在生物生存的環(huán)境中存在多種環(huán)境因素如水、溫度、陽光、氧氣等，限制了生物的發(fā)展。在不同地域環(huán)境中，影響生物的主要因素差異很大。如沙漠地帶，由于嚴重缺乏生命必不可少的水，能長期忍受干旱而在此環(huán)境中生存下來的生物種類較少；再如南北極溫度較低，一般生物難以忍耐。3．1．2生物對無機環(huán)境的影響各種生物在生活過程中，在不斷利用環(huán)境中的一些物質，同時又產(chǎn)生一些物質釋放到環(huán)境中，這樣不但地在改變環(huán)境。如固氮微生物的固氮作用，腐生微生物的分解作用，植物的光合作用和蒸騰作用，動植物的呼吸作用等等。在這里不得不提對環(huán)境影響作用最大的人類。人類在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中不斷地改造和改變環(huán)境。如工廠排出的“三廢”中含有大量的有害物質，在農(nóng)田中施用的農(nóng)藥、化肥，生活污水中含有較豐富的含氮、磷的無機鹽和有機物，這些物質直接或間接地危害人類和其它生物的健康和生存發(fā)展。3．1．3生物與環(huán)境的對立與統(tǒng)一如細菌、真菌、病毒這三類生物，大家對它們的認識，主要限于對人類的危害，基于這個實際，在教學中不只是介紹它們的害處，還要列舉大量的實例來說明它們還有對人類有利的一面，如我們利用噬菌體寄生的專一性，用一些種類的噬菌體對農(nóng)田害蟲進行有效的生物防治；制酸奶離不開乳酸菌；青霉菌產(chǎn)生的青霉素是一種殺菌能力強的廣譜抗菌素，可治療多種細菌引起的疾病等等。再如，生物的適應性是生物在一定程度上表現(xiàn)的與環(huán)境統(tǒng)一的典例。適應是指生物的形態(tài)結構和生理功能與其賴以生存的環(huán)境條件在一定程度上的相適應現(xiàn)象。生物對環(huán)境的適應，是長期自然選擇的結果。如一些被捕食的動物形成保護色、警戒色、擬態(tài)等體色保護自己，減少被捕食的機會；兩棲類和部分爬行類對冬季低溫的適應方式是冬眠，非洲肺魚對夏季干旱缺水惡劣條件的適應方式是夏眠；生活于寒冷環(huán)境中的動物皮毛厚，利于保暖等。3．2內因與外因的辯證關系事物的變化發(fā)展是內因、外因共同作用的結果。內因是事物發(fā)展的根據(jù)，外因是事物變化發(fā)展的條件，內因通過外因起作用。生物在整個發(fā)育過程中，各種生命活動不僅受到內在基因的控制，還會受到外部環(huán)境條件的影響。我們常用：表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境，這一表達式來反映生物表現(xiàn)特征與內在遺傳物質和環(huán)境的關系。也就是說，基因型相同，若環(huán)境條件不同，生物表現(xiàn)的特征可能不同。如同一株水毛茛，其體細胞中基因型一般都相同，人們發(fā)現(xiàn)在水中的葉長成細狀，而伸展到空中的葉卻長成片狀。4．物質的量變和質量世界上的一切事物都是在運動、變化、發(fā)展的。量變是事物數(shù)量的增減和場所的變更，是一種連續(xù)的逐漸的不顯著的變化。質變是事物根本性質的變化，是事物由一種質變向另一種質變的轉變，是一種根本性的、顯著的突變，是飛躍。量變和質變是事物運動發(fā)展過程中的兩種不同狀態(tài)，體現(xiàn)了事物發(fā)展過程中的相對穩(wěn)定性和絕對變動性的統(tǒng)一。量變是質變的先決條件，質變又轉變?yōu)樾碌牧孔?。在多細胞生物個體發(fā)育中，出現(xiàn)的細胞分化現(xiàn)象是說明量變到質變的一個典例。新細胞產(chǎn)生后，在生物群體水平上，物種的演變和進化是說明量變到質變的一個典例。例如，新物種是如何形成的？現(xiàn)代進化理論認為，新物種形成的主要方式是通過不斷地積累各種微小的量變最終導致質變的過程——漸變式物種的形成。在學習時注意引導學生對當今熱點問題的評議。如對寒武紀物種大爆炸現(xiàn)象，你怎樣解釋？我們通過科學研究分析認為，物種大爆炸過程實際持續(xù)長達幾百萬年的時間，不斷形成新物種，而積累起來的。并不像神創(chuàng)