“SNP”教學(xué)模式在高中生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：“SNP”教學(xué)模式是一種在新式教育環(huán)境下，隨著教育者與教育接受者的需求而衍生的一種教學(xué)方法。本文將針對(duì)當(dāng)前高中生物課堂上應(yīng)用“SNP”教學(xué)模式的具體策略展開分析，并且結(jié)合當(dāng)前高中生物科學(xué)史的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面的探索與研究。為詳細(xì)教學(xué)策略，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，筆者將結(jié)合《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》這一課題進(jìn)行論證，希望能給廣大教師提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：高中生物;“SNP”教學(xué)模式;生物科學(xué)史;應(yīng)用策略

“SNP”教學(xué)模式，從根本上來分析屬于一種具有科學(xué)研究性質(zhì)的論證方法，將之引入到高中生物課堂教學(xué)中，不僅可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)生物知識(shí)的時(shí)候能夠利用科學(xué)的論證方法去思考相關(guān)內(nèi)容，而且還能讓學(xué)生在不斷地探究過程中尋找出一種可以將之付諸實(shí)踐的方法，感受整體學(xué)習(xí)的過程，從而建立起一種解決問題的良好習(xí)慣。

一、 具體策略

在此就以《生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型》這一課為例，主要把生物膜結(jié)構(gòu)的探索經(jīng)歷區(qū)分為三個(gè)內(nèi)容板塊，并且從中尋找出核心問題進(jìn)行思考與分析。同時(shí)本著對(duì)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，教師在開展教學(xué)并且通過論證方式引導(dǎo)學(xué)生的時(shí)候，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)問題、提出問題、表明觀點(diǎn)、產(chǎn)生懷疑、辯駁論證的整體流程進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的開展，以此來引導(dǎo)學(xué)生分析和研究科學(xué)家在構(gòu)建生物膜模型時(shí)候逐步衍生出來的各種問題與各種科學(xué)觀點(diǎn)。

二、 高中生物科學(xué)史

在人教版高中生物教材中，有關(guān)于生物科學(xué)史的內(nèi)容主要包括了生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程、細(xì)胞學(xué)說的建立過程、酶的本質(zhì)、基因位于染色體上、光合作用的探究歷程、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建方式以及植物生長素的發(fā)現(xiàn)等內(nèi)容。而在對(duì)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)與分析中可以得出一個(gè)結(jié)論，就是生物科學(xué)史的發(fā)展與過程實(shí)際上就是一個(gè)不斷進(jìn)行肯定與否定的過程。周而復(fù)始，無限循環(huán)，經(jīng)過特定的階段給出特定的答案，利用局部的研究成果給出全面的論證方式等。通過這樣的方式，以求進(jìn)行不斷地質(zhì)疑、不斷地辯駁、不斷地論證、不斷地精進(jìn)。由此可見，“SNP”教學(xué)模式在高中生物科學(xué)史的教學(xué)環(huán)境中非常適用。

三、 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型論證方法

此環(huán)節(jié)整體為課堂教學(xué)中的案例論證過程，通過教師與學(xué)生的對(duì)話以及互動(dòng)方式來展現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容，并且會(huì)清晰體現(xiàn)出“SNP”教學(xué)模式在高中生物科學(xué)史教學(xué)中的應(yīng)用方式。

（一） 分析生物膜成分

例如：教師可以提問學(xué)生：“一個(gè)物體的結(jié)構(gòu)，或者是一種物質(zhì)，從本質(zhì)上來分析就是它們所組成的方式以及組成方式的成分和內(nèi)容是什么？在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)生物膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，首先要了解的內(nèi)容就是關(guān)于生物膜的組成成分主要有什么？”隨后，教師可給學(xué)生提供相關(guān)參考資料，如：“在19世紀(jì)中期到19世紀(jì)末期，歐文頓進(jìn)行過幾萬次的研究實(shí)驗(yàn)，他通過對(duì)五百多種植物細(xì)胞物質(zhì)的研究，得出了一個(gè)結(jié)論為，但凡是溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，就一定要比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更先、更容易侵入到生物的細(xì)胞中?！贝藭r(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出一個(gè)基礎(chǔ)的理論依據(jù)，學(xué)生可能會(huì)提出假設(shè)為：“生物膜的建立，是通過脂質(zhì)所形成的?！碑?dāng)學(xué)生提出假設(shè)之后，教師便要按照科學(xué)論證的流程進(jìn)行下一步的教學(xué)工作，也就是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己所提出的假設(shè)進(jìn)行質(zhì)疑與辯駁。如教師可以給學(xué)生舉例為：“參考的材料能不能為該假設(shè)提供有力的支撐呢？”此時(shí)學(xué)生會(huì)重點(diǎn)關(guān)注教師所提供的參考資料，而且會(huì)在資料中發(fā)現(xiàn)：首先，在科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜會(huì)溶解在有溶解脂質(zhì)的溶液中，同時(shí)也會(huì)分解于蛋白酶中，溶解或者分解之后，都會(huì)破壞細(xì)胞膜的完整性。其次，學(xué)生會(huì)結(jié)合之前所學(xué)內(nèi)容分析到，在20世紀(jì)初期，生物學(xué)家把細(xì)胞膜從一個(gè)哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中提取了出來，通過對(duì)其進(jìn)行分析得出了細(xì)胞膜的主要組成成分是蛋白質(zhì)與脂質(zhì)物質(zhì)。在學(xué)生通過質(zhì)疑階段找到正確答案之后，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出最終的結(jié)論，讓學(xué)生知道生物膜的主要組成部分就是蛋白質(zhì)與脂質(zhì)物質(zhì)兩種成分。

（二） 分析磷脂分子的排布方式

例如：教師可以對(duì)學(xué)生提出一個(gè)基礎(chǔ)性問題：“通過之前的論證得出了生物膜的主要組成成分為蛋白質(zhì)和脂質(zhì)物質(zhì)。這些成分是如何組成生物膜的？”教師在提出問題之后，學(xué)生自然無法解答，此時(shí)需要教師給學(xué)生提供相應(yīng)的參考資料，如：“通過不斷地實(shí)驗(yàn)與研究表明，生物膜中脂質(zhì)物質(zhì)的主要成分為磷脂，而磷脂又是一種由脂肪酸、磷酸以及甘油所組成的分子結(jié)構(gòu)，且磷酸的頭部親水，脂肪酸的末尾疏水。”當(dāng)學(xué)生對(duì)參考資料進(jìn)行分析與研究之后，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行磷脂分子的排布方式探索，并且引導(dǎo)學(xué)生建立相關(guān)模型，如：“大家可以將磷脂分子在空氣中和水界面中的排序方式通過繪圖的形式表現(xiàn)出來?！碑?dāng)學(xué)生做完表示結(jié)構(gòu)圖之后，教師便可以提出關(guān)于磷脂分子排布方式的論據(jù)：“在1917年，朗姆瓦把磷脂分子在空氣中和水界面中進(jìn)行了單層排序，最終導(dǎo)致了磷脂分子的頭部沉入了水面，而末尾卻留在了水面之上。”隨后，教師再提供論據(jù)：“草履蟲屬于單細(xì)胞生物，而通過研究表明，草履蟲所生活的環(huán)境必須有水，就像是人體內(nèi)的血細(xì)胞一樣，若想要生存，就必須要依附于液體的循環(huán)，所以可以得出結(jié)論為，人體內(nèi)的血液主要成分是水結(jié)構(gòu)，就算是在血細(xì)胞內(nèi)部，也有85%以上的組成部分為水?！蓖ㄟ^教師不斷提出的論證依據(jù)，此時(shí)學(xué)生會(huì)明白磷脂分子的排布方式以及在水界面與空氣中的體現(xiàn)方式，而且還在論證依據(jù)中了解到細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)成分。隨后，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生提出質(zhì)疑，如：“如果外界環(huán)境不是單純的空氣環(huán)境與水界面環(huán)境，該如何判定這一研究內(nèi)容？”此時(shí)學(xué)生會(huì)說：“如果整體環(huán)境都為水環(huán)境，磷脂分子在排布方式上會(huì)有什么不同呢？是不是就不會(huì)出現(xiàn)尾部結(jié)構(gòu)了呢？”當(dāng)學(xué)生提出質(zhì)疑之后，教師務(wù)必要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)如何構(gòu)建模型，如教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的模型繪制，如在完全是水環(huán)境的狀態(tài)下，磷脂分子的排布方式是怎樣的。當(dāng)學(xué)生繪制完成后，教師要適時(shí)提出供學(xué)生參考的論據(jù)，如：“在1925年的時(shí)候，荷蘭的著名科學(xué)家格倫德和哥特，通過丙酮從人體的紅細(xì)胞膜里提取了部分脂質(zhì)物質(zhì)，然后將之在空氣中與水界面中進(jìn)行了単分子層的排布分析，且將之鋪展于水界面上，最終得出結(jié)果為，単分子層的面積大概是紅細(xì)胞膜面積的兩倍略多?！贝藭r(shí)，學(xué)生自然會(huì)明白如果磷脂分子在水環(huán)境下會(huì)如何進(jìn)行排布，從而也可得出最終的論證結(jié)果為：磷脂分子的頭部沖外部，末尾沖內(nèi)部，可排布為連續(xù)雙層。

（三） 分析蛋白質(zhì)分子的排布和膜流動(dòng)性

例如：教師可設(shè)計(jì)問題為：“生物膜的主要成分是蛋白質(zhì)和磷脂，而現(xiàn)在大家對(duì)磷脂分子的排布方式也已經(jīng)掌握。蛋白質(zhì)的排布方式是怎樣的？”隨后，教師可對(duì)學(xué)生提供相關(guān)參考資料：在20世紀(jì)50年代，世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)真正意義上的電子顯微鏡探測儀。且當(dāng)時(shí)的電子顯微鏡探測原理與如今的顯微鏡探測原理大致相同，均是通過電子光束的照射，使其在大分子物質(zhì)上產(chǎn)生黑板與暗影，反之會(huì)呈現(xiàn)為明亮現(xiàn)象。隨后，羅伯特森在1959年對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行了觀察與分析，且在觀察過程中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜在電子顯微鏡下呈現(xiàn)出了“暗、明、暗”的三層結(jié)構(gòu)狀態(tài)，對(duì)此，羅伯特森大膽地設(shè)計(jì)出了生物膜的單位膜模型。學(xué)生經(jīng)過對(duì)參考資料的研究與分析之后，會(huì)對(duì)如何提煉出單位膜模型產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，此時(shí)教師便可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行提煉單位膜模型的教學(xué)活動(dòng)，并且提出相應(yīng)觀點(diǎn)，首先，教師要讓學(xué)生明白，生物膜是由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)物質(zhì)、蛋白質(zhì)三層所構(gòu)成的，且蛋白質(zhì)在整體構(gòu)成成分中屬于對(duì)稱排布的;其次，教師要讓學(xué)生明白，脂質(zhì)分子與蛋白質(zhì)分子在結(jié)構(gòu)中都不是靜止的。此時(shí)，教師便可對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論依據(jù)上的提供，如：“在構(gòu)成蛋白質(zhì)時(shí)，氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)有的是親水的，有的是疏水的，還有的在蛋白質(zhì)的外圍都是親水的，而疏水部分藏在了內(nèi)部的基團(tuán)中，還有的是蛋白質(zhì)外圍是疏水的，而親水部分藏在了基團(tuán)中。所以由此可以證明，蛋白質(zhì)是部分親水，部分疏水的物質(zhì)?！蓖ㄟ^教師的不斷引導(dǎo)與帶動(dòng)，此時(shí)學(xué)生可能會(huì)提出疑問為：“那么蛋白質(zhì)是否是以對(duì)稱的方式排布在脂質(zhì)物質(zhì)的外圍呢？”在此，就需要教師幫助學(xué)生構(gòu)建一個(gè)模型來體現(xiàn)磷脂雙分子層中的蛋白質(zhì)排布方式。教師提供依據(jù)為：因冰凍技術(shù)，現(xiàn)科學(xué)家可觀察細(xì)胞膜的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。冰凍技術(shù)是通過液氮冷凍之后，利用冷刀切割，通過升溫處理使之升華，從而展露出斷裂部分的結(jié)構(gòu)狀況，再經(jīng)過處理，方可進(jìn)行觀察。此外，教師還要糾正學(xué)生的觀點(diǎn)，首先讓學(xué)生明白，蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層的中間，有的則在表面，有的卻跨越整個(gè)分子層進(jìn)行排布。隨后可提供依據(jù)為：變形蟲在進(jìn)食和運(yùn)動(dòng)、洋蔥鱗片葉的表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離等。此時(shí)學(xué)生會(huì)提出疑問為：“生物膜一定是靜止的嗎？”根據(jù)質(zhì)疑教師可為學(xué)生提供參考依據(jù)：在1970年，艾迪登和弗雷德進(jìn)行了小白鼠細(xì)胞與人類細(xì)胞的結(jié)合實(shí)驗(yàn)。并且通過紅色熒光物質(zhì)表示人類細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子，通過綠色熒光物質(zhì)表示小白鼠細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子。融合之后，新細(xì)胞呈半紅半綠狀態(tài)，在體溫狀態(tài)下，四十分鐘之后顏色分布均勻。此時(shí)學(xué)生會(huì)明白，生物膜上的磷脂分子運(yùn)動(dòng)方式分為多種，主要有平面?zhèn)认蜻\(yùn)動(dòng)、軸心圍繞旋轉(zhuǎn)、尾部搖擺運(yùn)動(dòng)以及雙層分子的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)學(xué)生的觀點(diǎn)會(huì)較之前有所不同，經(jīng)過教師的引導(dǎo)，學(xué)生便會(huì)明白生物膜上的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子并不是靜止的。

最后，教師與學(xué)生可同時(shí)認(rèn)可1972年尼克森和桑格所提出的“流動(dòng)鑲嵌模型”這一主張。

四、 總結(jié)與反思

1. 教師要嚴(yán)格問題導(dǎo)向，認(rèn)真梳理課堂問題的脈絡(luò)，保證清晰明確。

2. 教師要嚴(yán)格論證教學(xué)方法，秉承科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)密教學(xué)邏輯，端正教學(xué)態(tài)度。

3. 務(wù)必結(jié)合提出問題、提出觀點(diǎn)、提出質(zhì)疑、辯駁論證、修正與認(rèn)可觀點(diǎn)的流程開展教學(xué)。

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作者簡介：

盧志薇，福建省建甌市，福建省建甌市第二中學(xué)。