張麗君

［摘 要］培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念是初中生物學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。生命觀念是否形成直接影響學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量。物質(zhì)與能量觀是生命觀念的重要組成部分。文章主要闡述初中生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生物質(zhì)與能量觀的培養(yǎng)策略，為初中生物學(xué)教師培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀提供參考。

［關(guān)鍵詞］物質(zhì)與能量觀；培養(yǎng)策略；初中生物學(xué)

［中圖分類號(hào)］? ? G633.91? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2024）11-0087-03

初中生物學(xué)教學(xué)要體現(xiàn)學(xué)科的育人特點(diǎn)，根據(jù)初中學(xué)生的身體和心理特點(diǎn)，引導(dǎo)其形成正確的價(jià)值觀。教師在傳授生物學(xué)知識(shí)的同時(shí)，要幫助學(xué)生形成生命觀念。生命觀念對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)和解釋生命世界具有指導(dǎo)作用，當(dāng)學(xué)生遇到重要的有關(guān)生命現(xiàn)象的難題時(shí)，可以在生命觀念的指導(dǎo)下做出理性判斷和決策。物質(zhì)與能量觀是生命觀念的重要內(nèi)容。那么，如何培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀呢？本文主要探討初中生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生物質(zhì)與能量觀的培養(yǎng)策略。

一、生命觀念、物質(zhì)與能量觀的內(nèi)涵

生命觀念是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱《生物學(xué)課標(biāo)》）對(duì)核心素養(yǎng)的表述進(jìn)行了細(xì)微調(diào)整，但是“生命觀念”依然排在首要位置?！渡飳W(xué)課標(biāo)》對(duì)生命觀念的內(nèi)涵做了具體的表述：生命觀念是理解或解釋生物學(xué)相關(guān)現(xiàn)象、分析和解決生物學(xué)實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和思想方法。生命觀念能幫助學(xué)生從生物學(xué)的角度深入認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象及規(guī)律。

物質(zhì)與能量觀是生命觀念的重要組成部分。物質(zhì)觀的本質(zhì)就是認(rèn)同生命的物質(zhì)性，而能量是以物質(zhì)為載體的，生命活動(dòng)的進(jìn)行需要能量的支持。生物之間的關(guān)系大多圍繞物質(zhì)和能量來(lái)建立，物質(zhì)和能量的流動(dòng)在生命的各個(gè)系統(tǒng)中普遍存在。落實(shí)《生物學(xué)課標(biāo)》對(duì)物質(zhì)與能量觀的培養(yǎng)要求，引領(lǐng)學(xué)生理解生命活動(dòng)中物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)換，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)自然觀和世界觀的形成具有重要作用，且有助于提升學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

二、新課標(biāo)中物質(zhì)與能量觀概念整合

研讀《生物學(xué)課標(biāo)》，將有關(guān)物質(zhì)與能量觀的概念進(jìn)行整合，從宏觀到微觀，即從群體層次、個(gè)體層次、細(xì)胞層次進(jìn)行分類，如圖1所示。

在群體層次上，生態(tài)系統(tǒng)中的生物部分與非生物部分相互作用形成一個(gè)整體，生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者之間相互依存并相互制約；生產(chǎn)者在生態(tài)系統(tǒng)中起決定性作用，消費(fèi)者在生態(tài)系統(tǒng)中是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的促進(jìn)者，分解者的分解作用在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中是關(guān)鍵；生態(tài)系統(tǒng)中的能量通過(guò)食物鏈在生物群落中流動(dòng)。在個(gè)體層次上，無(wú)論是植物個(gè)體還是動(dòng)物個(gè)體都有各自物質(zhì)攝入和能量獲得的方式；綠色植物的生命周期中，每一個(gè)階段的生理活動(dòng)都離不開光合作用和呼吸作用所獲得的物質(zhì)和能量，植物將獲取的光能存儲(chǔ)在物質(zhì)中，進(jìn)而運(yùn)輸?shù)礁髌鞴僦?，物質(zhì)的運(yùn)輸也是能量的運(yùn)輸；動(dòng)物通過(guò)攝取食物而獲得生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)，物質(zhì)進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，在呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)等的配合下，通過(guò)呼吸作用產(chǎn)能被動(dòng)物個(gè)體利用。在細(xì)胞層次上，細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物經(jīng)過(guò)呼吸作用，釋放生命活動(dòng)所需要的能量，同時(shí)生成二氧化碳和水。通過(guò)對(duì)“物質(zhì)的變化伴隨能量的變化”這一概念的整合，學(xué)生對(duì)物質(zhì)與能量觀有了一定的了解。

三、學(xué)生物質(zhì)與能量觀的培養(yǎng)策略

（一）巧設(shè)問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀

在課堂教學(xué)中，教師要以課程標(biāo)準(zhǔn)為綱領(lǐng)，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置不同的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生形成物質(zhì)與能量觀，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

“綠色植物的光合作用”這部分內(nèi)容是初中生物學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，課程教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生對(duì)光合作用有一定的理解。教師在講解這一內(nèi)容時(shí)，要從綠色植物對(duì)于生物圈物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)換作用的角度出發(fā)，利用實(shí)物提出問(wèn)題，巧設(shè)情境引出課題，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)綠色植物的重要地位——生物圈中有機(jī)物的制造者，而不單單是講解光合作用實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。

教師精心挑選兩盆實(shí)驗(yàn)用植物薄荷，在其他條件都適宜的情況下，一盆放在光下，一盆放在黑暗中，培養(yǎng)10天后拿到教室，請(qǐng)學(xué)生觀察兩盆植物的長(zhǎng)勢(shì)并提出問(wèn)題：為什么有光條件下植物生長(zhǎng)得好？植物的光合作用為植物自身提供了什么有機(jī)物？植物的光合作用需要什么條件？

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)于植物光合作用是否制造有機(jī)物淀粉，可以用稀碘液來(lái)檢驗(yàn)，并且得出光是光合作用的條件。在演示金魚藻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師通過(guò)“帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃”這一結(jié)果驗(yàn)證了光合作用還生成了氧氣。而植物在光合作用過(guò)程中制造的有機(jī)物還通過(guò)食物鏈被其他生物利用，為自身和其他生物的生命活動(dòng)提供了能量。

通過(guò)情境導(dǎo)入，學(xué)生能夠?qū)夂献饔糜兄庇^的感受，初步形成光合作用會(huì)合成物質(zhì)的思維意識(shí)。結(jié)合“檢驗(yàn)綠葉在光下制造的有機(jī)物是否為淀粉”“金魚藻在光下是否產(chǎn)生氧氣”等實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生理解：物質(zhì)是能量的載體，光合作用中有物質(zhì)的合成、能量的吸收和儲(chǔ)存。從物質(zhì)和能量的角度，教師要著重啟發(fā)學(xué)生探究光合作用的實(shí)質(zhì)“物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化”，并讓學(xué)生知道物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化貫穿植物光合作用的整個(gè)過(guò)程。從物質(zhì)循環(huán)與能量變化的角度，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理解植物在生物圈中的重要作用，滲透物質(zhì)與能量觀。

（二）概念學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀

生命觀念的建立以概念性知識(shí)的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)?！渡飳W(xué)課標(biāo)》的課程內(nèi)容以“生物學(xué)概念”的方式呈現(xiàn)。對(duì)這些概念進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，9個(gè)大概念可劃分為25個(gè)重要概念和87個(gè)次位概念。在生物學(xué)教學(xué)中，每一個(gè)大概念對(duì)應(yīng)一個(gè)主題的學(xué)習(xí)，教師需要幫助學(xué)生在完成主題學(xué)習(xí)后進(jìn)行總結(jié)和提升。在人教版初中生物學(xué)教材中，每個(gè)單元后面都有單元小結(jié)，小結(jié)里都會(huì)把本單元涉及的重要概念進(jìn)行整理羅列。通常來(lái)說(shuō)，生物學(xué)教材是根據(jù)生物學(xué)概念的特點(diǎn)進(jìn)行編寫的，但在生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的描述上是按照編寫者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來(lái)編排的，和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)并不一定相吻合。因此，教師要在教學(xué)中幫助學(xué)生梳理教材知識(shí)。

認(rèn)知結(jié)構(gòu)是學(xué)生在頭腦中形成的對(duì)已學(xué)知識(shí)再建構(gòu)后的呈現(xiàn)。在初中階段，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀，要基于《生物學(xué)課標(biāo)》的相關(guān)重要概念。學(xué)生要對(duì)眾多的重要概念進(jìn)行梳理和重構(gòu)，才能有效形成物質(zhì)與能量觀。因此，教師要善于分析教材，把分散在不同章節(jié)中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行挑選并整合，形成知識(shí)框架。

例如，在復(fù)習(xí)人教版教材七年級(jí)上冊(cè)第一單元第一章第一節(jié)“生物的特征”時(shí)，教師可把生物的生長(zhǎng)、呼吸、代謝等與物質(zhì)代謝和能量流動(dòng)聯(lián)系在一起，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有感性和理性的認(rèn)識(shí)；把光合作用、呼吸作用作為一個(gè)整體進(jìn)行教學(xué)，把相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行整合，使學(xué)生形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。又如，在復(fù)習(xí)“生物圈”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用的同時(shí)，讓學(xué)生從物質(zhì)與能量的角度理解三者之間相互依存、相互制約的關(guān)系，明白在生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間也存在著物質(zhì)的代謝和能量的流動(dòng)。教師可以從物質(zhì)和能量變化的角度幫助學(xué)生形成物質(zhì)與能量觀。再如，在講解“食物鏈”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以“草→鼠→鷹”這一食物鏈為例，引導(dǎo)學(xué)生思考：鷹體內(nèi)的能量來(lái)自哪里？能量在食物鏈中的流動(dòng)方向如何？能量如何流動(dòng)？通過(guò)小組討論和分析解決相關(guān)問(wèn)題，學(xué)生能對(duì)物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律、能量流動(dòng)的特點(diǎn)形成一定的認(rèn)識(shí)，從宏觀和微觀的角度形成不同層次的概念聯(lián)系，從而形成物質(zhì)與能量觀。

（三）重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。光合作用和呼吸作用實(shí)驗(yàn)是初中階段最能體現(xiàn)物質(zhì)與能量觀的典型實(shí)驗(yàn)。生物學(xué)教材設(shè)計(jì)了關(guān)于光合作用和呼吸作用的系列實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生體驗(yàn)到物質(zhì)和能量的變化。那么，動(dòng)物的呼吸作用如何體現(xiàn)物質(zhì)和能量的變化呢？教師可以設(shè)計(jì)體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)幫助學(xué)生獲取動(dòng)物進(jìn)行呼吸作用釋放能量的證據(jù)。教師可以設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生理解人的呼吸與能量釋放之間的關(guān)系。例如，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以小組為單位，每組10人，測(cè)定小組成員在安靜狀態(tài)和劇烈運(yùn)動(dòng)5分鐘后的呼吸頻率，測(cè)量3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值。測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，人劇烈運(yùn)動(dòng)后呼吸頻率比較快，消耗的能量也比較多，進(jìn)而推測(cè)“呼吸頻率越高，釋放的能量越多”。

除此之外，教師要善于利用教材的演示實(shí)驗(yàn)并創(chuàng)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生形成物質(zhì)與能量觀。例如，在學(xué)習(xí)“動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)層次”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，這時(shí)教師可結(jié)合細(xì)胞結(jié)構(gòu)的功能進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生理解細(xì)胞是如何從外界獲取物質(zhì)和能量的。對(duì)于“細(xì)胞的生命活動(dòng)需要物質(zhì)和能量”這一知識(shí)點(diǎn)的呈現(xiàn)，教師可以選取一些植物的種子進(jìn)行燃燒演示實(shí)驗(yàn)，或者讓學(xué)生品嘗一些食物，幫助學(xué)生理解細(xì)胞中的物質(zhì)是可以轉(zhuǎn)化成能量的。這樣，學(xué)生就對(duì)物質(zhì)代謝和能量流動(dòng)有了直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)“細(xì)胞的生命活動(dòng)是物質(zhì)、能量和信息變化的統(tǒng)一”這一重要概念有了深刻的理解。

（四）用好課堂小測(cè)，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀

課堂中，在學(xué)生初步形成物質(zhì)與能量觀的基礎(chǔ)上，教師還要幫助學(xué)生加強(qiáng)鞏固。教師可以在小測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)相關(guān)的綜合性題目，訓(xùn)練學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。教師還可以結(jié)合學(xué)校的勞動(dòng)教育，從物質(zhì)與能量觀的角度出發(fā)，教學(xué)生如何種植作物，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的合理密植、套作間種等融入題目中，從而引導(dǎo)學(xué)生充分理解能量流動(dòng)。在設(shè)計(jì)題目時(shí)，教師應(yīng)基于課程標(biāo)準(zhǔn)，重視知識(shí)內(nèi)容的呈現(xiàn)，幫助學(xué)生在習(xí)題訓(xùn)練中形成物質(zhì)與能量觀。

（五）改進(jìn)基礎(chǔ)性作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)與能量觀

設(shè)置基礎(chǔ)性作業(yè)是鞏固學(xué)生學(xué)科知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)科學(xué)習(xí)的基本要求。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性作業(yè)中設(shè)有較多的填空題和選擇題，其知識(shí)內(nèi)容一般不超過(guò)教材知識(shí)范圍。但在“雙減”背景下，機(jī)械重復(fù)作業(yè)要減少，作業(yè)的呈現(xiàn)形式要優(yōu)化，作業(yè)的改進(jìn)勢(shì)在必行。對(duì)此，教師可以把基礎(chǔ)性作業(yè)設(shè)置成開放性作業(yè)，從形式、內(nèi)容、操作、評(píng)價(jià)等方面改變和創(chuàng)新作業(yè)模式，例如設(shè)計(jì)表格類作業(yè)、實(shí)踐探究性作業(yè)、思考論述性作業(yè)、綜合性作業(yè)等，在作業(yè)中體現(xiàn)物質(zhì)與能量觀的培養(yǎng)要求。

學(xué)生生命觀念的構(gòu)建過(guò)程實(shí)質(zhì)上也是對(duì)大概念進(jìn)行理解和掌握的過(guò)程。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容在完成一節(jié)、一章、一個(gè)單元、一冊(cè)書之后設(shè)置綜合性作業(yè)。例如，在教學(xué)完第三單元“生物圈中的綠色植物”、第四單元“生物圈中的人”之后，教師給學(xué)生布置一項(xiàng)綜合性作業(yè)：選取家中常食用的食物（如黃豆、綠豆、花生等），用列表、畫圖或思維導(dǎo)圖等形式描述所選食物從萌發(fā)到衰老死亡、從被人類食用后的吸收到殘?jiān)慌懦鲶w外分解后回歸泥土的過(guò)程。在這過(guò)程中，可以描述相應(yīng)植物的萌發(fā)、生長(zhǎng)、發(fā)育的全過(guò)程，描述在這個(gè)過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化；描述食物從制作到入口消化吸收的過(guò)程，糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)在消化過(guò)程中的物質(zhì)變化以及能量的儲(chǔ)存和釋放過(guò)程，以及殘?jiān)环纸鈺r(shí)的物質(zhì)和能量變化。作業(yè)要求要細(xì)致，目標(biāo)要明確。綜合性作業(yè)不是簡(jiǎn)單地拼湊，而是素養(yǎng)導(dǎo)向下的生命觀念形成性作業(yè)，能促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)以及實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

總之，落實(shí)核心素養(yǎng)的要求之一是培育生命觀念。培養(yǎng)物質(zhì)與能量觀是培育生命觀念的重要內(nèi)容。在課堂教學(xué)中，教師要善于運(yùn)用設(shè)置問(wèn)題情境、實(shí)施概念教學(xué)、開展實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行課堂小測(cè)以及改進(jìn)基礎(chǔ)性作業(yè)等教學(xué)策略，最大限度地落實(shí)課標(biāo)的要求，推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

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（責(zé)任編輯 黃春香）