基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)“結(jié)構(gòu)與功能觀”的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)模式

翟慧敏

【摘 要】我國(guó)基礎(chǔ)教育生物課程改革已經(jīng)認(rèn)識(shí)到生物學(xué)科核心素養(yǎng)在中學(xué)生物教學(xué)中的重要地位，已經(jīng)從開始的強(qiáng)調(diào)雙基轉(zhuǎn)換為發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，并強(qiáng)調(diào)在高中生物課程中要培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，將發(fā)展學(xué)生的能力與科學(xué)知識(shí)的教學(xué)巧妙的融合在一起。高中生物課堂教學(xué)中，教師要善于利用課本體現(xiàn)理性思維的內(nèi)在知識(shí)聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，發(fā)展自己的理性思維。本文以“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”的建構(gòu)為例，展示了應(yīng)用生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)理性思維“結(jié)構(gòu)與功能觀”的教學(xué)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】細(xì)胞膜；流動(dòng)鑲嵌模型；結(jié)構(gòu)與功能觀；理性思維；科技與科學(xué)；核心素養(yǎng)

一、《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》課堂教學(xué)設(shè)計(jì)節(jié)選

（一）課題

生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的建構(gòu)

（二）學(xué)情分析

高中生已經(jīng)具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，以及對(duì)問題思考的目的性、邏輯性和延展性以及初步建立，但是依然不完善，對(duì)探索科學(xué)的過(guò)程和方法具有好奇心，但是對(duì)科學(xué)得出的結(jié)論形成過(guò)程缺乏理性的思考。本節(jié)課學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)了解了細(xì)胞以及組成細(xì)胞的分子和基本結(jié)構(gòu)，尤其是細(xì)胞膜——作為最基本的生命系統(tǒng)的邊界，為本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)、本節(jié)課通過(guò)生物膜的發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程作為課堂主線，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)中的結(jié)構(gòu)與功能觀為最高目標(biāo)，有效的引導(dǎo)學(xué)生思考、分析科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)及假說(shuō)，通過(guò)環(huán)環(huán)相扣的問題啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生，模擬科學(xué)家的思考過(guò)程，并歸納總結(jié)出細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型建構(gòu)的基本方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀解釋細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的合理性。

（三）教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)選自人教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》第四章——細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)共包括兩大部分的內(nèi)容：（1）科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索內(nèi)容，利用科學(xué)史教育素材，引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，加深對(duì)科學(xué)過(guò)程和方法的理解。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生通過(guò)參與與實(shí)踐形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，認(rèn)同科學(xué)家的觀點(diǎn)并不全是真理，而是需要不斷的修正、發(fā)展和完善。同時(shí)，科學(xué)發(fā)展與技術(shù)的發(fā)展之間密不可分，技術(shù)的進(jìn)步可以更好的促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展；（2）生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，并且安排學(xué)生進(jìn)行制作細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型，理解和掌握生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本要點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生理性思維的延展性，可以運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀解釋目前比較認(rèn)可的流動(dòng)鑲嵌模型。最后認(rèn)同流動(dòng)鑲嵌模型仍然會(huì)不斷發(fā)生著變化、修正和完善，實(shí)現(xiàn)高中生物學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

（四）教學(xué)目標(biāo)：

1.知識(shí)目標(biāo)

（1）分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，闡述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律。

（2）舉例說(shuō)明生物膜具有流動(dòng)性特點(diǎn)。

（3）簡(jiǎn)述生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。

2.能力目標(biāo)

（1）分析科學(xué)家建立生物膜模型的過(guò)程，嘗試做出假設(shè)。

（2）發(fā)揮空間想象力，通過(guò)制作模型，構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。

（3）運(yùn)用生活簡(jiǎn)易材料制作細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1）樹立生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辯證唯物主義自然觀。

（2）正確認(rèn)識(shí)科學(xué)價(jià)值觀，理解假說(shuō)的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂螅⑼ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

（3）關(guān)注實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的進(jìn)步在促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展中的作用。

（五）教學(xué)策略

1.以“結(jié)構(gòu)與功能觀”為線索，導(dǎo)入教學(xué)

學(xué)生通過(guò)前面的學(xué)習(xí)知道了細(xì)胞膜是一種透過(guò)性膜，它對(duì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)是有選擇性的?，F(xiàn)在需要制作一個(gè)細(xì)胞模型，有三種材料做細(xì)胞膜：分別是塑料袋、普通布和彈力布。細(xì)胞膜的一個(gè)功能是將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，三種材料都有這樣的作用，但是細(xì)胞并不是封閉的，是一個(gè)開放的生命系統(tǒng)，可以與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)的交換，因此學(xué)生會(huì)利用“結(jié)構(gòu)與功能是統(tǒng)一”的觀點(diǎn)嘗試選擇制作細(xì)胞模型的材料。理性的分析之后發(fā)現(xiàn)，它們的結(jié)構(gòu)均不能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞膜的功能，那么究竟什么材料適合呢？此時(shí)進(jìn)入思考的學(xué)生有強(qiáng)烈的求知欲，他們渴望得到解惑，主動(dòng)地進(jìn)行下一階段的學(xué)習(xí)。

2.以“結(jié)構(gòu)與功能觀”為依據(jù)，辯證認(rèn)知

科學(xué)家結(jié)合前人的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)以及細(xì)胞的融合實(shí)驗(yàn)，提出了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。那流動(dòng)鑲嵌模型與之前所學(xué)習(xí)的功能相適應(yīng)嗎？這個(gè)問題引發(fā)學(xué)生思考，這個(gè)過(guò)程中學(xué)生首先要認(rèn)同生物體的結(jié)構(gòu)與功能觀，然后用其解釋課堂中存在的疑惑。磷脂雙分子層是細(xì)胞膜的基本支架，它像細(xì)胞的圍墻一樣，將細(xì)胞與外界分割開。但是磷脂雙分子層又是有空隙的，并不是完全封閉的。所以一些小分子是可以進(jìn)入的。前面我們知道了蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸載體的功能，蛋白質(zhì)在控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的過(guò)程也起著重要的作用。糖類往往與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白，在細(xì)胞間信息交流的過(guò)程中起著重要的作用。所以流動(dòng)鑲嵌模型可以很好的解釋細(xì)胞膜的功能，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。這個(gè)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生展開想像，理解細(xì)胞膜功能，認(rèn)同細(xì)胞膜對(duì)細(xì)胞這個(gè)生命系統(tǒng)的重要意義。樹立功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)。

二、結(jié)論

基于核心素養(yǎng)的課程改革勢(shì)在必行，作為基礎(chǔ)教育課程體系中重要一環(huán)的生物學(xué)科，理應(yīng)順應(yīng)國(guó)內(nèi)外教育發(fā)展的趨勢(shì)，編制體現(xiàn)與關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生形成不同時(shí)期的生物科學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡紅英.例析應(yīng)用生物學(xué)史開展高中生物科學(xué)方法教育的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)模式[J].科教文匯，2013（33）：153-154.

[2]陳長(zhǎng)劍.高中生物核心素養(yǎng)的內(nèi)涵與培養(yǎng)策略[J].教育：文摘版：00067-00068.