基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)教學(xué)
——以“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健睘槔?/h1>
2018-02-24 16:41:46祁國華
新課程(下) 2018年2期
祁國華
（江蘇省外國語學(xué)校）
生物學(xué)科的核心素養(yǎng)包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會責任等四方面的內(nèi)容。如何將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)的具體目標，并圍繞這些目標有效地開展課堂教學(xué)，進而將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)具體化。這是每一位教師都需要思考的問題。本文以人教版高中生物學(xué)教材必修一第四章第3節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健睘槔務(wù)勅绾螄@生物學(xué)科核心素養(yǎng)的四個方面進行高中生物課堂教學(xué)。
生命觀念是科學(xué)世界觀在生命科學(xué)中的體現(xiàn)，是對生命現(xiàn)象的認識和研究生命現(xiàn)象的基本思想方法，包括結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、物質(zhì)與能量的關(guān)系、進化與適應(yīng)的關(guān)系以及協(xié)調(diào)與平衡的關(guān)系。
從比較人工膜與細胞膜的結(jié)構(gòu)分析細胞膜控制物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降墓δ芴攸c，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。新課從復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)的細胞膜的流動鑲嵌模型開始，引導(dǎo)學(xué)生從細胞膜的結(jié)構(gòu)出發(fā)，思考細胞膜的結(jié)構(gòu)特點，從而聯(lián)想到細胞膜的功能特點：選擇透過性。討論不同物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降谋举|(zhì)區(qū)別。教師可用多媒體展示細胞膜的流動鑲嵌模型、人工合成脂雙層膜等結(jié)構(gòu)模型圖。比較兩者對物質(zhì)運輸?shù)膮^(qū)別，強調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，再為學(xué)生設(shè)疑：細胞膜的結(jié)構(gòu)是如何與這一功能相適應(yīng)的呢？細胞膜又是如何控制物質(zhì)進出細胞膜的呢？引入新課：物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞降膶W(xué)習(xí)，學(xué)生繼續(xù)觀察圖片發(fā)現(xiàn)到葡萄糖不能通過人工合成的脂雙層，而另一方面：人體血漿中的紅細胞卻能不停地吸收葡萄糖，再次引發(fā)學(xué)生關(guān)注結(jié)構(gòu)對功能的影響，讓學(xué)生逆向思考人工合成的脂雙層和紅細胞膜結(jié)構(gòu)區(qū)別，讓學(xué)生分組討論，大膽猜想，強化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。
哺乳動物成熟的紅細胞以協(xié)助擴散的方式吸收葡萄糖，不需要消耗能量與生物長期進化進而適應(yīng)環(huán)境的關(guān)系，體現(xiàn)了進化與適應(yīng)的生命觀念。教師設(shè)問：為什么紅細胞吸收葡萄糖卻不需要耗能呢？哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器，自然也沒有線粒體，沒有線粒體細胞供能自然受到影響。對于紅細胞而言是生物長期進化形成的適應(yīng)機制。體現(xiàn)核心素養(yǎng)中的生命觀念：進化與適應(yīng)的關(guān)聯(lián)。
理性思維是在形象思維基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種思維方法，它主要指邏輯思維、求異思維、逆向思維和系統(tǒng)思維，特別是作為理性思維的最高級形式的系統(tǒng)思維是否形成，將極大地影響學(xué)生的學(xué)業(yè)狀況。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用事實、實證、邏輯、推理和論證進行思維的能力有著重要的意義。
了解葡萄糖以協(xié)助擴散的方式進入細胞，然而閱讀資料后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)腸腔中的葡萄糖進入細胞是逆濃度梯度的，顯然不是協(xié)助擴散，引入新的物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑褐鲃舆\輸。教師在分析比較自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸這三種運輸方式后，給出不同氧濃度下的氧氣跨膜運輸速率的實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考交流后建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。同樣，學(xué)生完成協(xié)助擴散和主動運輸?shù)淖鴺饲€圖，并進行解讀。此過程中運用科學(xué)事實，培養(yǎng)學(xué)生進一步思考、推理并發(fā)現(xiàn)問題以充分鍛煉學(xué)生的思維能力。
科學(xué)探究是研究生命科學(xué)最基本的方法，是未來公民在創(chuàng)新型社會中從事生產(chǎn)和生活應(yīng)具備的能力。探究主動運輸有何特點時，讓學(xué)生分組討論、提出問題、設(shè)計實驗等，體現(xiàn)了科學(xué)探究的基本方法。例如，如何探究葡萄糖進入小腸上皮細胞需要的條件（載體和能量）？如何來觀察葡萄糖是否進入細胞？如何設(shè)計對照實驗探究葡萄糖進入小腸上皮細胞是否需要載體蛋白、是否需要細胞提供能量？自變量、因變量分別是什么？怎樣控制？這些均需遵循等量對照，單一變量等基本原理。有的學(xué)生提出方法，有的學(xué)生也會質(zhì)疑實驗的可行性，持續(xù)探究尋找更好的方法，并討論實驗結(jié)果的可能性及相應(yīng)結(jié)論。如此充分調(diào)動了學(xué)生自主探究的積極性，把課堂的難點轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力的亮點。
社會責任是參與個人和社會事務(wù)的討論，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題。在學(xué)生歸納小結(jié)物質(zhì)的跨膜運輸?shù)姆绞降耐瑫r，讓學(xué)生閱讀資料，思考如何控制透析液濃度，欲將透析液中的鈣離子引回血液中，對其半透膜的合成又有什么要求？并讓學(xué)生課后去查閱相關(guān)資料，并整理記錄，回到班級與同學(xué)分享，進一步增強學(xué)生對生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和對健康知識的關(guān)注。
總之，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提出就是生物教學(xué)的另一個新臺階，這對傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)方法和生物教師的教學(xué)能力提出了新的要求，教師應(yīng)積極主動地將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)滲透到課堂教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)中，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效率，從而實現(xiàn)教學(xué)相長。
參考文獻：
黃敏.運用最近發(fā)展區(qū)理論進行“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健币还?jié)的教學(xué)［J］.生物學(xué)教學(xué)，2012（7）.
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哺乳動物成熟的紅細胞以協(xié)助擴散的方式吸收葡萄糖，不需要消耗能量與生物長期進化進而適應(yīng)環(huán)境的關(guān)系，體現(xiàn)了進化與適應(yīng)的生命觀念。教師設(shè)問：為什么紅細胞吸收葡萄糖卻不需要耗能呢？哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器，自然也沒有線粒體，沒有線粒體細胞供能自然受到影響。對于紅細胞而言是生物長期進化形成的適應(yīng)機制。體現(xiàn)核心素養(yǎng)中的生命觀念：進化與適應(yīng)的關(guān)聯(lián)。
理性思維是在形象思維基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種思維方法，它主要指邏輯思維、求異思維、逆向思維和系統(tǒng)思維，特別是作為理性思維的最高級形式的系統(tǒng)思維是否形成，將極大地影響學(xué)生的學(xué)業(yè)狀況。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用事實、實證、邏輯、推理和論證進行思維的能力有著重要的意義。
了解葡萄糖以協(xié)助擴散的方式進入細胞，然而閱讀資料后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)腸腔中的葡萄糖進入細胞是逆濃度梯度的，顯然不是協(xié)助擴散，引入新的物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑褐鲃舆\輸。教師在分析比較自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸這三種運輸方式后，給出不同氧濃度下的氧氣跨膜運輸速率的實驗數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考交流后建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。同樣，學(xué)生完成協(xié)助擴散和主動運輸?shù)淖鴺饲€圖，并進行解讀。此過程中運用科學(xué)事實，培養(yǎng)學(xué)生進一步思考、推理并發(fā)現(xiàn)問題以充分鍛煉學(xué)生的思維能力。
科學(xué)探究是研究生命科學(xué)最基本的方法，是未來公民在創(chuàng)新型社會中從事生產(chǎn)和生活應(yīng)具備的能力。探究主動運輸有何特點時，讓學(xué)生分組討論、提出問題、設(shè)計實驗等，體現(xiàn)了科學(xué)探究的基本方法。例如，如何探究葡萄糖進入小腸上皮細胞需要的條件（載體和能量）？如何來觀察葡萄糖是否進入細胞？如何設(shè)計對照實驗探究葡萄糖進入小腸上皮細胞是否需要載體蛋白、是否需要細胞提供能量？自變量、因變量分別是什么？怎樣控制？這些均需遵循等量對照，單一變量等基本原理。有的學(xué)生提出方法，有的學(xué)生也會質(zhì)疑實驗的可行性，持續(xù)探究尋找更好的方法，并討論實驗結(jié)果的可能性及相應(yīng)結(jié)論。如此充分調(diào)動了學(xué)生自主探究的積極性，把課堂的難點轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力的亮點。
社會責任是參與個人和社會事務(wù)的討論，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題。在學(xué)生歸納小結(jié)物質(zhì)的跨膜運輸?shù)姆绞降耐瑫r，讓學(xué)生閱讀資料，思考如何控制透析液濃度，欲將透析液中的鈣離子引回血液中，對其半透膜的合成又有什么要求？并讓學(xué)生課后去查閱相關(guān)資料，并整理記錄，回到班級與同學(xué)分享，進一步增強學(xué)生對生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和對健康知識的關(guān)注。
總之，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提出就是生物教學(xué)的另一個新臺階，這對傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)方法和生物教師的教學(xué)能力提出了新的要求，教師應(yīng)積極主動地將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)滲透到課堂教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)中，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效率，從而實現(xiàn)教學(xué)相長。
參考文獻：
黃敏.運用最近發(fā)展區(qū)理論進行“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健币还?jié)的教學(xué)［J］.生物學(xué)教學(xué)，2012（7）.
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