“基于SNP教學模式的高中生物教學設計

摘 要：科學協(xié)商教學法（science negotiation pedagogy，SNP）是美國最新提出的一種整合建模與論證過程的滲透式教學模式。本文以“細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”一節(jié)為例，構(gòu)建生物膜的流動鑲嵌模型，闡述SNP教學模式在高中生物教學中的應用，為豐富高中生物教學理論提供參考。

關鍵詞：SNP教學模式；高中生物學；模型建構(gòu)

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1001-0769（2024）05-0095-03

1 SNP教學模式

科學協(xié)商教學法（science negotiation pedagogy，SNP）是一種整合了建模與論證的教學模式，最早由美國教育學者陳應智于2016年提出。該教學模式由以下六個步驟組成：創(chuàng)設驅(qū)動問題；初步構(gòu)建模型；初步構(gòu)建論證；修改與論證模型；咨詢“專家”；反思性寫作[1]。在教學過程中，教師需要提前選擇本節(jié)課所要學習的大概念，以大概念為核心，引導學生進行模型構(gòu)建，并圍繞模型開展論證，在反復多次進行的過程中，學生的科學素養(yǎng)將會不斷得到提升[2]。

2 教材分析

本文以人教版高中生物學必修《分子與細胞》中的第3章第1節(jié)“細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”中的“流動鑲嵌模型”內(nèi)容為例構(gòu)建物理模型。課程主要由以下3部分組成：（1）細胞膜的功能； （2）對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索；（3）流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。學生在學習了細胞這個生命系統(tǒng)的物質(zhì)基礎之后，通過本節(jié)課內(nèi)容可以進一步學習細胞膜的基本結(jié)構(gòu)，為后續(xù)更好地學習細胞器、細胞核等奠定基礎。

3 教學目標

本節(jié)課的教學目標有以下4個：

（1）生命觀念：通過學習細胞膜流動鑲嵌模型的內(nèi)容，了解細胞膜的結(jié)構(gòu)，初步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點，認識到細胞膜流動性的重要意義。

（2）科學思維：通過小組合作的形式制作流動鑲嵌模型，開展探究實踐活動，培養(yǎng)學生“模型與建?！钡目茖W思維。

（3）科學探究：通過反復多次的“建立-推翻-再建立”細胞膜模型構(gòu)建過程，培養(yǎng)學生的科學探究能力。

（4）社會責任：通過了解科學家對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程，體驗科學家在科學發(fā)現(xiàn)過程中的艱辛和智慧，以此激發(fā)學生的科研信心。

4 教學重難點

對細胞膜基本結(jié)構(gòu)的理解，以及流動鑲嵌模型的構(gòu)建。

5 教學過程

5.1 創(chuàng)設驅(qū)動問題

課程所涉及的核心概念是“細胞的邊界是細胞膜”“細胞膜可以將細胞與外界環(huán)境分隔開”“細胞膜可以控制物質(zhì)進出細胞”“細胞膜可以進行細胞間信息交流”“細胞膜主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成”。

教師行為：讓學生觀察多媒體課件中有關國家地域的圖片，并對邊界提問。通過圖片，我們知道了國家與國家之間存在邊界，那么我們身上的細胞與細胞之間存在邊界嗎？教師在PPT上展示紅細胞的切片圖，提出一系列問題：這個細胞的邊界在哪里？邊界是什么？細胞膜的結(jié)構(gòu)是怎么樣的？細胞膜是由什么構(gòu)成的？它有什么特性和功能？

學生活動：在教師提出一系列的問題后，學生給出回答，引出教學內(nèi)容——細胞膜的基本結(jié)構(gòu)和功能。

設計意圖：明確課程所要解決的問題，通過層層遞進的方式向?qū)W生提出問題，引導學生思考；利用與學生息息相關的生活情境，激發(fā)學習興趣，引出課程的教學重點。

5.2 小組初步構(gòu)建模型

5.2.1 各小組初步構(gòu)建模型1

教師行為：讓學生閱讀教材中的科學史，引導學生得出細胞膜是由脂質(zhì)（磷脂）組成的；在學生閱讀的過程中，教師要提示學生細胞膜的內(nèi)外溶液均為水，引導學生根據(jù)細胞膜的結(jié)構(gòu)特性構(gòu)建出生物膜磷脂分子可能的排布方式模式圖。

學生活動：通過閱讀“紅細胞膜脂質(zhì)雙層實驗”，學生可推斷出細胞膜中的磷脂分子排列為連續(xù)的兩層。學生結(jié)合細胞膜頭部親水，尾部疏水的特性，構(gòu)建生物膜中磷脂分子可能的排布方式模式圖。

設計意圖：根據(jù)生物科學史構(gòu)建物理模型，激發(fā)學生學習興趣，使學生初步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點，同時培養(yǎng)學生的模型構(gòu)建能力。

5.2.2 各小組初步構(gòu)建模型2

教師行為：讓學生閱讀教材中的科學史，引導學生得出“細胞膜是由蛋白質(zhì)組成的”的結(jié)論；讓學生觀察教材中細胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片以及閱讀科學家對細胞膜結(jié)構(gòu)的探索過程，初步嘗試模型構(gòu)建。

學生活動：學生在構(gòu)建模型1的基礎上進一步補充構(gòu)建生物膜中蛋白質(zhì)分子可能的排布方式模式圖。

設計意圖：根據(jù)生物科學史構(gòu)建物理模型，激發(fā)學生學習興趣，加深學生對結(jié)構(gòu)與功能觀的理解與認識，同時培養(yǎng)學生的模型構(gòu)建能力。

5.3 小組初步構(gòu)建論證

5.3.1 各小組初步構(gòu)建模型論證1

教師行為：教師為學生提供論證指導，要求學生列出構(gòu)建證據(jù)或說明構(gòu)建理由，幫助學生完成書面論證。

學生活動：學生根據(jù)教材中現(xiàn)有資料，提取證據(jù)并進行推理論證。

設計意圖：學生通過教師提供的論證指導，進一步梳理書面論證思路；通過尋找支撐模型構(gòu)建的證據(jù)并進行推理，培養(yǎng)學生的科學推理和邏輯思維能力。

5.3.2 各小組初步構(gòu)建模型論證2

教師行為：教師根據(jù)教材中的科學史，提供蛋白質(zhì)分子在細胞膜上排布的證據(jù)，并向?qū)W生說明理由。

學生活動：學生通過仔細閱讀教材，找出證據(jù)并進行適當?shù)耐评怼?/p>

設計意圖：通過尋找支撐模型構(gòu)建的證據(jù)并進行推理，培養(yǎng)學生的科學推理和論證能力，進而培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)。

5.4 全班修改與論證模型

教師行為：教師請同學代表上臺展示本小組構(gòu)建的模型（其中兩組展示磷脂分子模型，另外兩組展示蛋白質(zhì)分子模型）。

學生活動：代表向大家展示并闡述模型構(gòu)建的原因及過程；未上臺的同學仔細傾聽上臺同學的發(fā)言，尋找不合理之處并及時指出，修正模型。

設計意圖：通過構(gòu)建模型，使學生理解細胞膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，通過小組間口頭論證構(gòu)建過程與討論評價，鍛煉學生的語言表達能力。

5.5 咨詢“專家”

教師行為：教師可以向?qū)W生展示“流動鑲嵌模型”的演示視頻，讓學生將二者進行對比，并說明自己構(gòu)建模型的優(yōu)缺點。在學生求證的過程中，教師要肯定學生構(gòu)建模型與論證過程的合理性，加強學生一步理解細胞膜的結(jié)構(gòu)與成分。

學生活動：在各小組輪流展示和答辯論證后，學生要了解自己的構(gòu)建模型與權(quán)威的差距所在。

設計意圖：與權(quán)威進行對比，使學生的學習得到及時、積極的反饋；通過觀看視頻，學生能更好地體會生物膜的流動性，從而進一步強調(diào)本節(jié)課的教學重點。

5.QKZKVGn2MMR39MHOcD0+uA==6 反思性寫作

教師行為：教師要引導學生仔細回顧模型構(gòu)建環(huán)節(jié)及過程，并進行總結(jié)和復盤，尤其是論證過程中出現(xiàn)爭議的部分。

學生活動：在師生共同回顧模型構(gòu)建流程之后，學生對建模和論證的過程進行總結(jié)和反思，將所學內(nèi)容進行一個系統(tǒng)性整合，形成書面報告。

設計意圖：通過反思在構(gòu)建過程中遇到的問題，培養(yǎng)學生的書面論證能力；通過回顧構(gòu)建過程，強化學生對結(jié)構(gòu)與功能之間關系的理解，加深學生對“流動鑲嵌模型”的印象。

6 教學反思

在教學過程中，教師要注意引導學生進行構(gòu)建和論證，給學生提供豐富的資料，通過拋出一系列問題的方式逐步幫助學生敢于質(zhì)疑自己，通過反復推翻錯誤模型重新建立、完善新模型，從而使學生更好地理解流動鑲嵌模型。

綜上所述，將SNP教學模式應用于高中生物教學中具有一定的合理性與可行性。但由于我國對SNP教學模式的探索仍處于初級階段，在實踐過程中，教師可以根據(jù)實際情況進行一定的修改，以提高SNP教學模式的實用性以及可操作性。

參考文獻

[1] 邵迪．SNP在高中生物學模型構(gòu)建教學中的應用[D]．上海：華東師范大學，2023.

[2] 弭樂，郭玉英．科學建模與科學論證整合的教學模式述評[J]．物理教師，2018，39（2）：7-12.