在教學過程中，能否調動起學生的積極性，發(fā)揮學生的主觀能動性是一節(jié)課成敗的關鍵。在教學活動中，要使學生能夠在“教”的指引下，自主地進行探究學習，完成教學目標。筆者在“細胞膜的結構和功能”一節(jié)進行了嘗試。引導學生像科學家那樣進行問題探究，使整個教學過程充滿探索的樂趣，取得了一定的成效。

一、教學情景

1．導入

細胞結構的發(fā)現(xiàn)有著漫長的歷程，直到德國植物學家施萊登和動物學家施旺提出了“細胞學說”，人們才公認為細胞是生物形態(tài)結構和生命活動的基本單位。生物體由許多細胞構成，那細胞的邊界是什么？（細胞膜）（屏幕展示細胞膜的結構模型）請問，該模型是怎樣建立和完善的？

2．探究細胞膜的結構

屏幕展示光學顯微鏡下植物的表皮細胞、人血液中的紅細胞等結構圖。

講述：請同學們瞪大眼睛仔細看，能不能看清細胞的內部結構？（看不清）因為細胞膜很薄，科學研究發(fā)現(xiàn)細胞膜厚度只有約8　nm。

細胞非常的小，細胞膜如此的薄，許多科學家在前后100多年的時間里進行無數(shù)次大膽的推測、想象和實驗，反復探究，最終弄清了細胞膜的結構。科學研究離不開大膽的推測和想象，現(xiàn)在就請大家打開思維的大門，展開想象的翅膀，一起來探索細胞膜的結構。

（1）探究細胞膜的化學成分

資料1：1895年，歐文頓用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行了上萬次實驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質的通透性不一樣：脂容性的物質比非脂容性的物質更易通過細胞膜進入細胞。

講述：從中可得知細胞膜含有什么成分？

資料2：20世紀初，科學家第一次將細胞膜從細胞中分離出來，并且發(fā)現(xiàn)細胞膜會被脂質溶劑溶解，也會被蛋白酶分解。

講述：從中可得知細胞膜的成分是什么？（含脂質和蛋白質）據科學進一步提純、分析，發(fā)現(xiàn)細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質。此外，還有少量糖類。

總結：細胞膜的化學成分為磷脂、蛋白質、糖類。

講述：那么，構成細胞膜的磷脂分子、蛋白質分子和糖類又是怎樣進一步組合形成完整的細胞膜的呢？科學家對細胞膜的結構進行了進一步的探索。

（2）探索細胞膜的結構

資料3：1925年荷蘭科學家高特和格倫德把紅細胞的磷脂抽提出來，在水面排成單分子層，結果發(fā)現(xiàn)磷脂分子排成單層后的面積恰恰等于紅細胞表面積的兩倍。

講述：為什么會出現(xiàn)上述情況？

總結：細胞膜是由磷脂雙分子層組成的。

講述：我們知道，細胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白質分子，那么，蛋白質分子分布在細胞膜的什么位置呢？

資料4：20世紀40年代，曾經有學者推測磷脂雙分子層兩邊各覆蓋著蛋白質。直到1959年，羅伯特森在電鏡下看到細胞膜清晰的“暗—亮—暗”的3層結構。

閱讀并討論：你認為暗的是什么？亮的又是什么？

總結：羅伯特森結合其他科學家的研究成果，最后認為暗的是蛋白質，亮的是磷脂分子，并且由此構建了“蛋白質—磷脂—蛋白質”3層結構模型。

講述：當時羅伯特森提出的3層結構模型有兩個特點：（1）蛋白質分子都覆蓋在磷脂雙分子層的兩側。（2）構成細胞膜的蛋白質分子和磷脂分子都是靜止不動的。隨著科學的發(fā)展，3層結構模型的特點逐漸受到人們的質疑。那么蛋白質分子在磷脂雙分子層是如何排布的呢？

資料5：隨著近代科學技術手段不斷應用于生物膜的研究，科學家發(fā)現(xiàn)蛋白質不是全部平鋪在磷脂的表面，而是蛋白質或鑲嵌，或貫穿，或覆蓋于磷脂分子中。而糖類連接在蛋白質的表面。

（3）探究細胞膜的結構特點

資料6：1970年費雷和埃迪登用紅色熒光染料對小鼠細胞膜的蛋白質進行標志，用綠色熒光染料對人細胞膜上的蛋白質進行標志，然后，讓這兩種細胞融合，發(fā)現(xiàn)一半呈紅色一半呈綠色，經過40分鐘培養(yǎng)后，紅色熒光點和綠色熒光點均勻分布。

閱讀并討論：這個實驗說明什么？為什么？

總結：這個實驗說明細胞膜具有一定的流動性。

（4）簡介細胞膜的流動鑲嵌模型

資料7：1972年，桑格和尼克森提出了細胞膜的流動鑲嵌模型。

強調總結細胞膜的結構特點：具有一定的流動性。

二、體會與反思

教學中巧妙地將科學家探索細胞膜結構歷程的科學史進行組織、分析，讓學生沿著科學家的探索歷程進行探究學習。更好地體現(xiàn)了《普通高中生物課程標準》提出的“提高生物科學素養(yǎng)，面向全體學生，倡導探究性學習”的新理念。上述案例表現(xiàn)了多方面的優(yōu)點。

1．創(chuàng)設了情境問題，激發(fā)了學生學習的欲望

學生都具有好奇、愛探索、易感染的心理特點。如果僅用知識介紹的傳統(tǒng)教學模式不能適應學生的這一心理特點。教學中準確地引進細胞膜的發(fā)現(xiàn)過程的史實資料，巧妙地設計探究性問題，很容易吸引學生的注意力和激發(fā)學習欲望。如，當資料6中人、鼠細胞雜交時，就是班上幾位平時不愛聽講的學生學習熱情也明顯提高，并與我們一起思考、回答問題。

2．實現(xiàn)了師生角色轉變，學生學習方式的變革

教材上關于細胞膜的知識都是簡單的結論性介紹，學生一般都是被動地接受。但通過科學史有關資料和經典實驗的分析，例如，采用“提出問題—分析經典實驗或材料—師生討論—得出結論”進行探究式教學，較好地避免了學生死記硬背和被動接受知識，使學生順利完成由知識接受者到知識探索者的角色轉換。同時也幫助了學生合作探究，增加了師生、生生互動的機會，充分發(fā)揮了學生學習的自主性。

因此，引用科學史不失為一條探究性教學的好途徑。在人教版普通高中課程標準實驗教科書《生物》教材中有很多章節(jié)都可以推廣這種探究教學，如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)等。

當然，采用科學史進行教學也會存在一些問題：（1）如何處理好學生思考與時間的關系？在上述案例中，我怕來不及完成教學任務，有些地方沒有留給學生思考討論的余地。（2）探究問題的設計一定要和科學史有機結合，否則只是對科學史的簡單回憶而已。如何利用好科學史進行探究教學？這是值得進一步探討的問題。

（作者單位　江西省寧都中學）