豐農(nóng)村

（青島西海岸新區(qū)實驗高級中學，山東 青島 266400）

生物學科在引導學生理解生命現(xiàn)象及其規(guī)律、培養(yǎng)環(huán)保意識等方面具有重要作用?！敖Y(jié)構(gòu)與功能觀”是現(xiàn)代生命科學中的一個重要觀念，其在高中生物課程中的滲透，有助于學生更高效、全面地理解生物知識?；凇敖Y(jié)構(gòu)與功能觀”的重要價值，分析高中生物教學中培養(yǎng)、滲透“結(jié)構(gòu)與功能觀”的策略具有一定的必要性。

一、培育“結(jié)構(gòu)與功能觀”的價值

“結(jié)構(gòu)與功能觀”即結(jié)構(gòu)與功能相適應。在高中生物教學中，培養(yǎng)學生“結(jié)構(gòu)與功能觀”的價值主要體現(xiàn)在兩個方面。第一，促進學生對生物知識的理解?！敖Y(jié)構(gòu)與功能觀”的核心理念為結(jié)構(gòu)與功能相互適應、相互影響。特定結(jié)構(gòu)天然具備相應功能，其功能可對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化時，部分功能可能隨之出現(xiàn)一定的變化，如上述改變超出系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用的范疇，會引發(fā)整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化。當學生具備良好的“結(jié)構(gòu)與功能觀”時，其對高中生物知識的理解也會更深入。第二，引導學生建立正確的生命觀念。“結(jié)構(gòu)與功能觀”是現(xiàn)代生命科學的主要觀點［1］。將培養(yǎng)“結(jié)構(gòu)與功能觀”作為高中生物教學的主要目標后，隨著學生對結(jié)構(gòu)與功能相適應理解的深入，可逐漸建立正確的生命觀念。這一觀念能夠激發(fā)學生學習生物知識的興趣，并為其后續(xù)學習提供良好支持。

二、高中生物教學中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培育策略

為引導學生形成良好的“結(jié)構(gòu)與功能觀”，可將以下幾種策略應用于高中生物教學。

（一）深入挖掘教材，探析結(jié)構(gòu)與功能的關聯(lián)

“結(jié)構(gòu)與功能觀”是生命現(xiàn)象的核心，二者之間的相互關聯(lián)，能夠為學生理解生命現(xiàn)象及其規(guī)律提供良好的支持。在高中生物教學中，教師可應用深入挖掘教材這一策略，引導學生探析結(jié)構(gòu)與功能之間的關系。

以人教版高中生物必修一教材中的《生物膜的流動鑲嵌模型》部分為例，在分析生物膜的功能時，可結(jié)合生物膜流動鑲嵌模型（見圖1），綜合探討結(jié)構(gòu)與功能之間的關聯(lián)。即生物膜的分離作用與圖1中的磷脂雙分子層有關，而磷脂分子結(jié)構(gòu)則決定著：當處于水環(huán)境時，生物膜可自主形成疏水尾部朝內(nèi)（圖1中的黃色條狀結(jié)構(gòu)）、親水頭部向外（圖1中的圓形結(jié)構(gòu)）的特殊結(jié)構(gòu)。此外，還可借助細胞膜結(jié)構(gòu)與其運輸功能的關聯(lián)，培養(yǎng)學生的“結(jié)構(gòu)與功能觀”。生物膜的特定結(jié)構(gòu)——蛋白質(zhì)分子嵌入磷脂雙分子層天然具備跨膜運輸功能，其中，鑲嵌于磷脂雙分子層中的蛋白質(zhì)分子促使細胞膜產(chǎn)生主動運輸、協(xié)助擴散兩種跨膜運輸功能：其中，主動運輸為在蛋白質(zhì)載體的輔助下，幫助物質(zhì)由低濃度區(qū)域主動向高濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移；協(xié)助運輸則在蛋白質(zhì)載體的作用下，由高濃度向低濃度擴散。而主體部分的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)決定細胞膜的跨膜運輸具備良好的自由擴散功能，即在無載體輔助下，經(jīng)順濃度梯度完成物質(zhì)運輸，整個過程不耗能。

（二）合理創(chuàng)設情境，分析結(jié)構(gòu)與功能的相互影響

高中生物課程中涉及的專業(yè)知識較多，其學習難度相對較大［2］。如學生對所學知識的理解不足，極易影響其學習興趣和學習積極性，不利于其學習質(zhì)量的提升［3］。“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培養(yǎng)，則可有效彌補上述不足。教師可結(jié)合教材內(nèi)容，應用合理創(chuàng)設情境這一策略，加深學生對結(jié)構(gòu)與功能關聯(lián)的理解，幫助學生建立“結(jié)構(gòu)與功能觀”。

圖1 生物膜的流動鑲嵌模型

以人教版高中生物教材中的《酶的特性》部分為例，為了幫助學生建立合理的“結(jié)構(gòu)與功能觀”，可利用多媒體技術(shù)為學生播放酶活性改變的實驗視頻，運用視頻創(chuàng)設如下情景：分別以過氧化氫酶、淀粉酶為實驗材料，通過實驗視頻向?qū)W生展示pH值于1～10范圍內(nèi)變化時，過氧化氫酶的活性變化及各pH所對應的酶結(jié)構(gòu)；并將淀粉酶置于0℃、15℃、30℃及45℃條件下，引導學生觀察這種酶的結(jié)構(gòu)及催化作用是否出現(xiàn)變化。視頻所示實驗中，過氧化氫酶的催化作用有固定的最適pH范圍：7～7.3。當實驗條件中的pH值高于或低于這一范圍時，過氧化氫酶的催化效率均會呈明顯下降趨勢。而淀粉酶實驗中，溫度高于37℃或低于37℃，均可見催化效率下降，即淀粉酶活性下降。在這一情境中，學生可直觀感受到pH、溫度對酶的影響作用：pH及溫度改變，引發(fā)酶結(jié)構(gòu)變化，導致其催化功能出現(xiàn)變化（體現(xiàn)為催化效率變化）。對于學生而言，建立生物教學情境，不僅有助于深化其對酶特性知識的理解，還可促使其正確理解結(jié)構(gòu)與功能之間的相互影響作用。隨著“結(jié)構(gòu)與功能觀”的逐步建立，學生對生物教材中所涉及的生命現(xiàn)象及其規(guī)律的理解也會更加深入，進而提升學習成效。

（三）聯(lián)系生活實際，引導學生建立生命觀念

在高中生物教學中，“結(jié)構(gòu)與功能觀”的培育是一項系統(tǒng)工程。由于結(jié)構(gòu)、功能具有一定的抽象性，學生在分析、理解二者之間的關聯(lián)時極易遇到困難。為便于學生理解，可考慮聯(lián)系學生的生活實際，合理開展高中生物教學，以促進生物教學質(zhì)量的提升［4］。

例如：在講解人教版高中生物教材的《細胞的能量“通貨”——ATP》部分時，教師可引入現(xiàn)實生活中常見的補充能量食物（士力架）的廣告作為課前導入，通過播放這種食物的廣告，引導學生理解能量對維持機體功能的重要意義。利用這一導入環(huán)節(jié)，激發(fā)學生對細胞能量——ATP的興趣，在此基礎上，向?qū)W生講解ATP分子結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，ATP屬于高能磷酸化合物，其特殊結(jié)構(gòu)決定著：這一分子易發(fā)生水解反應，生成30.5KJ/mol能量。ATP的能量供應機制為：ATP的高能磷酸鍵容易斷裂，生成游離狀態(tài)的磷酸與ADP（二磷酸腺苷），同時，向外釋放一定能量［5］。在細胞的生命活動中，ATP作為能量代謝中介，可持續(xù)為細胞提供充足的能量，以保障細胞生命活動的順利完成。在該部分知識的教學中，生物教師可借助講解ATP功能與結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性的過程，促使學生理解能量代謝是一切生命活動的基礎。從學生的角度來看，現(xiàn)實生活案例的合理導入，可充分激發(fā)學習細胞能量供應知識的積極性，并在濃厚學習興趣的支持下，通過了解ATP供能過程，加深對細胞生命活動的認識，形成一定的生命觀念。

綜上所述，加強學生“結(jié)構(gòu)與功能觀”培育具有一定的現(xiàn)實意義。為促進學生“結(jié)構(gòu)與功能觀”的形成，可結(jié)合高中生物教學要求，合理選擇教學策略，通過教學活動引導學生正確理解結(jié)構(gòu)與功能的關聯(lián)。同時，還應結(jié)合學生的學習反饋，調(diào)整生物教學模式，以提高生物教學質(zhì)量。