阮庆元

(浙江省温岭市教育厅教研室 317500)

王耀村

(浙江省教育厅教研室 杭州 310012)

生命观念是科学观念的重要组成部分，其主要包括结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。浙江省在20世纪90年代初开始，在初中阶段实施了科学综合课程，主要内容包括生命科学领域、物质科学领域与空间科学领域等三方面[1]。浙教版科学综合教材(以下简称教材)共6册24章，其中13章涉及生命科学领域内容，该内容是学生科学核心素养中生命观念树立的主要载体。

生命观念是对生命的认识及持有的态度。科学教学不但是在尝试解释和抽象的过程中实现学生对科学知识的掌握，更应该是生命观念的夯实与建构，让核心素养成为学生终身受益的成果。

1 结构与功能观

所谓结构，是事物内部相对稳定的构成；所谓功能，是事物作用于他物的能力[2]。由此可知，结构与功能反应的是内外两个层面的性质，即结构是事物的内在构成属性，而功能则是与外部环境相互作用的动态过程。

1.1 结构产生与之适应的功能 生命从细胞层次到组织器官、系统，再到种群、群落等，无不具有严谨的结构和相应的功能。教学中，避免结构与功能相统一这一基本的科学观点成为简单的说教，就应从一定的结构产生与之适应的功能、功能需要一定的结构来实现正逆两个角度建构教学。

例如，在九年级上册第4章第2节“食物的消化与吸收”一节的教学中，教师首先展示胃模型，请学生观察。随后提出问题思考：①胃具有怎样的外形特点？你能预测它的生理学功能吗？②胃壁具有怎样的结构特点？你能预测它的生理学功能吗？

接着，引导学生进行课堂分析：胃是消化道中最膨大的部分，好像一个口袋，且胃壁具有发达的平滑肌。在要素既定的条件下，有什么样的结构就有什么样的功能。那么就可以根据胃的外形特征和内部结构来推测和预见它的功能，即通过胃外形特征像一个口袋推理其贮存功能，胃壁发达肌肉推理其物理性消化功能，从结构到功能正向推理培养学生思维能力。

最后，师生共同得出结论：胃对食物具有贮存功能，其蠕动可以在促进食物物理性消化的同时又使食物与胃液充分混合促进化学性消化，同时还能将食物往消化道下段推送。

1.2 功能需要一定的结构来实现 完整的思维包括正向推理和逆向推理，在胃的认识中，我们尝试着从结构观察推理功能存在，发现胃不是消化吸收的主要场所，那能实现消化与吸收功能的器官会具有怎样的结构呢？随后引导学生进行课堂分析：①为了使食物充分消化及吸收，食物在该器官应该停留比较长的时间；②为了使食物充分消化，该器官中应该有丰富的消化液；③为了充分吸收，该器官应该具有较大的内表面，以增大与食物的接触面积；④该器官的内表面应该有丰富的毛细血管，以实现营养的吸收。接着，以实物模型和图片的形式呈现小肠、大肠、肛门等器官。并引导学生分析猜想：通过对消化吸收功能与对应器官结构特点的对比分析，小肠可能是消化吸收的主要器官。随后进行实验验证：剪取2cm2左右的新鲜猪小肠置于烧杯中，加入适量的水，使其展开悬浮于水中。先用肉眼仔细观察其内表面、再用放大镜观察内表面。

最终得出结论：小肠的结构特点非常有利于对食物消化吸收功能的实现。

通过这种从功能到结构的逆向推理，对具有该结构特征器官进行科学猜想[2]，让学生明白小肠是消化吸收的主要器官是由其结构特点所决定的。最后通过对小肠内壁的观察，验证科学猜想。因为科学假说是对客观世界认识或研究时遇到问题而提出的一种推测性解释，这也就决定了科学假说不等同于真理的原因在于其有着假设性和或然性，还科学教学一个真实面目远强于知识的识记。

2 进化与适应观

进化与适应是自然界存在的普遍现象。所谓进化，在科学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化。而所谓适应，是指生物的形态结构和生理机能与其赖以生存的一定环境条件相适合的现象。教学中，进化与适应观应贯穿在整个科学教学中，为避免进化与适应观成为枯燥的科普式介绍，应从环境迫使个体调整到最适状态是为适应，而适应在时间和空间里积累实现量变到质变是为进化这两个角度辩证的去预设教学。

例如，在九年级下册第1章第4节“生物的进化”一节教学中，首先展示模型(图1)，随后呈现问题：生物的进化路线是简单到复杂、低等到高等、水生到陆生，为什么被子植物是植物界最高等的植物呢？接着引导学生进行课堂分析：在个体生理结构上被子植物具有比裸子植物和蕨类植物更为发达的输导组织，在个体生理功能上被子植物具有比裸子植物和蕨类植物对光能利用的更强的适应性。在生殖上配子体大大简化，花使花粉的传播方式更加多样化、果皮除了保护种子外还以各种形态结构促进了种子的传播；在生态上被子植物适应于广泛的各式各样的生存条件，是植物界种类最多，分布最广的。

图1 植物进化模型

花的色泽、拟态或蜜汁等引诱动物实现其花粉的传播，以果皮或营养丰富吸引动物食用或如苍耳结构特殊实现种子的广泛传播等，都是从思维的正向角度，以花与果皮所实现的功能例析被子植物对环境的强大适应。而生态分布的角度例析被子植物众多的种类，则是以思维逆向的过程剖析其广泛的适应性是源于它结构的复杂化、完善化。

每种生物都是和环境相适应，是不断地发展和进化着，是一个统一的有机体。进化则给了生物适应的能力,因适应而生存的生物则有了继续进化的机会。仍以“生物的进化为例，教师可以呈现问题：古代的蕨类植物一路进化到裸子植物、被子植物，而苔藓植物在几亿年的漫长历史长河中，却没有多大的变化，这说明了什么？随后引导学生共同进行课堂讨论：①苔藓植物在进化树上是一个盲枝，说明藻类植物到苔藓植物的进化是失败的，进入了进化的“死胡同”；②苔藓植物在进化树上是一个盲枝，说明藻类植物到苔藓植物的进化是成功的，因为其以不变应万变，没有发生变化却能适应几亿年环境的瞬息万变。

矛盾是普遍存在的,是事物内部及事物之间既对立又统一的两个方面，关于藻类植物到苔藓植物的进化是成功还是失败，看似对立，实则是统一的。因为从以上两个方面可以看到任何一类植物，形态结构和生理功能同生活环境是相适应的、统一的，这也是生物进化发展的基本规律，生物体得以生存的基本条件。

3 稳态与平衡观

所谓稳态，是指正常机体在神经系统和体液以及免疫系统的调控下，使得各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。而所谓平衡，是指两种或几种相反的力或过程之间不产生任何加速度或净变化的平衡状态，倾向于保持稳定的情况。

例如，在八年级下册第3章第7节“自然界中的氧循环和碳循环”教学中，呈现问题：呼吸作用的存在必将不断消耗氧气，在教室这个有限空间里，氧气含量会不会明显降低？甚至导致我们缺氧？随后引导学生进行课堂分析：不会。因为教室外面的氧气会进入教室。由于分子无规则运动会使空气各组分处于最大的混乱度，从而使教室内空气各组分的含量保持稳定。

从简单的物理变化着手，在物质转移中使学生初步体验平衡是动态的平衡，在一个相对封闭的空间内体会平衡包含着生长与消耗两个不断变化、且能循环往复的相互依存的过程。

接着，教师呈现问题：相对于教室，大气层是一个开放的大空间，氧气又是怎样保持平衡的呢？进一步引导学生进行课堂分析：生物的呼吸作用与燃烧等氧化反应会不断消耗氧气，植物的光合作用会将二氧化碳转化成氧气。地球总是保持昼夜各半球，所以整个大气层的氧气总量基本保持不变；昼夜两半球的大气通过分子无规则运动、风、大气环流等方式，使其转移，保持不同空间氧气含量相对的稳定，循环往复而建立平衡。最后师生共同得出结论：所谓的大气组分及含量的稳定，是一种相对的稳定。

由物理转移走向化学转化，由教室这个相对封闭的空间走向开放的自然空间，是对事物认知由简单走向复杂的过程。让学生明白所谓的大气层氧气体积分数约为1/5只是相对的总量稳定，在地球同一时间的不同区域，不同时间的同一区域，氧气乃至大气其他组分都处在动态的变化中。

随后呈现问题串：①氧元素还有另一游离态单质存在，臭氧。它呈蓝色，有鱼腥味，这是物理性质。它的化学性质较为活泼，很不稳定，那大气中臭氧是否会越来越少？②近年来我们发现臭氧层变薄、甚至出现空洞。你觉得是什么因素致使氧气与臭氧之间的平衡遭受到破坏？

从氧气与臭氧循环进一步让学生体验平衡是动态的循环，其包含着生成与消耗两个过程。再从氧元素游离态在地表不同区域不同单质存在，让学生树立物质存在所谓的稳定性、活泼性都是相对的。如果说前两个循环是从生成与消耗正向推导平衡的存在与特性，那么氧气与臭氧则是从平衡的被打破逆向推演生成与消耗两个过程的变化，培养学生正、逆向线性思维，为复杂的发散和整合思维的建立夯实基础。

4 物质与能量观

所谓物质，是质量的空间分布。而所谓能量，是物质运动转换的量度，简称“能”。世界万物是不断运动的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动的具体表现。能量是表征物理系统做功的本领的量度。

教学中，要引导学生明确物质与能量观不仅仅是物理学研究的领域，也是生物学的基本思想。

例如，在八年级下册第4章第2节“植物的根与物质吸收”一节教学中，呈现问题串：①土壤对于植物而言，仅仅只是提供生命所需的各类物质吗？②离离原上草，一岁一枯荣。一岁一枯荣指的是地上部分在萧瑟的秋天枯萎了，来年春暖时重新萌发，地上再度繁茂。为什么地上枯萎，来年还会再度萌发？③野火烧不尽，春风吹又生。野火烧了地上部分，但是地下部分依然存活，来年环境适宜，再度萌发。土壤对于植物而言，仅仅只是提供生命所需的物质与能量吗？

土壤系统具有一定的调节能力，对外界的刺激具有缓冲作用，实现系统内相对的稳定，该能力实现了植物地下部分的生存。可见，土壤对于植物的意义不仅仅只是提供了化学物质，其构成的物理性状也是植物生存所必须的。

教学是教师与学生双主体间的互动作用。教学中，教师应从关注知识到关注素养，真正内化核心素养理念并指导教学，在夯实科学概念性知识的基础上形成生命观念，并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象，乃至生命与环境辩证的存在，全面发展学生的核心素养。