主線式情境教學(xué)在高中生物學(xué)課堂中的應(yīng)用

王麗君

主線式情境教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，旨在通過創(chuàng)設(shè)具有實際意義和挑戰(zhàn)性的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望，幫助他們在真實或仿真的情境中主動獲取知識和技能。這種方法強(qiáng)調(diào)在教學(xué)過程中設(shè)置一個或多個核心問題（主線），圍繞這些問題設(shè)計一系列相關(guān)活動，讓學(xué)生通過實踐、討論、合作和反思等學(xué)習(xí)方式進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)。本文以人教版高中生物學(xué)必修一“分子與細(xì)胞”為例，該內(nèi)容涵蓋了生命活動的分子基礎(chǔ)、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能以及細(xì)胞的增殖與遺傳等核心概念。

主線式情境教學(xué)在高中生物學(xué)課堂中的應(yīng)用，不僅可以提高學(xué)生對生物學(xué)知識的興趣和理解，還可以有效地提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。在“分子與細(xì)胞”的教學(xué)實踐中，探索和實施主線式情境教學(xué)的有效策略，將是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、創(chuàng)設(shè)貼近現(xiàn)實生活的教學(xué)情境

在今天的生物學(xué)課堂上，我們將用一個生活中的實例來深入探索細(xì)胞的神奇世界。設(shè)想一下，大家在戶外活動時不慎摔倒，膝蓋擦傷了。這個簡單的事件背后，其實隱藏著細(xì)胞層面上復(fù)雜而精細(xì)的生理過程。

學(xué)生A：是不是因為血液幫助傷口快速結(jié)痂了？

教師：非常好。血液的凝固確實是初步的防護(hù)過程。但接下來，細(xì)胞層面上會發(fā)生一系列有趣的活動。首先，我們的白血球會發(fā)揮什么作用呢？

學(xué)生B：白血球會趕到傷口處，消滅入侵的細(xì)菌，防止傷口感染。

教師：非常正確。隨后，皮膚細(xì)胞也會加速分裂，新生的細(xì)胞逐漸取代受損的細(xì)胞，實現(xiàn)傷口的愈合。這個過程中，我們可以看到細(xì)胞的哪些特性呢？

學(xué)生C思考了一下：這顯示了細(xì)胞具有再生能力和通過分裂增殖來修復(fù)組織的功能。

教師：完美。這表明大家對細(xì)胞的基本功能有了一定的理解。在接下來的課堂中，我們將采用角色扮演的方式扮演不同的細(xì)胞角色，希望同學(xué)們能通過模擬游戲深入體驗細(xì)胞在傷口愈合過程中的作用和互動。

教師詳細(xì)講解傷口愈合過程中涉及的各種細(xì)胞類型及其功能，包括血小板的聚集形成初步血凝塊、白血球的免疫反應(yīng)消滅細(xì)菌、纖維母細(xì)胞在后期合成膠原蛋白幫助組織重建等。通過這樣的互動學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能理解細(xì)胞學(xué)的理論知識，還能通過親身體驗，深刻感受生物學(xué)知識的豐富性和生命過程的奇妙。

教師總結(jié)：通過今天的學(xué)習(xí)，我希望同學(xué)們能夠更深刻地認(rèn)識到，即使是日常生活中最微小的劃痕，也是我們身體內(nèi)部復(fù)雜細(xì)胞活動的舞臺。這些細(xì)胞的協(xié)調(diào)工作，展現(xiàn)了生命的奇跡。

（設(shè)計意圖：通過創(chuàng)設(shè)具體的角色和情境，學(xué)生不僅能夠加深對細(xì)胞作用與重要性的理解，還能激發(fā)好奇心和探究欲，使得生物學(xué)學(xué)習(xí)更加生動和有趣。）

二、利用項目式學(xué)習(xí)促進(jìn)深入探究

教師：我們將通過項目式學(xué)習(xí)深入了解“細(xì)胞與遺傳信息”這一主題。這個項目旨在促使學(xué)生主動探究，發(fā)揮團(tuán)隊合作的精神，每個小組將選擇一個具體主題進(jìn)行深入研究。不知道大家是否已經(jīng)有了初步的想法？

學(xué)生A：我們小組對DNA復(fù)制的過程非常感興趣，想要探究它是如何保證遺傳信息能夠準(zhǔn)確無誤地傳遞給下一代的。

教師點頭表示贊同：你們選的主題很好，它觸及了生物學(xué)的核心問題。你們打算怎樣具體開展這個研究呢？

學(xué)生B接過話題：我們計劃首先通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館資源搜集有關(guān)DNA復(fù)制的資料，理解其基本原理和關(guān)鍵步驟。接下來，我們想嘗試用實物模型來模擬DNA復(fù)制的整個過程，以便更直觀地展示給同學(xué)們看。最終，我們會整理好研究成果，準(zhǔn)備一份詳細(xì)的報告并向全班同學(xué)分享我們的發(fā)現(xiàn)。

教師點頭表示認(rèn)可：你們的計劃聽起來非常周全。在研究過程中，我們不僅要關(guān)注DNA復(fù)制的正常機(jī)制，還要注意到復(fù)制過程中可能出現(xiàn)的錯誤以及這些錯誤對遺傳信息穩(wěn)定性的影響。這對理解遺傳疾病和癌癥的發(fā)展有重要意義。其他小組有什么想法嗎？

學(xué)生C：我們小組對細(xì)胞凋亡現(xiàn)象很感興趣，想探究它在細(xì)胞生命周期中的角色，以及它是如何在癌癥等疾病的發(fā)展中起到關(guān)鍵作用的。

教師鼓勵：你們選擇的主題非常有深度，細(xì)胞凋亡是維持生物體內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定的重要機(jī)制之一。它不僅涉及細(xì)胞的正常更新和替換，還與許多疾病的發(fā)展密切相關(guān)。你們的研究可以從細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制入手，探討其在疾病中的作用。期待你們能提供新的視角和有價值的發(fā)現(xiàn)。

教師繼續(xù)強(qiáng)調(diào)：記住，項目式學(xué)習(xí)的重點是促進(jìn)大家的主動探究和團(tuán)隊合作。在整個過程中，老師會提供必要的指導(dǎo)和支持。希望每個小組都能深入挖掘你們的主題，不僅學(xué)到知識，還能培養(yǎng)解決問題的能力。

隨后，教師詳細(xì)介紹了項目的時間安排、評估標(biāo)準(zhǔn)和展示形式，鼓勵學(xué)生充分利用校內(nèi)外的資源，發(fā)揮創(chuàng)意，爭取在項目結(jié)束時向全班展示出有深度、有創(chuàng)新的研究成果。這樣的學(xué)習(xí)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究精神和團(tuán)隊協(xié)作能力。

（設(shè)計意圖：本次項目式學(xué)習(xí)的設(shè)計能夠提升學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、批判性思維和問題解決的能力。通過小組討論、資料搜集、實驗操作和成果展示等環(huán)節(jié)，學(xué)生不僅能深化對生物學(xué)核心概念的理解，還能學(xué)會如何在實際研究中應(yīng)用這些知識。此外，該項目旨在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和口頭以及書面表達(dá)能力，為他們未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)生涯奠定堅實的基礎(chǔ)。）

三、結(jié)合角色扮演開發(fā)學(xué)生的思維

教師：繼續(xù)深化今天的角色扮演活動，我們將通過一次小組討論，更加詳細(xì)地探討各細(xì)胞器之間的相互作用和協(xié)調(diào)機(jī)制，這將幫助我們理解細(xì)胞內(nèi)部復(fù)雜而有序的生命活動是如何進(jìn)行的。

學(xué)生A作為線粒體，你已經(jīng)向我們介紹了你在產(chǎn)生細(xì)胞能量中的關(guān)鍵作用。但在這個過程中，你是如何與其他細(xì)胞器協(xié)同工作的呢？

學(xué)生A：在我產(chǎn)生能量的過程中需要與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體緊密合作。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)幫助我獲取必要的脂質(zhì)成分來維持我的結(jié)構(gòu)，而高爾基體則參與調(diào)控我產(chǎn)生的能量分子的運輸。

教師：非常好的解釋。學(xué)生B作為核糖體，你在蛋白質(zhì)合成中扮演了核心角色。那么，在這一過程中，你如何與DNA和mRNA交互呢？

學(xué)生B：我的工作始于DNA的信息，DNA在細(xì)胞核中被轉(zhuǎn)錄成mRNA，然后mRNA離開細(xì)胞核，來到我這里。我讀取mRNA上的遺傳信息，根據(jù)這些指令選擇相應(yīng)的氨基酸，并將它們組裝成特定的蛋白質(zhì)。

教師：很好。這展示了遺傳信息從DNA到蛋白質(zhì)的流動路徑。學(xué)生C作為細(xì)胞膜，你在物質(zhì)運輸中起著關(guān)鍵的門衛(wèi)角色。能否分享一下你是如何與其他細(xì)胞器配合調(diào)控物質(zhì)進(jìn)出的？

學(xué)生C：當(dāng)然，作為細(xì)胞膜，我不僅是一個被動的屏障，還可以通過選擇性、透過性來控制不同物質(zhì)的進(jìn)出。例如，我與線粒體合作，允許氧氣進(jìn)入并將二氧化碳排出。同時，我也調(diào)控營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和廢物的排放，確保細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

教師：很棒。你們?nèi)坏姆窒矸浅＞?，展示了?xì)胞內(nèi)部各細(xì)胞器之間的精細(xì)調(diào)控和合作。現(xiàn)在，我們將進(jìn)入小組討論階段。每個小組將討論一個特定的主題，如細(xì)胞如何響應(yīng)環(huán)境變化，或者細(xì)胞在生長和分裂過程中各細(xì)胞器的角色變化。通過這次討論，我希望大家能夠更深入地理解細(xì)胞的內(nèi)部世界，以及生命活動的復(fù)雜性和美妙性。

隨后，學(xué)生分成小組，圍繞教師提出的主題展開討論。通過這種互動式學(xué)習(xí)方式，學(xué)生不僅加深了對細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的理解，還提高了溝通和協(xié)作能力。

（設(shè)計意圖：本次課堂活動通過角色扮演的方式，旨在促進(jìn)學(xué)生以更積極的態(tài)度學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。通過模擬細(xì)胞器的角色，學(xué)生不僅能更深刻地理解每個細(xì)胞器的功能和重要性，還能通過扮演和討論的形式，加強(qiáng)對細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜相互作用的認(rèn)識。）

四、活用信息技術(shù)豐富學(xué)生的體驗

教師：在今天的課堂上，我們將利用信息技術(shù)深入探索細(xì)胞的奧秘。我們將運用一個高級的虛擬實驗室軟件，進(jìn)行一系列的互動學(xué)習(xí)活動，讓大家近距離觀察和了解細(xì)胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和功能。

學(xué)生A，你提到了如何使用這個虛擬實驗室。首先，我會給大家播放一段簡短的教學(xué)視頻，介紹如何操作這個軟件。之后，你們將被分配到不同的模擬實驗中。學(xué)生A，你將從探索線粒體開始，使用3D模型觀察它是如何在細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生能量的。你將能夠看到ATP的生成過程，以及它是如何支持細(xì)胞其他功能的。

學(xué)生B，你對能否看到真實的細(xì)胞過程表示好奇。在這個虛擬實驗室中，你不僅能看到蛋白質(zhì)合成的整個過程，包括mRNA的翻譯、蛋白質(zhì)的折疊和后修飾，還能通過動態(tài)3D模型，觀察到這一切在細(xì)胞內(nèi)如何實時發(fā)生。這種直觀的學(xué)習(xí)方式，將幫助你更深刻地理解生物學(xué)中的復(fù)雜概念。

學(xué)生C，你詢問是否可以用這個工具進(jìn)行細(xì)胞分裂的模擬實驗。是的，這個虛擬實驗室允許你模擬有絲分裂和減數(shù)分裂過程。你將親自操作，觀察染色體如何在細(xì)胞分裂過程中精確分配到兩個新細(xì)胞中。通過這個實驗，你將能理解細(xì)胞周期的各個階段，以及細(xì)胞如何保持遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。

此外，這個虛擬實驗室還包含一個特別的功能——基因編輯模擬。通過這個模塊，大家將有機(jī)會了解CRISPR-Cas9等現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，探索科學(xué)家是如何在分子層面上編輯細(xì)胞的遺傳信息的。這將為大家打開一個全新的視角，理解生物學(xué)技術(shù)如何影響我們的生活和未來。

通過今天的課程，我希望大家不僅能通過這些高科技工具增進(jìn)對細(xì)胞學(xué)的理解，還能激發(fā)對生物學(xué)科學(xué)深入研究的興趣。現(xiàn)在，讓我們一起進(jìn)入這個虛擬的科學(xué)世界，探索細(xì)胞這個生命的基本單位吧！

（設(shè)計意圖：本次活動的目的是利用虛擬實驗室，來加深學(xué)生對細(xì)胞學(xué)知識的理解。通過互動的3D模型和模擬實驗，學(xué)生可以直觀地觀察到細(xì)胞內(nèi)的各種復(fù)雜過程，從而提高他們的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。這種方法不僅使學(xué)習(xí)過程更加生動和直觀，還有助于學(xué)生形成空間和過程思維，進(jìn)而加深對生物學(xué)概念的理解。）

這些教學(xué)策略的綜合應(yīng)用，旨在為學(xué)生創(chuàng)造一個多元、互動和富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓他們在探索生物學(xué)的奧秘中找到樂趣，激發(fā)他們對科學(xué)的熱愛。通過這樣的學(xué)習(xí)過程，我們不僅培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)知識和技能，還培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識、批判性思維能力和終身學(xué)習(xí)的能力。這些能力將為他們今后的學(xué)習(xí)和生活奠定堅實的基礎(chǔ)，使他們能夠在未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)生涯中取得成功。

（作者單位：福清第二中學(xué)）

編輯：趙文靜