新一輪課程改革中強調(diào)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng),其中生命觀念是最具生物學(xué)科特色的核心素養(yǎng)�！拔镔|(zhì)與能量觀”是重要的生命觀念之一,能幫助學(xué)生從“物質(zhì)”和“能量”視角理解生命,因此做好“物質(zhì)與能量觀”的教學(xué),對切實培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)、實現(xiàn)學(xué)科價值至關(guān)重要。雖然國外對“物質(zhì)”和“能量”跨學(xué)科概念的相關(guān)研究展開了多年系統(tǒng)研究,但是我國對“物質(zhì)與能量觀”的相關(guān)研究還不成熟、研究體系仍不完善。因此,本論文將重點探索我國生物學(xué)科“物質(zhì)與能量觀”在基礎(chǔ)教育階段的可能建構(gòu)過程,為培育該觀念提供參考。本研究首先利用文獻研究法,從國內(nèi)外“物質(zhì)”和“能量”相關(guān)研究中獲得生物學(xué)研究的借鑒啟示,理清生物學(xué)科“物質(zhì)與能量觀”的概念并闡述該觀念的基礎(chǔ)理論和培育理論,由此建立了由觀念的知識性、遷移性和價值取向組成的觀念研究體系。以其中“知識性”和“遷移性”觀念主體作為進階變量,并以生態(tài)系統(tǒng)碳變化過程作為進階維度,研究“物質(zhì)與能量觀”的學(xué)習(xí)進階過程。因此以理解“樹木生長”過程的進階維度為例:1)通過文本分析方法,建構(gòu)了學(xué)生在基礎(chǔ)教育階段理解“樹木生長”過程維度的知識性進階;2)采用訪談?wù){(diào)查的方法,建構(gòu)了學(xué)生在基礎(chǔ)教育階段理... 

【文章來源】：閩南師范大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

生物學(xué)科“物質(zhì)與能量觀”的內(nèi)容范圍

第三章“物質(zhì)與能量觀”研究體系的探索25中這些有機碳發(fā)生變化的同時能量也在變化。因而追蹤有機碳的變化過程可同時滿足對物質(zhì)和能量的追蹤，尤其碳水化合物的合成和分解是生態(tài)系統(tǒng)中最重要的能量轉(zhuǎn)換過程，所得能量驅(qū)動各種生命活動順利進行。為此，本研究選擇碳元素作為焦點物質(zhì)，追蹤有機碳的主要變化——產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化和氧化。將生物學(xué)科“物質(zhì)與能量觀”的相關(guān)內(nèi)容整合至生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)路徑當(dāng)中，整理得到如圖2所示的生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)視角下的“物質(zhì)與能量觀”內(nèi)容框架：“有機碳產(chǎn)生”指無機物合成為有機物的過程，主要通過綠色植物的光合作用實現(xiàn)；“有機碳轉(zhuǎn)化”統(tǒng)指有機物之間的轉(zhuǎn)化過程，除動物的消化功能，生物普遍通過生物合成來構(gòu)造身體和維持活動；“有機碳氧化”指有機物分解為無機物的過程，通過呼吸作用完成。如圖所示，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的碳元素循環(huán)由有機碳的三種變化構(gòu)成，而能量在該系統(tǒng)內(nèi)的輸入、轉(zhuǎn)換和輸出同步呈現(xiàn)，因此“物質(zhì)與能量觀”的重要內(nèi)容能較好地體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程當(dāng)中。圖2生物學(xué)科“物質(zhì)與能量觀”的內(nèi)容框架三、“物質(zhì)與能量觀”內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)由于物質(zhì)和能量的變化在各生命結(jié)構(gòu)層次上的表現(xiàn)模式不同，生物學(xué)科“物質(zhì)與能量觀”的內(nèi)容范圍（圖1）是通過個體層次的生物捕食等行為以及生長、競爭等現(xiàn)象，架起了細(xì)胞層次和生態(tài)系統(tǒng)層次兩大內(nèi)容的聯(lián)結(jié)橋梁。因此，“物質(zhì)與能量觀”內(nèi)容可按研究自然科學(xué)的三個主要層次分開：1）可直接觀察即能

閩南師范大學(xué)教育碩士專業(yè)學(xué)位論文30變化過程的必然產(chǎn)物缺乏認(rèn)識，學(xué)生往往不能單獨追蹤物質(zhì)，也無法通過守恒和衰退原理來追蹤能量，這進一步阻礙了他們通過聯(lián)結(jié)跨層次的碳變化過程實現(xiàn)追蹤物質(zhì)和能量�？傊�，“物質(zhì)-能量轉(zhuǎn)化推理”顯示了從“力-動態(tài)推理”到科學(xué)推理的初步轉(zhuǎn)變，用原子、分子和能量形式的變化解釋了宏觀過程，但未能將物質(zhì)守恒、能量守恒以及能量耗散作為分析工具。當(dāng)學(xué)生對物質(zhì)和能量的以上誤解得到糾正，學(xué)生可達到真正的對碳變化過程的科學(xué)因果推理（以下簡稱“物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)換推理”）。學(xué)生能夠理解物質(zhì)和能量的原則，將物質(zhì)與能量作為兩個實體分別進行守恒，并能協(xié)調(diào)能量守恒與能量耗散兩個看似矛盾的原則之間的關(guān)系，以物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換作為分析、推理碳變化過程的工具，就實現(xiàn)了對物質(zhì)和能量的追蹤。綜上所述，學(xué)生因果推理機制的發(fā)展趨勢如圖3所示：圖3“物質(zhì)與能量觀”因果推理機制的發(fā)展趨勢第三節(jié)“物質(zhì)與能量觀”的價值取向一、理解生命個體的運作——微觀層次從原子-分子的微觀層次看，“物質(zhì)與能量觀”的最基本價值是幫助學(xué)生理解生命的本質(zhì)：物質(zhì)和能量是生物能夠誕生、存活和延續(xù)的根本基礎(chǔ)，生物體內(nèi)時刻需要與外界環(huán)境進行物質(zhì)和能量的交換；在遺傳信息的支配下，生物體內(nèi)發(fā)生著物質(zhì)和能量的有序變化，可以說生命活動的實質(zhì)即物質(zhì)和能量的代謝變化過程，其結(jié)果支持生命現(xiàn)象的發(fā)生。通過理解光合作用、呼吸作用等生命活動的物

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本文編號：3606913