基于支架式教學(xué)的生物教學(xué)案例及分析
——以“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”教學(xué)為例

甘 露

(江蘇省外國語學(xué)校 江蘇 蘇州 215104)

1.引言

支架式教學(xué)是以學(xué)生為主體，建立在學(xué)生自身的知識水平上，以培養(yǎng)學(xué)生的知識技能與創(chuàng)新能力為目標(biāo)，發(fā)揮學(xué)生潛能激發(fā)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的教學(xué)模式[1]。因生物學(xué)具有知識點(diǎn)多，知識體系復(fù)雜的特點(diǎn)，在教學(xué)中可發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在知識點(diǎn)漏記與知識體系構(gòu)建混亂的情況，因而教師在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中可采用支架教學(xué)的方式順應(yīng)學(xué)生的思維邏輯讓學(xué)生思考。

《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能》選自高中生物人教版必修一第三章第一節(jié)，主要包括細(xì)胞膜的功能、細(xì)胞膜的成分以及細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，既是對細(xì)胞中的有機(jī)化合物與無機(jī)化合物延伸，也是細(xì)胞中物質(zhì)成分結(jié)構(gòu)與功能的具體化。本節(jié)的重點(diǎn)在于讓學(xué)生了解細(xì)胞膜的成分、功能與結(jié)構(gòu)，并理解細(xì)胞膜對于生命系統(tǒng)具有重要意義，難點(diǎn)在于掌握流動(dòng)鑲嵌模型。因本節(jié)的內(nèi)容是學(xué)生第一次接觸細(xì)胞的具體結(jié)構(gòu)，需要學(xué)生具有較強(qiáng)的抽象思維能力，有一定的理解難度，且知識點(diǎn)較多。因而可采用支架式教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，自主構(gòu)建細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)鋪墊。

2.教學(xué)案例展示

2.1 結(jié)合生活常識，創(chuàng)設(shè)情景，問題導(dǎo)入新課。教師結(jié)合學(xué)生生活常識，展示我國的邊界線(中國地圖)并提問：“在圖片中，將我國與其他國家分開來的是什么？”教師進(jìn)一步在PPT上進(jìn)一步展示人體的邊界、校園的邊界等圖片，提問“圖片中展示的事物存在邊界嗎？他們的邊界是真實(shí)存在的嗎？”學(xué)生提出自己的猜想：存在且真實(shí)存在。教師對學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)“不論是國家的邊界還是人體或是校園的邊界，它都起到了隔離事物的作用。因此，我們可以得出邊界是對事物進(jìn)行隔離的實(shí)際或假象的界限。”

教師進(jìn)一步引導(dǎo)“通過前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道細(xì)胞也是一個(gè)獨(dú)立的生命系統(tǒng)，那么它有沒有邊界呢？它的邊界是實(shí)際的還是假想的？在電子顯微鏡誕生之前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些有關(guān)細(xì)胞的神奇現(xiàn)象。”PPT展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象資料，搭建支架：

資料一：進(jìn)入活細(xì)胞的物質(zhì)要通過一道選擇性的屏障，并不是所有的物質(zhì)都能進(jìn)入細(xì)胞。

資料二：用顯微注射器將一種叫伊紅的物質(zhì)注入變形蟲內(nèi)，伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞，卻不能很快逸出細(xì)胞。

資料三：在光學(xué)顯微鏡下看到，用微針觸碰細(xì)胞表面時(shí)，細(xì)胞表面有彈性，可以伸展。

再次拋出問題“細(xì)胞有真實(shí)的邊界嗎？”引導(dǎo)學(xué)生閱讀資料并分析得出細(xì)胞具有實(shí)際邊界的結(jié)論。

2.2 結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，理解細(xì)胞膜的功能。教師引導(dǎo)“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，在了解了細(xì)胞膜的物質(zhì)組成之后，我們來進(jìn)一步了解其功能”，結(jié)合PPT展示資料，搭建學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生分點(diǎn)總結(jié)歸納出細(xì)胞膜的3大功能。

資料一：細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)較為穩(wěn)定，細(xì)胞膜將細(xì)胞核、眾多的細(xì)胞器與外界環(huán)境分隔開。

資料二：細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞不需要的物質(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞?？贵w、激素等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后分泌到細(xì)胞外，細(xì)胞代謝的廢物也要排到細(xì)胞外，但是核酸等重要的成分卻不會(huì)流出細(xì)胞。

資料三：多細(xì)胞個(gè)體內(nèi)細(xì)胞之間存在信息之間的交流。如激素的隨血液運(yùn)輸與靶細(xì)胞結(jié)合、精卵識別、胞間連絲等。

概念圖展示細(xì)胞膜的三大功能，并以學(xué)校的圍墻以及學(xué)生之間的信息交流類比細(xì)胞膜的功能，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對細(xì)胞膜功能的理解學(xué)生結(jié)合材料逐點(diǎn)進(jìn)行討論分析，得出細(xì)胞膜的三大功能。

2.3 分析資料，總結(jié)細(xì)胞膜的成分。教師結(jié)合PPT展示實(shí)驗(yàn)資料并設(shè)問“在獲得細(xì)胞膜之后，科學(xué)家通過對其進(jìn)行研究，逐步了解了細(xì)胞膜的主要成分。請你根據(jù)科學(xué)家的研究結(jié)果推測細(xì)胞膜的組成成分有哪些。”發(fā)布任務(wù)，結(jié)合科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果搭建支架。

資料一：用脂質(zhì)溶劑處理細(xì)胞后細(xì)胞膜會(huì)被溶解，同時(shí)脂質(zhì)物質(zhì)易于穿過細(xì)胞膜。

資料二：蛋白酶可以水解蛋白質(zhì)，當(dāng)用蛋白酶處理細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞；向溶解了細(xì)胞膜的溶液中加入雙縮脲試劑后溶液變紫。

資料三：細(xì)胞膜成分含量圖(如圖2-3)所示。

教師提出問題“資料一說明細(xì)胞膜含有什么成分？資料二說明細(xì)胞膜含有什么？資料三說明細(xì)胞膜還有什么成分？三種成分之間的數(shù)量關(guān)系是怎樣的？”，教師結(jié)合PPT上展現(xiàn)的數(shù)據(jù)，對細(xì)胞膜具體的組成成分及其比例進(jìn)行說明，并強(qiáng)調(diào)：(1)在組成細(xì)胞的脂質(zhì)中，磷脂的含量最豐富；(2)功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜其蛋白質(zhì)的種類及數(shù)量越多。

2.4 流動(dòng)鑲嵌模型的構(gòu)建。教師提問“如果僅是將這些成分按照細(xì)胞膜的比例放置在一起能夠執(zhí)行細(xì)胞膜的功能嗎？”引導(dǎo)學(xué)生理解成分構(gòu)成一定結(jié)構(gòu)才具有一定的功能。進(jìn)一步提問“那這些成分之間是如何組成細(xì)胞膜的呢？”。PPT展示科學(xué)史實(shí)驗(yàn)資料，構(gòu)建科學(xué)史支架。

資料一：1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜清晰的暗-亮-暗結(jié)構(gòu)。

資料二：1970年，科學(xué)家用發(fā)綠色熒光的染料標(biāo)記小鼠的蛋白質(zhì)分子，用紅色標(biāo)記人細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)細(xì)胞融合后，熒光標(biāo)記均勻分布。

教師提問“通過資料一，關(guān)于磷脂與蛋白質(zhì)相對位置你有什么猜測？”、“細(xì)胞膜相融合后，為什么熒光標(biāo)記會(huì)均勻分布？”，引發(fā)學(xué)生思考與討論，不斷產(chǎn)生認(rèn)知矛盾，進(jìn)而推導(dǎo)出一定的結(jié)論。在學(xué)生推導(dǎo)的基礎(chǔ)之上，展示流動(dòng)鑲嵌模型并對模型內(nèi)容結(jié)合科學(xué)史材料進(jìn)行補(bǔ)充說明。

2.5 課堂總結(jié)。教師以細(xì)胞膜為中心，以成分與功能結(jié)合流動(dòng)鑲嵌模型模式圖，對課程內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，強(qiáng)化成分影響結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀念。同時(shí)滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)與生物發(fā)展之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主梳理，并進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究意識。

3.教學(xué)案例分析

3.1 多重支架構(gòu)建，凸顯科學(xué)探究，滲透科學(xué)思維培養(yǎng)。生物學(xué)教學(xué)中多重支架的構(gòu)建可更好的滲透科學(xué)探究。如在本案例中，多次通過科學(xué)史資料的呈現(xiàn)與活動(dòng)的設(shè)計(jì)構(gòu)建學(xué)習(xí)支架，輔以由淺入深的問題串，將記憶性的生物學(xué)知識與科學(xué)史相結(jié)合，達(dá)到加深了學(xué)生記憶，積極調(diào)動(dòng)了學(xué)生的思維的目的。在整個(gè)教學(xué)過程中，科學(xué)史的應(yīng)用有利于培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)論的解釋與分析能力，生活現(xiàn)象的解釋也有利于培養(yǎng)學(xué)生知識的應(yīng)用能力，更直觀的理解知識內(nèi)涵，初步形成科學(xué)探究的思維。

3.2 多樣化呈現(xiàn)資料，構(gòu)建多元支架，維持學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。多樣化學(xué)習(xí)資料的呈現(xiàn)，有助于學(xué)生在教學(xué)過程中突破單一的感官獲取信息帶來的疲倦感，增加多感官刺激，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，維持學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。如在案例中利用視頻、動(dòng)圖、實(shí)驗(yàn)描述等方式呈現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、微觀生命現(xiàn)象等，化抽象為具象，化結(jié)論為科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，化課本學(xué)習(xí)為啟發(fā)引導(dǎo)的教學(xué)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中在各多元化支架的支持下一步一步的自主學(xué)習(xí)得出結(jié)論。同時(shí)，正是這樣的不斷“提出問題-做出假設(shè)-揭秘”的過程，讓學(xué)生樂于在認(rèn)知矛盾中探索，可更好的維持了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

4.結(jié)語

高中生物學(xué)研究的對象多較為抽象，如要求學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析出相應(yīng)的結(jié)論。支架式教學(xué)可在構(gòu)建知識內(nèi)在邏輯的基礎(chǔ)之上發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，可較好的讓學(xué)生維持學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，迎難而上。因而在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，可以以知識點(diǎn)的內(nèi)在邏輯關(guān)系為線，以一些科學(xué)史上的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)為支架，運(yùn)用資料分析、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析并在問題串的引導(dǎo)下，結(jié)合多元的材料呈現(xiàn)方式如文本、表格、圖片、視頻等讓學(xué)生逐步理解。整個(gè)過程將理論與實(shí)踐相結(jié)合，課堂活動(dòng)豐富，可切實(shí)有效的培養(yǎng)學(xué)生理性思維與科學(xué)探究能力。