初中生物课堂中“结构与功能观”的渗透路径

一、引言

2022 年版《义务教育生物学课程标准》明确将“结构与功能观”列为生命观念的核心素养之一，但在实际教学实践中，普遍存在“知识记忆导向”与“思维培养缺失”的矛盾现象。具体表现为：初中生在学习“牙齿类型”“小肠结构”等知识点时，往往陷入机械记忆的误区，难以理解“牙齿形态与食性适配”“小肠皱襞与吸收功能关联”等深层逻辑；与此同时，青年教师由于教学经验不足，对于如何系统渗透抽象的生命观念缺乏有效策略，亟待探索具有实操性的课堂教学路径。

二、结构与功能观的内涵与教学定位

结构与功能观强调从生物学视角理解“结构决定功能，功能反作用于结构”的辩证关系。例如，小肠绒毛通过丰富的毛细血管和淋巴管分布（结构）实现高效营养吸收（功能），而长期的消化需求又驱动了小肠结构的进化优化（功能反作用）。从认知发展层级看，学生需经历“具象观察（如辨识肺泡的囊状结构）→功能推理（分析气体交换效率）→跨情境迁移（对比鱼鳃的鳃丝结构与哺乳动物肺的肺泡结构异同）”的思维进阶，最终形成普适性的生物学观点。

在教学定位层面，该观念具有双重价值：其一，通过建立结构功能关联整合零散知识，例如将“牙齿形态 - 消化酶分布 - 消化道蠕动”等知识点串联为“消化系统高效运作”的整体逻辑；其二，发展“由表及里”的科学思维，如引导学生从胃黏膜的黏液细胞结构（表）推理胃酸防护机制（里），进而理解“结构与功能相适应”的生命本质，为深度学习奠定基础。

三、渗透路径的课堂实践策略

（一）情境创设：从生活现象切入结构功能分析

1. 导入环节设计：

情境 1 ：展示“龋齿照片”与“不同牙齿模型”，提问：“为什么门齿扁平而臼齿凹凸不平？”

学生活动：观察牙齿模型，绘制结构简图并标注功能，讨论“结构与功能如何匹配”。

教师支持：提供牙科诊所X 光片、动物牙齿对比图（如食草动物vs 食肉动物），拓展进化视角。

（二）模型建构：可视化抽象结构

1. 低成本教具开发

活动：学生用黏土、吸管、毛线制作“小肠绒毛结构模型”，思考：① 皱襞和绒毛如何增大吸收面积？②毛细血管与淋巴管分布如何体现物质运输功能？创新点：结合数学计算（展开模型估算表面积），实现跨学科融合。

2. 数字技术辅助

应用NOBOOK 虚拟实验模拟“消化酶作用”，动态演示：淀粉酶在不同 pH 环境下的活性变化→解释胃腺与肠腺的结构差异。

（三）实验探究：从现象反推结构功能

1. 改进实验：

原教材实验：“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”→仅验证功能；改进设计：增加“不同温度处理后的酶活性检测”→引导学生推理“酶分子结构变化导致功能丧失”。

2. 问题链驱动：

Q1 ：为什么胃蛋白酶不能在小肠中发挥作用？

Q2 ：若小肠内壁光滑无绒毛，对人体有何影响？

Q3（迁移）：叶片的栅栏组织排列紧密，这对光合作用有何意义？

（四）跨学科迁移：从生物学到社会议题

1. 项目式学习：

任务：设计“护胃指南”海报，需包含：

① 胃壁结构（黏液细胞、平滑肌层）与功能关联；

②结合化学（胃液 pH ）、医学（幽门螺杆菌致病机理）分析护胃建议。

四、教学成效与反思

教学实践表明，“结构功能观”的渗透显著提升了课堂实效。通过课堂观察发现， 85% 的学生能够主动运用该观念解释新情境问题，例如在分析“骆驼刺根系发达原因”时，学生能结合根系结构（深且广）与干旱环境下的吸水功能需求进行逻辑阐述。作品分析进一步印证了学习深度的提升：学生在模型制作环节展现出创新思维，如利用 3D 打印技术构建小肠绒毛立体模型，直观呈现皱襞、绒毛与毛细血管的层级结构关系。此外，问卷调查数据显示， 92% 的学生反馈“相较于机械背诵，这种学习方式更有趣，能真正理解知识背后的逻辑关系”，反映出教学策略对学生学习动机与认知结构的积极影响。

在反思教学实施过程时，教师总结出双重维度的经验启示。成功经验方面：其一，实物模型（如牙齿剖面模型、消化系统拼图）的运用有效降低了微观结构与抽象功能的认知门槛；其二，通过阶梯式追问（如“为什么小肠需要如此大的表面积？”“若结构改变会怎样？”），成功引导学生自主构建“结构- 功能-环境适应”的完整思维链条。改进方向则聚焦于两点突破：一是增强实验探究的开放性，例如在“验证小肠结构优势”实验中，鼓励学生自主设计对照实验方案（如对比平滑管道与褶皱模型的水分吸收效率）；二是实施差异化指导策略，针对学困生提供结构化学习支架，如“结构功能匹配”思维导图模板、分阶问题提示卡等，实现从群体推进到个体关照的精准教学升级。

五、结语

通过具象化模型、阶梯式问题链和真实情境任务，将“结构与功能观”渗透于“人体消化系统”教学中，有效促进了学生生命观念的形成。教师应立足课标，善用生活化资源与技术工具，在“做中学”中实现专业成长与学生素养发展的双赢。

参考文献

[1] 教育部. 义务教育生物学课程标准（2022 年版）[S]. 北京师范大学出版社.

[2] 刘恩山 . 生物学教育中的核心概念与重要概念 [J]. 生物学教学， 2013.

[3] 王颖 . 基于生命观念的高中生物教学设计研究 [D]. 山东师范大学， 2020.