基于“结构与功能观”的高中生物教学策略分析

丰农村

（青岛西海岸新区实验高级中学，山东 青岛 266400）

生物学科在引导学生理解生命现象及其规律、培养环保意识等方面具有重要作用。“结构与功能观”是现代生命科学中的一个重要观念，其在高中生物课程中的渗透，有助于学生更高效、全面地理解生物知识。基于“结构与功能观”的重要价值，分析高中生物教学中培养、渗透“结构与功能观”的策略具有一定的必要性。

一、培育“结构与功能观”的价值

“结构与功能观”即结构与功能相适应。在高中生物教学中，培养学生“结构与功能观”的价值主要体现在两个方面。第一，促进学生对生物知识的理解。“结构与功能观”的核心理念为结构与功能相互适应、相互影响。特定结构天然具备相应功能，其功能可对结构产生一定影响。当结构出现变化时，部分功能可能随之出现一定的变化，如上述改变超出系统调节作用的范畴，会引发整体系统结构的变化。当学生具备良好的“结构与功能观”时，其对高中生物知识的理解也会更深入。第二，引导学生建立正确的生命观念。“结构与功能观”是现代生命科学的主要观点［1］。将培养“结构与功能观”作为高中生物教学的主要目标后，随着学生对结构与功能相适应理解的深入，可逐渐建立正确的生命观念。这一观念能够激发学生学习生物知识的兴趣，并为其后续学习提供良好支持。

二、高中生物教学中“结构与功能观”的培育策略

为引导学生形成良好的“结构与功能观”，可将以下几种策略应用于高中生物教学。

（一）深入挖掘教材，探析结构与功能的关联

“结构与功能观”是生命现象的核心，二者之间的相互关联，能够为学生理解生命现象及其规律提供良好的支持。在高中生物教学中，教师可应用深入挖掘教材这一策略，引导学生探析结构与功能之间的关系。

以人教版高中生物必修一教材中的《生物膜的流动镶嵌模型》部分为例，在分析生物膜的功能时，可结合生物膜流动镶嵌模型（见图1），综合探讨结构与功能之间的关联。即生物膜的分离作用与图1中的磷脂双分子层有关，而磷脂分子结构则决定着：当处于水环境时，生物膜可自主形成疏水尾部朝内（图1中的黄色条状结构）、亲水头部向外（图1中的圆形结构）的特殊结构。此外，还可借助细胞膜结构与其运输功能的关联，培养学生的“结构与功能观”。生物膜的特定结构——蛋白质分子嵌入磷脂双分子层天然具备跨膜运输功能，其中，镶嵌于磷脂双分子层中的蛋白质分子促使细胞膜产生主动运输、协助扩散两种跨膜运输功能：其中，主动运输为在蛋白质载体的辅助下，帮助物质由低浓度区域主动向高浓度区域转移；协助运输则在蛋白质载体的作用下，由高浓度向低浓度扩散。而主体部分的磷脂双分子层结构决定细胞膜的跨膜运输具备良好的自由扩散功能，即在无载体辅助下，经顺浓度梯度完成物质运输，整个过程不耗能。

（二）合理创设情境，分析结构与功能的相互影响

高中生物课程中涉及的专业知识较多，其学习难度相对较大［2］。如学生对所学知识的理解不足，极易影响其学习兴趣和学习积极性，不利于其学习质量的提升［3］。“结构与功能观”的培养，则可有效弥补上述不足。教师可结合教材内容，应用合理创设情境这一策略，加深学生对结构与功能关联的理解，帮助学生建立“结构与功能观”。

图1 生物膜的流动镶嵌模型

以人教版高中生物教材中的《酶的特性》部分为例，为了帮助学生建立合理的“结构与功能观”，可利用多媒体技术为学生播放酶活性改变的实验视频，运用视频创设如下情景：分别以过氧化氢酶、淀粉酶为实验材料，通过实验视频向学生展示pH值于1～10范围内变化时，过氧化氢酶的活性变化及各pH所对应的酶结构；并将淀粉酶置于0℃、15℃、30℃及45℃条件下，引导学生观察这种酶的结构及催化作用是否出现变化。视频所示实验中，过氧化氢酶的催化作用有固定的最适pH范围：7～7.3。当实验条件中的pH值高于或低于这一范围时，过氧化氢酶的催化效率均会呈明显下降趋势。而淀粉酶实验中，温度高于37℃或低于37℃，均可见催化效率下降，即淀粉酶活性下降。在这一情境中，学生可直观感受到pH、温度对酶的影响作用：pH及温度改变，引发酶结构变化，导致其催化功能出现变化（体现为催化效率变化）。对于学生而言，建立生物教学情境，不仅有助于深化其对酶特性知识的理解，还可促使其正确理解结构与功能之间的相互影响作用。随着“结构与功能观”的逐步建立，学生对生物教材中所涉及的生命现象及其规律的理解也会更加深入，进而提升学习成效。

（三）联系生活实际，引导学生建立生命观念

在高中生物教学中，“结构与功能观”的培育是一项系统工程。由于结构、功能具有一定的抽象性，学生在分析、理解二者之间的关联时极易遇到困难。为便于学生理解，可考虑联系学生的生活实际，合理开展高中生物教学，以促进生物教学质量的提升［4］。

例如：在讲解人教版高中生物教材的《细胞的能量“通货”——ATP》部分时，教师可引入现实生活中常见的补充能量食物（士力架）的广告作为课前导入，通过播放这种食物的广告，引导学生理解能量对维持机体功能的重要意义。利用这一导入环节，激发学生对细胞能量——ATP的兴趣，在此基础上，向学生讲解ATP分子结构与功能的统一性，ATP属于高能磷酸化合物，其特殊结构决定着：这一分子易发生水解反应，生成30.5KJ/mol能量。ATP的能量供应机制为：ATP的高能磷酸键容易断裂，生成游离状态的磷酸与ADP（二磷酸腺苷），同时，向外释放一定能量［5］。在细胞的生命活动中，ATP作为能量代谢中介，可持续为细胞提供充足的能量，以保障细胞生命活动的顺利完成。在该部分知识的教学中，生物教师可借助讲解ATP功能与结构统一性的过程，促使学生理解能量代谢是一切生命活动的基础。从学生的角度来看，现实生活案例的合理导入，可充分激发学习细胞能量供应知识的积极性，并在浓厚学习兴趣的支持下，通过了解ATP供能过程，加深对细胞生命活动的认识，形成一定的生命观念。

综上所述，加强学生“结构与功能观”培育具有一定的现实意义。为促进学生“结构与功能观”的形成，可结合高中生物教学要求，合理选择教学策略，通过教学活动引导学生正确理解结构与功能的关联。同时，还应结合学生的学习反馈，调整生物教学模式，以提高生物教学质量。