王莉

[摘 要]

基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，在教學(xué)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，根據(jù)學(xué)情研讀教材、進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的合理重組，是提高教學(xué)質(zhì)量的必要手段。以細(xì)胞膜一課為例，將細(xì)胞膜的功能與流動(dòng)鑲嵌模型兩節(jié)內(nèi)容整合，并結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)的拓展、科學(xué)史實(shí)的重溫，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力。

[關(guān)鍵詞]

高中生物;教材重組;教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

《細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界》是人教版高中教材必修一《分子與細(xì)胞》第3章第1節(jié)的內(nèi)容。教學(xué)中要結(jié)合前后的知識(shí)，建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，如在介紹細(xì)胞膜的功能時(shí)，涉及原始細(xì)胞的產(chǎn)生、細(xì)胞間的信息交流，思維跨度大且微觀、復(fù)雜，學(xué)生不易理解細(xì)胞膜對(duì)生命系統(tǒng)的重要意義。所以，細(xì)胞膜對(duì)于細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義是教學(xué)難點(diǎn)。本節(jié)課將教材內(nèi)容進(jìn)行有意義地重組、構(gòu)建，依據(jù)科學(xué)史探究細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析并總結(jié)出細(xì)胞膜的功能，這樣的處理對(duì)于強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系、知識(shí)性信息的理解與記憶更有效，利于促進(jìn)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)，從而建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)設(shè)計(jì)中將實(shí)驗(yàn)輔助、實(shí)例驗(yàn)證與科學(xué)史分析、建構(gòu)模型相結(jié)合，突破教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)。

二、教學(xué)策略

（一）精選醫(yī)學(xué)成果的導(dǎo)入，滲透生命觀念

利用醫(yī)學(xué)科研成果，體會(huì)生物學(xué)的研究與生命生活的意義。激發(fā)了學(xué)生的情感共鳴，使學(xué)生快速融入課堂，同時(shí)在嘗試解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過(guò)程中，學(xué)習(xí)生物學(xué)的知識(shí)、觀念和思想方法，逐步學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生命觀念。

（二）利用課本實(shí)驗(yàn)的拓展，體驗(yàn)科學(xué)探究

在“驗(yàn)證細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性”時(shí)，利用染色的方法，學(xué)生直觀地體會(huì)這一抽象、微觀的知識(shí);在“驗(yàn)證細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)”時(shí)，應(yīng)用學(xué)生已有的蛋白質(zhì)鑒定的知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生學(xué)習(xí)積極、求知欲強(qiáng)、參與度高，知識(shí)能夠自然生成，而非教師講授。

（三）重溫科學(xué)發(fā)展的史實(shí)，培養(yǎng)科學(xué)思維

科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家鉆研的精神，這對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有重要、積極的意義。

（四）聯(lián)系生產(chǎn)生活的實(shí)例，感悟社會(huì)責(zé)任

生物課程的基本理念之一是注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，能夠運(yùn)用生物學(xué)原理和方法參與社會(huì)事務(wù)的討論。例舉細(xì)胞膜在環(huán)保、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用實(shí)例，與學(xué)生討論細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能的特性，不僅可以使學(xué)生將所學(xué)生物知識(shí)應(yīng)用于生活，關(guān)注生命健康，提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)，感悟社會(huì)責(zé)任，也能幫助學(xué)生了解相關(guān)的職業(yè)和學(xué)習(xí)方向，為職業(yè)生涯規(guī)劃做準(zhǔn)備。

三、教學(xué)過(guò)程

（一）導(dǎo)入新課——視頻引入，啟發(fā)學(xué)習(xí)

通過(guò)“日本醫(yī)學(xué)上利用體外制備的細(xì)胞膜片代替心臟移植修復(fù)心臟機(jī)能”的科研成果視頻，引入新課，滲透生命觀念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?，F(xiàn)代生物學(xué)發(fā)展迅猛，不少科研成果被大量應(yīng)用到環(huán)保、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域，學(xué)生通過(guò)觀看視頻，可以獲知細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)、自身細(xì)胞移植可以減少排斥反應(yīng)等有效信息。教師提出問(wèn)題：將細(xì)胞膜片貼在心臟上為什么不用縫合？細(xì)胞膜片為什么要用病人自身的肌肉細(xì)胞培養(yǎng)？從而激發(fā)學(xué)生的好奇心，積極主動(dòng)地加入到新課的學(xué)習(xí)。

（二）細(xì)胞膜的成分——問(wèn)題啟思，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過(guò)精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題串、多組實(shí)驗(yàn)，步步為營(yíng)，獲得新知，達(dá)到對(duì)知識(shí)的深度理解。

實(shí)驗(yàn)材料：雞蛋蛋黃、培養(yǎng)皿、藍(lán)墨水、中性紅試劑（活細(xì)胞染料）、鑷子、解剖針、試管、離心管、離心機(jī)、雙縮脲試劑（0.1g/mLNaOH、0.01g/mL CuSO4）。

試一試用鑷子把卵黃膜碰一碰（圖1），蛋黃就流了出來(lái)（圖2），圖片中瘧原蟲(chóng)會(huì)感染受損的紅細(xì)胞（圖3）。

用染色的方法驗(yàn)證一下，用藍(lán)墨水和中性紅染料同時(shí)滴在蛋黃上，3分鐘，用清水洗去浮色，觀察變化（圖4），這說(shuō)明細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的能力，我們把它稱(chēng)之為細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)——選擇透過(guò)性，如鈉離子的通道、葡萄糖的載體（圖5）。

實(shí)驗(yàn)分析：①光學(xué)顯微鏡下觀察的紅細(xì)胞，在低滲溶液中會(huì)吸水膨脹。②瑞氏染色法，顯微注射伊紅染料，染料不能逃逸出細(xì)胞，確認(rèn)細(xì)胞與外界存在屏障作用的結(jié)構(gòu)。③用微針碰觸細(xì)胞表面時(shí)，細(xì)胞表面有彈性，可以伸展;用微針插入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞表面的細(xì)胞膜被刺破，如果細(xì)胞膜受損過(guò)大，細(xì)胞就會(huì)死亡。

（三）細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)——重溫科學(xué)史，建構(gòu)模型

通過(guò)增添、重組的科學(xué)發(fā)展史，學(xué)生閱讀材料，小組討論，一步步繪制出流動(dòng)鑲嵌模型。

資料組1：1895年至1925年，歐瓦頓、朗姆瓦、高特和格倫德等科學(xué)研究史。

分析資料組1，推測(cè)磷脂分子在細(xì)胞膜中的分布（圖6）。

資料組2：20世紀(jì)50年代至70年代初，電子顯微鏡誕生，L. D. Frye和M. Edidin用熒光抗體標(biāo)記人——鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，S. J. Singer（桑格）和G. Nicolson（尼克森）提出了“流動(dòng)鑲嵌模型”。

分析資料組2，推測(cè)膜蛋白在細(xì)胞膜中的分布。學(xué)生展示繪制的細(xì)胞膜模型（圖7）。

（四）展望科學(xué)前沿——鞏固教學(xué)，開(kāi)拓視野

展示細(xì)胞膜在生活、醫(yī)療、環(huán)保中的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考這些應(yīng)用與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及功能特性的聯(lián)系。例如：①依據(jù)細(xì)胞膜的功能特性，人造半透膜用于污水處理、海水淡化、腎功能衰竭的透析療法，反滲透技術(shù)用在電子、化工、印染、造紙、電鍍等工業(yè)生產(chǎn);②依據(jù)脂雙層是細(xì)胞膜的基本支架，具有一定的流動(dòng)性，將抗體與脂質(zhì)體結(jié)合包裹抗癌藥物制成生物導(dǎo)彈，成為癌癥治療的新途徑;③依據(jù)細(xì)胞膜的糖蛋白具有特異性，仿生納米技術(shù)中利用癌細(xì)胞膜包裹在納米疫苗顆粒上，能有效誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)，具有顯著的腫瘤預(yù)防效果。相信我們?cè)诓粩嗾J(rèn)識(shí)生命本質(zhì)的過(guò)程中，能運(yùn)用所學(xué)創(chuàng)造更美好的世界。

（五）板書(shū)設(shè)計(jì)——總結(jié)歸納，知識(shí)鞏固

通過(guò)概念圖（圖8）的形式，總結(jié)歸納本課的教學(xué)重點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生全面掌握本課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，直觀地展現(xiàn)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，利于學(xué)生的知識(shí)遷移、學(xué)以致用。建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：①細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞膜是細(xì)胞的邊界;②結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

四、總結(jié)

新版課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的生物核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任四個(gè)目標(biāo)。教師在課堂教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，要根據(jù)教材內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情、教學(xué)條件等綜合因素，轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)目標(biāo)，落實(shí)核心素養(yǎng)的目標(biāo)。關(guān)注生物學(xué)的發(fā)展與社會(huì)議題，設(shè)計(jì)真實(shí)的教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)探究、交流討論，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)生命世界，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，理解、解釋較大范圍的相關(guān)事件和現(xiàn)象，從而形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]張樹(shù)虎.問(wèn)題指向概念的程序性教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)通報(bào)，2015（6）.

[2]杭躍男，劉寧.借科學(xué)史還原科學(xué)探究的過(guò)程——“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)”的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)通報(bào)，2010（6）.

（責(zé)任編輯：符 潔）