基于課程思政理念的“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”教學(xué)設(shè)計(jì)

王佳雙?熊洪林?陳嶙

摘 要：將課程思政貫穿于中學(xué)生物學(xué)教學(xué)，是進(jìn)一步推動(dòng)立德樹(shù)人工作的要求?！凹?xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”一課具有豐富的思政元素，教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視在課堂上巧妙引入思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。對(duì)此，文章嘗試挖掘“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”的思政元素進(jìn)行教學(xué)構(gòu)思和設(shè)計(jì)，以為相關(guān)教育工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞膜；課程思政；高中生物學(xué)

基金項(xiàng)目：2020年貴州省高等學(xué)校教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“基于課程思政理念的《動(dòng)物生物學(xué)》教學(xué)改革研究”（2020238）。

作者簡(jiǎn)介：王佳雙（1998—），女，黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院。

陳 嶙（1977—），女，黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院。

通信作者：熊洪林（1967—），男，黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院。

課程思政是實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的重要途徑，是現(xiàn)代化教育的發(fā)展要求。曹文澤指出應(yīng)全面把握和推進(jìn)思想政治教育，開(kāi)展課程思政建設(shè)，促進(jìn)各類(lèi)各科課程與思想政治教育融合，挖掘和豐富各類(lèi)課程的思想政治元素［1］。陸道坤認(rèn)為課程思政應(yīng)該將思想政治元素融入課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)和內(nèi)容中，潛移默化地影響學(xué)生的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，并與思想政治課共同完成新時(shí)代新課程的育人要求［2］。人教版高中生物學(xué)新教材指向?qū)W科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，其中蘊(yùn)含家國(guó)情懷、愛(ài)國(guó)主義、社會(huì)責(zé)任等多種豐富的思想政治元素，是課程思政的重要載體。然而，有部分教師缺乏課程思政意識(shí)，在教學(xué)中只注重傳授知識(shí)，忽視課堂思政教育，或者認(rèn)為思政教育僅是思想政治課程老師的事。對(duì)此，本文以“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”為例，探討挖掘高中生物學(xué)課程思政元素，推進(jìn)課程思政建設(shè)的有效路徑。

一、教材分析

“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”是人教版高中生物學(xué)新教材必修一第三章《細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)》第一節(jié)的內(nèi)容，該節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生從分子水平上認(rèn)識(shí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，包括細(xì)胞膜的功能、對(duì)細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索以及流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容等教學(xué)知識(shí)點(diǎn)［3］。與舊教材不同，新教材刪減了體驗(yàn)制備細(xì)胞膜方法的實(shí)驗(yàn)，并將舊教材中第四章第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型內(nèi)容編排在這節(jié)，同時(shí)增加了探索細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的科學(xué)史內(nèi)容。

本課首先以“問(wèn)題探討”引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)細(xì)胞膜的功能［4］。接著以文字和插圖展示細(xì)胞膜的三個(gè)功能，再通過(guò)“思考·討論：對(duì)細(xì)胞膜成分的探索”這一科學(xué)史內(nèi)容，加上相應(yīng)的插圖和問(wèn)題串引出細(xì)胞膜的組成成分，并講述科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷程，補(bǔ)充“提出假說(shuō)”的科學(xué)方法。最后展示流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能”“細(xì)胞膜的成分”“流動(dòng)鑲嵌模型”；難點(diǎn)是“細(xì)胞膜的功能”。本節(jié)的教學(xué)為后面的水分代謝、礦質(zhì)代謝、免疫以及生物膜系統(tǒng)和跨膜運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析

細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位，作為一個(gè)基本的生命系統(tǒng)，它的邊界是細(xì)胞膜。學(xué)生在初中已經(jīng)初步學(xué)習(xí)了關(guān)于細(xì)胞的基礎(chǔ)知識(shí)，在高中生物學(xué)必修一第一章《走近細(xì)胞》中也重新復(fù)習(xí)并深入了解了細(xì)胞的知識(shí)，知道細(xì)胞都有細(xì)胞膜。但這部分學(xué)習(xí)內(nèi)容比較抽象，而高一學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)和抽象思維仍未完善，因此，教師在教學(xué)中可以通過(guò)形象而直觀的圖片和視頻幫助學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)。具體而言，可以先以音樂(lè)導(dǎo)入激起學(xué)生的興趣，再通過(guò)展示細(xì)胞膜三大功能的圖片和視頻，引導(dǎo)學(xué)生探索分析細(xì)胞膜的成分和結(jié)構(gòu)，逐步幫助學(xué)生理解細(xì)胞膜的相關(guān)內(nèi)容。

三、教學(xué)及課程思政目標(biāo)

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容比較豐富，含有較多的思政元素。通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，應(yīng)達(dá)到以下的教學(xué)目標(biāo)和思政目標(biāo)［5］。

（1）概述細(xì)胞膜的成分和功能，說(shuō)出細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)和流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容，在理解細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

（2）通過(guò)對(duì)“細(xì)胞膜成分及結(jié)構(gòu)的探索”相關(guān)科學(xué)史的自主閱讀和討論，在學(xué)習(xí)過(guò)程中基于生物學(xué)事例發(fā)展歸納與概括、演繹與推理的科學(xué)思維［6］。

（3）在科學(xué)史的自主探究學(xué)習(xí)中，增強(qiáng)對(duì)生物學(xué)的好奇心和求知欲，逐步掌握科學(xué)探究的基本方法和思路。

（4）通過(guò)細(xì)胞膜功能的講解，聯(lián)系生活實(shí)際，關(guān)注社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神和社會(huì)責(zé)任感。

四、“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）導(dǎo)入：“細(xì)胞膜——細(xì)胞系統(tǒng)的邊界”

展示脂質(zhì)體藥物臨床使用的模擬動(dòng)畫(huà)，提出問(wèn)題：為什么這類(lèi)藥物能夠提高藥物治療效率，降低藥物的不良反應(yīng)？學(xué)生帶著疑問(wèn)學(xué)習(xí)，通過(guò)本節(jié)課內(nèi)容找到問(wèn)題答案。

設(shè)計(jì)意圖：以脂質(zhì)體藥物模擬動(dòng)畫(huà)導(dǎo)入，吸引學(xué)生對(duì)該節(jié)內(nèi)容的注意力，并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

（二）細(xì)胞膜的三大功能

（1）展示地圖，以省界劃分省內(nèi)、省外，以國(guó)界劃分國(guó)內(nèi)、國(guó)外，和細(xì)胞膜進(jìn)行類(lèi)比，即以細(xì)胞膜為界限可分為細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境和細(xì)胞外部環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生探索細(xì)胞膜的第一個(gè)功能——細(xì)胞膜是細(xì)胞這一基本生命系統(tǒng)的邊界，能將細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境分隔開(kāi)。由于細(xì)胞膜的存在，細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，這保證了細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。而一個(gè)國(guó)家有陸地、海域的邊界，邊界的穩(wěn)定對(duì)國(guó)家的穩(wěn)定和發(fā)展至關(guān)重要。教師可借機(jī)為學(xué)生播放我國(guó)邊防戰(zhàn)士冒著風(fēng)雪巡邏的視頻，讓學(xué)生體會(huì)邊防戰(zhàn)士吃苦奉獻(xiàn)，為安定和平的幸福生活提供保障的崇高家國(guó)情懷，由此培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷與家國(guó)責(zé)任感、使命感，增加課程思政教育的感染力。

（2）展示海關(guān)嚴(yán)格檢查進(jìn)出人員的畫(huà)面，以海關(guān)或邊防檢查站類(lèi)比細(xì)胞膜，對(duì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的“檢查”。探討鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，活細(xì)胞不會(huì)著色。探究活細(xì)胞為什么不會(huì)被染色，從而引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)活細(xì)胞的細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)進(jìn)出有控制作用，得出細(xì)胞膜的第二個(gè)功能：能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。我國(guó)海關(guān)官員不怕麻煩、不受誘惑、始終如一地進(jìn)行安全檢查，防止文物以及嚴(yán)禁出國(guó)的物品流出國(guó)外，嚴(yán)禁入關(guān)的物品流入國(guó)內(nèi)。這樣，通過(guò)情境聯(lián)想，提高學(xué)生的家國(guó)情懷和對(duì)海關(guān)工作人員的理解和崇高敬意，培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生形成為國(guó)家和社會(huì)做貢獻(xiàn)的人生目標(biāo)。

（3）播放視頻《細(xì)胞間的交流》和《國(guó)際外交視頻》，引出細(xì)胞膜的第三個(gè)功能：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。多細(xì)胞生物體是一個(gè)繁忙而有序的細(xì)胞社會(huì)，如果沒(méi)有信息交流，生物體就不可能作為一個(gè)整體完成生命活動(dòng)。細(xì)胞間的信息交流與細(xì)胞膜息息相關(guān)，就像一個(gè)個(gè)系統(tǒng)由于某種結(jié)構(gòu)的存在而得以順利交流，由此聯(lián)系我國(guó)外交形勢(shì)，對(duì)比新中國(guó)成立初期和現(xiàn)在的外在影響力，不難看出：在中國(guó)共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下，中國(guó)日益強(qiáng)大。以此提高學(xué)生對(duì)我國(guó)的政治制度的認(rèn)同和愛(ài)國(guó)主義情懷。

（4）小結(jié)

本節(jié)設(shè)計(jì)意圖：以圖片和視頻引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解細(xì)胞膜的三個(gè)功能；以小結(jié)的形式強(qiáng)化和鞏固學(xué)生的細(xì)胞膜功能知識(shí)建構(gòu)，完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在課程思政方面，與細(xì)胞膜進(jìn)行類(lèi)比，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神和民族自豪感、國(guó)家認(rèn)同感。

（三）細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)探索

（1）細(xì)胞膜的功能由其成分和結(jié)構(gòu)決定。展示“對(duì)細(xì)胞膜成分的探索”科學(xué)史資料，并提出問(wèn)題：①通過(guò)資料一和資料二，可以得出什么結(jié)論？②閱讀資料三和資料四，又能得出什么結(jié)論？③請(qǐng)各位同學(xué)探索四則科學(xué)史資料的內(nèi)容并總結(jié)細(xì)胞膜的成分。

資料一呈現(xiàn)的是1895年歐文頓的植物細(xì)胞的通透性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過(guò)細(xì)胞膜，不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)不容易穿過(guò)細(xì)胞膜。資料二呈現(xiàn)的是科學(xué)家利用不同的動(dòng)物細(xì)胞作為研究材料，最后利用哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞制備出純凈的細(xì)胞膜并進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇，其中磷脂含量最多。科學(xué)家據(jù)此初步歸納出細(xì)胞膜的組成成分及分子特點(diǎn)。資料三呈現(xiàn)了1925年荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德?tīng)栍帽獜娜说募t細(xì)胞中提取脂質(zhì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了細(xì)胞膜中磷脂雙分子層的排列方式。資料四呈現(xiàn)的是1935年英國(guó)學(xué)者丹尼利和戴維森通過(guò)研究細(xì)胞膜的張力，推測(cè)細(xì)胞膜除了含有脂質(zhì)分子，可能還附有蛋白質(zhì)。

學(xué)生交流討論問(wèn)題串，逐步得出細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還有少量糖類(lèi)的結(jié)論。而通過(guò)自主閱讀資料，并按要求梳理思路，揣摩和領(lǐng)悟科學(xué)家的研究方法，感受科學(xué)研究的步驟，寫(xiě)出科學(xué)家探索細(xì)胞膜成分歷程的訓(xùn)練，學(xué)生能夠知道科學(xué)家并不是一開(kāi)始就直接得出細(xì)胞膜的成分，而是在不斷的摸索中才得出正確的結(jié)果，這能提高學(xué)生科學(xué)的精神和態(tài)度，提升其科學(xué)素養(yǎng)。

（2）用多媒體設(shè)備展示科學(xué)家探索細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的科學(xué)史資料和相應(yīng)的圖片。學(xué)生通過(guò)閱讀分析四則資料，分組討論交流，能夠?qū)?xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型形成清晰的印象，深化認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

資料一呈現(xiàn)的是1959年羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，結(jié)合其他科學(xué)家的工作，大膽提出了細(xì)胞膜模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)假說(shuō)。資料二呈現(xiàn)的是20世紀(jì)60年代后，科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜是靜態(tài)結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)不是全部平鋪于脂質(zhì)表面，有的蛋白質(zhì)鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中。資料三呈現(xiàn)的是1970年科學(xué)家用熒光顯微技術(shù)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。資料四呈現(xiàn)的是1972年辛格和尼科爾森提出細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型。

在學(xué)生閱讀、分析資料后，教師再以視頻的形式展現(xiàn)科學(xué)家探索發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷史進(jìn)程以及流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，以深化學(xué)生的理解，幫助學(xué)生完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)生在進(jìn)一步理解細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，聯(lián)系細(xì)胞膜的功能，能形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。同時(shí)，通過(guò)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，學(xué)生能深入感悟科學(xué)家不斷探索、持之以恒、百折不撓的精神，從而形成正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。在自主學(xué)習(xí)和小組討論的過(guò)程中，學(xué)生能基于生物學(xué)事例發(fā)展歸納與概括、演繹與推理的科學(xué)思維，通過(guò)資料分析初步體驗(yàn)科學(xué)家不怕困難和失敗，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度，提升科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)［7］。

（四）總結(jié)

本節(jié)課設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生整理知識(shí)體系，梳理生物學(xué)概念，制作本節(jié)課概念圖，同時(shí)以課后練習(xí)及提問(wèn)形式進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生總結(jié)課堂知識(shí)，落實(shí)課程思政教育。

五、教學(xué)反思

通過(guò)學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，學(xué)生能夠了解科學(xué)研究方法，發(fā)展歸納與概括、演繹與推理的科學(xué)思維，培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)，堅(jiān)定理想信念，樹(shù)立崇高志向。因此，教師要重視在學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞膜相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，潛移默化地進(jìn)行課程思政教育，以提升學(xué)生思想道德修養(yǎng)，達(dá)成立德樹(shù)人要求。

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