高中生物核心素養生命觀念的內涵和意義高中生物核心素養生命觀念的內涵和意義高中生物核心素養生命觀念的內涵和意義V:1.0精細整理，僅供參考高中生物核心素養生命觀念的內涵和意義日期：20xx年X月對生物學學科核心素養的理解——生命觀念的內涵和意義趙占良《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標）同實驗版課標相比，最突出的變化就是凝煉了生物學學科核心素養，并以此作為貫穿整個課程設計的主線，從課程目標到課程內容再到課程的實施和評價，都以發展學生的生物學學科核心素養為宗旨。理解生物學學科核心素養是實施新課標的關鍵，而理解生物學學科核心素養，不能僅靠閱讀新課標內容去望文生義，而必須建立在深入理解生物學學科本質的基礎上。新課標中生物學學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任，其中生命觀念無疑是最具生物學學科特點的一點。新課標指出：“生命觀念是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是人們經過實證后的觀點，能夠理解或解釋生物學相關事件或現象的意識、觀念和思想方法。”［1］通過這段話可以看出，“生命觀念”不是具體的知識，更不是具體的生物學事實，而是指認識主體在了解事實的基礎上形成概念后，再進一步提煉和升華，內化在頭腦中的意識、觀念和思想方法，關乎如何看待生命世界的態度和價值取向。在分析和解決與生物學相關的問題時，科學的生命觀念雖不能提供現成的答案，但會指明分析問題的思路和方向。生命觀念具體包括哪些內容呢？新課標列出了幾個重要的生命觀念：“如結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀等。”［1］新課標在這里使用了“如”和“等”二字，“如”就是舉例子，“等”說明還有其他生命觀念。當然，只舉出這4個例子，說明課標修訂組認為這4個方面的生命觀念是最重要的。1結構與功能觀關于結構與功能觀，常見的理解是：“一定的結構必然有與之相對應的功能存在，且任何功能都需要一定的結構來完成”［2］“結構是功能的基礎，即有什么樣的結構，相應地就會有什么樣的功能；另一方面，功能的實現依賴于特定的結構”［3］。結合生物學的學科本質來看，這些說法大體正確，但不能絕對化。例如,生物體的有些結構，只是進化過程的副產品，無害無益。由于沒有選擇壓力，這些結構在進化中就沒有被淘汰，如男性的乳頭。生物學很多思想觀念的表述是柔性的，不是剛性的。在生物學中，“結構決定功能”這一提法就稍顯絕對。結構是功能的基礎，但二者并非總是單向的誰決定誰的關系，功能的發揮過程對結構有反作用。例如，嬰幼兒大腦神經元網絡的結構，有賴于他的視覺和聽覺。如果整天將其關在黑屋子里邊不見人，他的大腦發育一定不好。他見到聽到的東西越多，對他的大腦發育越有好處，大腦神經元網絡的建構就越好。這說明，并非人一生下來就具有一個成熟的大腦神經元網絡決定了大腦的分析和思考能力，而是靠不斷地使用大腦，不斷地聽、看、接觸新奇的環境，來塑造大腦的結構，使思維功能越來越發達。此外，在結構不變的情況下，執行功能的情況也可能發生變化。例如，人在熟睡的時候身體結構沒有變化，但是走路這一功能就不能實現（除非夢游）。再如，先天性聾啞患者的發聲器官很可能是正常的，但是由于聽覺器官出現了功能障礙，導致不能說話。因此，當一個人不能說話的時候，不一定是他說話的器官出了問題，而有可能是別的器官出了問題。我們不能把某個機體功能與某個器官結構簡單而絕對地一一對應起來，那樣就有些機械了，就不是生物學的思維了。因此，新課標沒有用“結構決定功能”這一說法，而是用“結構與功能相統一”［1］或“結構與功能相適應”［1］。“結構與功能相適應”無疑是生物學中結構與功能觀的一種正確表述，但如果將結構與功能觀等同于這句話，就過于簡單化了。這句話不足以表達結構與功能觀的豐富內涵，也無需通過許多教學內容來建構。這句話說的是結構與功能的關系，但結構與功能觀不僅僅是對結構與功能關系的認識，還包括其他方面的內涵。首先是結構觀，其次是功能觀，最后才是結構與功能的關系觀。關于結構觀，大致包括以下基本認識。（1）生命系統的結構是以物質作為基礎的（這說明結構觀與物質觀相聯系）。（2）生命系統的結構是有層次的，如個體具有器官、組織、細胞等結構層次；生物圈具有生態系統、群落、種群、個體等結構層次。（3）生命系統中的結構與結構之間是有聯系的，如細胞內各種膜結構之間相互聯系形成生物膜系統；生產者和各級消費者靠食物聯系構成生態系統的營養結構。（4）生命系統中的結構大多是動態的、活的、變化的，如染色體和染色質是同一物質在不同時期的存在狀態，它們在細胞周期的不同階段不僅有形態的改變，還能在相關結構的協助下在細胞內運動。生命的結構觀具有生物學的特點，這種結構觀用在物理、化學等學科，有的適用，有的不一定適用。關于功能觀，首先要認識到功能與性質是不同的概念。化學講物質的結構決定性質，性質是物質本身的特性；生物學講結構具有功能（即有什么用），功能是作為部分的結構對整體的貢獻，這是結構與功能關系的實質。例如，葉綠體的功能，就要看葉綠體對細胞有什么貢獻。離開了整體，局部結構的功能就無從談起。因此，認識某層次結構的功能，不能離開它上一層次的整體。例如，認識細胞器的功能就不能離開細胞；認識器官的功能，就不能離開生物體。另外，生命體最基本的特征是自我更新和自我復制（即代謝和繁殖），所以對生命體各層次結構的功能，大都應當圍繞這兩個基本特征去理解。生命系統的維持還依靠3個流：物質流、能量流和信息流。所以對生命系統各層次結構的功能，也可以從這3個維度去分析。這樣，結構與功能觀就為我們分析生物學現象和問題，提供了思想方法上的指導。在上述結構觀和功能觀的基礎上，才能深入理解結構與功能的關系。(1)如前所述，在生物學中，對結構與功能觀不能機械、線性地去認識。(2)不能孤立地去看一個結構和它的功能，一個結構功能的實現需要其他結構的配合。例如，哺乳動物的呼吸系統需要循環系統的配合；甲狀腺分泌激素的功能受到下丘腦和垂體的控制，等等。(3)功能的實現需要外部條件。有的教師在總結結構與功能觀的時候，往往忽略了這一點。例如，光合作用是葉綠體的功能，在黑暗中雖然結構沒發生變化，卻無法進行光合作用，因為光照是進行光合作用的必要條件。(4)發揮功能的過程可能對結構有反作用。如肌肉的功能是運動，而運動又可以使肌肉發達，兩者相輔相成。總之，柔性的、非線性的、相互聯系的、動態變化的、作用與反作用的結構與功能觀，才是生物學的結構與功能觀。建立這樣的生命觀念，對培育學生的辯證思維和辯證唯物主義世界觀有不可替代的價值，這鮮明地體現了生物學科課程的育人價值。2進化與適應觀生物是怎么來的生物是怎樣進化的進化的結果是怎樣的對這些問題的基本看法就是進化觀。這些基本看法可以概括為以下幾點：生物是不斷進化的，現在的生物都是進化來的，現存的所有生物之間都有親緣關系，它們有著共同的祖先；進化的過程大體是從簡單到復雜，從低等到高等，從水生到陸生；進化的機制主要解釋為現代生物進化理論，包括以自然選擇學說為核心的物種形成理論以及協同進化理論；進化的結果表現為分子的進化、物種的進化及生態系統的進化；進化的方向是多元的，進化的結果是不完美的，進化產生的新物種不一定對環境的適應能力更強，而是占領更多的生態位，更加充分地利用地球上的資源和空間等等。適應的含義包括結構與功能相適應、生物與環境相適應兩個方面。適應既有普遍性（生物區別于非生物的特征之一），也有相對性。適應的方式具有多樣性。適應就是生物的遺傳變異與環境相互作用的結果，也就是自然選擇的結果。上述內容與其說是進化與適應觀的基本內容，不如說是形成進化與適應觀所基于的大概念。有了這樣的大概念，再上升到意識、態度和思想方法層面，才能形成看待生命世界的進化觀（個人認為進化與適應觀可以統稱為進化觀，適應是進化論的核心概念之一）。例如，認同人類不是神創造的，而是大自然演化的產物，同其他生物一樣是自然界的一員，而不是凌駕于其他物種之上的主宰；認同每個生物身上都凝聚著數十億年的進化史，生命來之不易，包括人類的生命在內，都是億萬年生物的遺傳基因與環境相互作用的產物，因此應當珍愛生命、敬畏生命；認識到自然界的各種生物和生態系統是協同進化的，它們是作為一個有機整體不斷發展的，進而認同人類應當尊重自然、順應自然、保護自然，與大自然和諧共生；在面對奇妙的生命現象尋求解釋時，如“為什么所有的生物都共用一套遺傳密碼系統”“細胞內葉綠體和線粒體是如何起源的”，都可以從進化的視角去分析（體現進化觀的方法論價值）。3穩態與平衡觀之所以把穩態與平衡觀列為生命觀念之一，是因為穩態和平衡是從細胞到生物圈所有層次生命系統普遍存在的特性。在新課標和實驗版課標中都有這樣一段話：“所有的生命系統都存在于一定的環境之中，在不斷變化的環境條件下，依靠自我調節機制維持其穩態。”［1］這段話值得細細品味，它是貫穿新課標“穩態與調節”和“生物與環境”模塊的一條主線。穩態的概念包括以下幾個要點。（1）穩態是指什么穩態是生命系統維持自身相對穩定狀態的特性和能力。對于這一點很多教師是有誤解的，認為穩態是一種相對穩定的狀態。其實不論在生理學還是在生態學中，穩態都是指生命系統或生態系統的一種能力和特性。（2）穩態有什么意義人教版《生物?必修3?穩態與環境》中寫道：“穩態是生命系統的特征，也是機體生活的條件”。生命系統穩態的意義就是使系統的組分擁有一個相對穩定適宜的環境，如人體的穩態可使機體細胞擁有穩定、有序、適宜的環境。如果人體內環境的溫度、pH、滲透壓等過高或過低，或者病原體在體內大量繁殖，都會危及細胞的生命活動。（3）穩態如何實現？穩態通過自我調節實現（自穩）。在不同類型的生物、不同層次的生命系統中，調節機制多種多樣。例如，人體的穩態通過神經調節、激素調節和免疫調節來實現；生態系統的穩態通過種群數量的調節來實現。（4）穩態作為生命系統的顯著特征，說明生命系統的內部狀態不會被動地隨環境的變化而同樣程度地改變，這體現了生命的自主性。

生命系統內部存在著各種因素和過程的平衡，這種平衡是動態的。例如，同化作用和異化作用的平衡、營養平衡（血糖平衡、水鹽平衡等）、生態平衡（生產者和消費者數量的平衡等）。生物體內部各種過程的平衡受信息的調控（遺傳信息、激素、神經沖動、細胞因子等），生態平衡也離不開生態系統內部信息的調控。這又與生命的信息觀相聯系。在理解穩態和平衡概念的基礎上，學生可通過進一步抽象概括、提煉升華，使之內化為看待事物和分析問題的視角、思路甚至是態度傾向，形成穩態與平衡觀。例如，認識到人體的穩態“讓所有細胞共享，靠所有細胞共建”［4］，就會認同共建共享的理念，甚至可以將其遷移至分析人類社會的發展，認同和諧穩定的重要意義，認同人類命運共同體的理念。認識到生命系統的自我調節能力是有限的，就會轉化為做相關決策時把握分寸、尊重客觀規律的意識。生命系統的穩態與平衡是相互聯系的。二者都通過系統的自我調節來實現，而且是互為條件、互為因果的關系。這或許是新課標將二者并列為一條生命觀念的原因。4物質與能量觀關于生命的物質觀，首先是認同生命的物質性。生命本身沒有什么神秘的非物質的力量來支配。前文所述的一切生命特征，都有其物質基礎。生命本質上是物質的，這是辯證唯物主義自然觀的基礎。如何理解物質性？從元素層面看，沒有特殊的生命元素，組成生命體的元素自然界中都有，它們都來自于無機自然界。但是，組成生命體的物質又有特殊性，生命體有選擇地從外界吸收有用的物質，且生物大分子（如蛋白質、核酸、多糖）是生命體獨有的。因此，生命體在物質上跟無機自然界既有聯系，又有其獨特性。例如，DNA、蛋白質和多糖等都是生物體內才有的有機物，這些有機物的分工很明確。DNA是指揮者，蛋白質是執行者，這個過程需要糖類氧化分解提供能量。生命的物質性，還體現在物質的運動變化是一切生命活動的基礎。生命體內部的物質并不是隨機堆放在細胞中就能完成生命活動的，而是有序地組織起來形成結構。結構是物質的有序組織形式，這就是物質觀和結構觀的聯系。生命體的各種結構都有其獨特的物質基礎，這也是物質觀的內容。生命的能量觀需要建立在以下重要概念的基礎上。（1）生命過程需要能量驅動，生命系統都是耗散結構，需要引入能量來維持有序性。（2）生命系統的各個層次都有能量的流動和轉換。（3）能量以物質為載體。細胞內的化學反應有放能反應和吸能反應，二者總是偶聯的（通過ATP的合成和分解）。（4）光能是幾乎所有生命系統中能量來源的最終源頭，但是對大多數生命體來說，光能并不能直接利用，而是要通過化學反應轉化為化學能才能被利用（即使在綠色植物體內，也有許多細胞不能進行光合作用）。（5）生命系統的能量流動同樣遵循能量守恒定律。這些概念經過進一步提煉，就可以升華為生命的能量觀。生命的物質和能量觀與生命的系統觀、生態觀有內在聯系。生命系統是開放系統，時刻進行著物質和能量的輸入輸出。生物之間相互依存、相互競爭，乃至捕食與被捕食，主要也是為了獲得生存、繁殖所需要的物質和能量。換言之，生物之間的關系大抵都是圍繞獲取生存所需要的物質和能量來建立的。歸根結底，上升到生命的物質和能量觀層面，學生應該認識到生命體是物質的特殊存在形式，它的存在和發展都需要能量來驅動（非生命形態的物質不需要靠外界輸入能量來維系），而能量的傳遞和利用又需要以物質為載體。除此之外，沒有什么神秘的、不可知的力量支配生命，這對于樹立辯證唯物主義世界觀是十分重要的。有了這樣的生命觀念，面對神秘主義的歪理邪說（如通過一定方式讓人體吸收宇宙中的能量），自然就不會盲目信從了。綜上所述，新課標中明確列出的結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀是重要的生命觀念，它們是相互聯系的。5其他生命觀念生命觀念除上述內容外，還包括其他觀念，如生命的信息觀［5］。生命本質上既是物質的，也是信息的。生命系統都是物質、能量和信息的統一體。生命體的組成以物質為基礎，生命活動靠能量來驅動，同時也靠信息來控制和調節。包括我們人類在內，有性生殖的生物從親代那里承接的主要是遺傳信息（小小的受精卵里沒有多少物質和能量，但是有一整套控制個體發育的遺傳信息）；人體的神經調節、激素調節、免疫調節都離不開信息