疊加法在磷脂雙分子層教學中的應用

吳慧怡 易祖盛

【摘 要】本文以細胞膜的流動鑲嵌模型為例，論述疊加法在磷脂雙分子層教學中的應用及注意事項，提出教學高中生物微觀知識原理時應從簡單知識層面入手，通過疊加法逐層疊加展示，幫助學生梳理各內(nèi)容的聯(lián)系、理解記憶各項目的功能及結(jié)構(gòu)特點，形成從局部到整體、從結(jié)構(gòu)到功能的意識，從而提高學習效果。

【關鍵詞】疊加法 磷脂雙分子層 教學案例

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）30-0104-03

高中階段，生物知識的學習從宏觀層面轉(zhuǎn)為微觀層面。例如，人教版高中生物必修一“分子與細胞”第三章第一節(jié)“細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”，其中涉及細胞膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。由建構(gòu)主義理論可知，學生對微觀知識的理解需要新舊知識的銜接構(gòu)建。由于上述模型中的細胞膜結(jié)構(gòu)由多種物質(zhì)組成，而各物質(zhì)具有不同功能和分布特點，學生在學習中容易混淆相關概念。教學中，教師可以針對不同學力的學生開展分層教學，也可以將知識進行分層授課，由淺入深、由易到難地將知識以疊加的形式逐層展示給學生，從而使學生獲得更直觀的認識，激發(fā)其學習興趣，培養(yǎng)其學科思維能力。

一、疊加法的應用

教學疊加法，即先將授課內(nèi)容拆分成較簡單的知識模塊，然后逐步疊加展示的教學形式。從簡單的知識入手，將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體形象的知識，并且?guī)椭鷮W生經(jīng)歷從具體到抽象，再由抽象到具體的過程。生物學知識的學習一般從感知開始，學生的感知越豐富，越有利于形成理性認識。通過層層建構(gòu)新知的形式，在學生已習得的舊知識中逐步增加一些新的內(nèi)容，新舊知識聯(lián)結(jié)，這樣易于學生理解新知。疊加法教學能夠培養(yǎng)學生的形象思維能力和比較分析能力。以下是將疊加法運用到磷脂雙分子層教學的實例。

第一層，分別介紹磷脂分子和磷脂雙分子層（如圖1所示）。教師以判斷題的形式讓學生選擇磷脂雙分子層的正確排布方式，引導學生開展討論、總結(jié)。學生得出結(jié)論后，教師通過板書再次復習磷脂分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。功能是，簡單知識的重復能夠強化學生的理解、記憶，并將基礎知識以從平面圖到立體圖的形式展示給學生，讓學生充分認識磷脂分子和磷脂雙分子層，為后續(xù)膜結(jié)構(gòu)的學習奠定基礎。

第二層，介紹蛋白質(zhì)（如圖2所示）。功能是，在學生原有知識磷脂雙分子層中增加一個明顯的物質(zhì)——蛋白質(zhì)，將學生的注意力集中到新物質(zhì)上，提高學習效果。

第三層，介紹不同部位的蛋白質(zhì)（如圖3所示）。教師用PPT展示已增加幾種蛋白質(zhì)的磷脂雙分子層，引導學生說出新增物質(zhì)同樣是蛋白質(zhì)，然后詢問學生這些蛋白質(zhì)之間的差異。功能是，幫助學生了解膜蛋白的多樣性及功能特異性。最后，教師通過板書的形式讓學生清晰地明白蛋白質(zhì)的兩種位置結(jié)構(gòu)（如圖4所示），總結(jié)為四個字——“鑲（鑲在表面）嵌（部分嵌入或全部嵌入）貫穿”——此為一線教師不容易說清楚的內(nèi)容。功能是，通過PPT分層展示以及板書演示的形式，可聯(lián)系舊知識蛋白質(zhì)的功能特點來引導培養(yǎng)學生的推理能力、邏輯思維能力，讓學生清晰地了解蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層中的排布，直觀體會細胞膜結(jié)構(gòu)的鑲嵌性和內(nèi)外膜的不對稱性。

第四層，介紹糖類分子及其形態(tài)（如圖5所示）。教師問學生：“新增的兩條鏈是什么，有何不同？”引發(fā)學生思考后，得出結(jié)論：此為不同類型的糖類分子。功能是，學生能夠清楚地看到糖類分子在磷脂雙分子層中的位置及連接部位，并體會糖類分子不是一種物質(zhì)而是一類物質(zhì)。

第五層，介紹與糖類分子結(jié)合形成的復合物（如圖6所示）。通過觀察糖類分子連接于不同物質(zhì)，學生能夠更直觀地區(qū)分糖蛋白和糖脂，并理解糖類分子又叫糖被的原因。功能是，加深學生對結(jié)構(gòu)決定功能觀的體會及對膜蛋白功能的思考。

第六層，以更大范圍的磷脂雙分子層看糖被的分布（如圖7所示）。教師通過講解糖蛋白的功能（識別、保護、潤滑）來引導學生討論和區(qū)分細胞膜的內(nèi)外側(cè)。功能是，增加視野中細胞膜的面積以讓學生看到更大范圍的膜結(jié)構(gòu)，使先前學習的知識與學生腦海中的想象圖產(chǎn)生共鳴，讓細胞膜的結(jié)構(gòu)圖更靈動地出現(xiàn)在學生的視野中，深化學生對細胞膜結(jié)構(gòu)的認識，并鍛煉學生分析問題的能力。

第七層，介紹膽固醇（如圖8所示）。教師提醒學生關注PPT中的細胞膜，并在學生的注視下添加膽固醇至磷脂雙分子層中，并詢問學生此物質(zhì)有何特點、在分布上與糖類分子相比有何不同。功能是，學生通過對比分析及思考討論，能更清晰地得出膽固醇的分布位置并理解其功能（穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)、是營養(yǎng)物質(zhì)），也能復習和強調(diào)糖類分子的作用、細胞膜內(nèi)外側(cè)的區(qū)分方法。

第八層，簡單介紹細胞骨架（如圖9所示）。教師在結(jié)構(gòu)中增加細胞骨架，讓學生思考討論此結(jié)構(gòu)的功能（維持細胞膜的穩(wěn)定性），從而提出“細胞骨架”這一名詞。功能是，幫助學生建立結(jié)構(gòu)決定功能觀;教師明確本節(jié)課“知道有此物質(zhì)即可，下節(jié)課會詳細學習”，讓學生提前接觸下節(jié)課的內(nèi)容，增強學生對下節(jié)課的學習興趣，并在后續(xù)學習細胞骨架及細胞器結(jié)構(gòu)時聯(lián)想到此圖，在已有相對宏觀的印象中接受新知識。

第九層，回顧整體，得出膜結(jié)構(gòu)（如圖10所示）。教師展示前面所學的構(gòu)成膜的所有物質(zhì)，引導學生思考“在這些物質(zhì)中，構(gòu)成膜基本支架的物質(zhì)是什么”。功能是，在先前的學習中，學生的注意力主要集中在單個物質(zhì)上，而現(xiàn)在則需要教師整體協(xié)調(diào)、有放有收，從結(jié)構(gòu)決定功能觀引導學生思考，鍛煉學生的思維能力，使學生的印象更加深刻。

第十層，觀看視頻，化靜態(tài)為動態(tài)。教師播放關于磷脂雙分子層流動的視頻，讓學生在觀看視頻的同時思考細胞膜的流動性體現(xiàn)在哪些結(jié)構(gòu)。功能是，學生可以通過視頻將先前學習的膜結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來并再次深化，從視頻中細胞膜各成分的流動直觀感受細胞膜的流動性體現(xiàn)在磷脂雙分子。

第十一層，深入剖析膜結(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點。教師帶領學生復習細胞膜的功能特點，并聯(lián)系細胞膜的結(jié)構(gòu)特點，幫助學生分清二者的區(qū)別及聯(lián)系。功能是，理解細胞膜的流動性是細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的基礎，并能區(qū)分何為結(jié)構(gòu)特點、何為功能特點。

二、疊加法應用的注意事項

第一，知識出現(xiàn)的先后順序要建立在學生認知的基礎上，具有邏輯性，方便學生在新舊知識中建立聯(lián)結(jié)。

第二，在知識疊加后應當注意對知識的整體協(xié)調(diào)，形成知識的總結(jié)，幫助學生厘清知識的整體脈絡。

第三，教師運用“講解—演示”策略進行疊加法授課時，要注意引導學生思考演示內(nèi)容，確保學生的思考時間及參與度，切勿只是單純地將知識層層堆疊給學生。

綜上所述，教學課堂中，教師通過學生喜聞樂見的圖片展示形式，集中學生注意力，讓學生在愉悅的心境中完成學習任務，增強學生學習微觀理論的信心。并且，教師將復雜、易混淆的知識點分層展示、講解，化繁為簡，讓學生參與討論、分析，在課堂中自然地消化、吸收相關知識。學生因課堂氛圍較輕松而感受到的學習壓力較小，從而提高學科的學習興趣，這為培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)提供了有利的教學氛圍。

【參考文獻】

[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].3版.北京：高等教育出版社，2020.

【作者簡介】吳慧怡（1997— ），女，廣東惠州人，在讀碩士研究生學歷，主要研究方向為生物學科教學;易祖盛（通訊作者）（1964— ），男，碩士研究生學歷，副教授，現(xiàn)就職于廣東省廣州大學生命科學學院，主要研究方向為唐魚生態(tài)生理、保育和種群恢復研究，教育教學研究等。

（責編 唐玉萍）