程銳創(chuàng)

摘 要 《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)“探究性學(xué)習(xí)”的基本理念，在能力目標(biāo)上提出了“發(fā)展科學(xué)探究能力”，要求“注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”。高中生物科學(xué)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的典范，把科學(xué)史教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生探究能力結(jié)合在一起，幫助學(xué)生掌握生物科學(xué)的產(chǎn)生，理解科學(xué)的本質(zhì)，對(duì)于學(xué)生系統(tǒng)地掌握生物學(xué)的研究方法、啟迪思維是非常有利的。

關(guān)鍵詞 高中生物科學(xué)史 探究能力 培養(yǎng)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）解讀》將生物科學(xué)史描述為：“以生物科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程為輪廓，以科學(xué)發(fā)展歷程中帶有重大轉(zhuǎn)折作用的課題及事件為主線，用詳實(shí)的資料論述科學(xué)家們的創(chuàng)造性勞動(dòng)，生動(dòng)地描述他們進(jìn)行科學(xué)探索的思維過(guò)程和方法，同時(shí)也對(duì)生物學(xué)發(fā)展的邏輯和社會(huì)歷史背景等重大問(wèn)題進(jìn)行評(píng)論?！毙抡n程標(biāo)準(zhǔn)提出倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)的理念，我們把探究過(guò)程與生物科學(xué)史相互整合，不僅讓學(xué)生理解科學(xué)的產(chǎn)生過(guò)程，而且有利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握生物學(xué)的研究方法。通過(guò)學(xué)習(xí)生物科學(xué)史，使學(xué)生了解科學(xué)家的探索過(guò)程，掌握科學(xué)研究的思維。在學(xué)習(xí)生物科學(xué)史的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)。

1 高中生物科學(xué)史教學(xué)中探究能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀

1.1 新舊高中生物教材中生物科學(xué)史內(nèi)容比較分析

1.1.1 《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）對(duì)科學(xué)史要求的強(qiáng)化

與《教學(xué)大綱》比較，《標(biāo)準(zhǔn)》在知識(shí)目標(biāo)要求和教學(xué)建議部分對(duì)生物科學(xué)史作了“點(diǎn)名”要求，《標(biāo)準(zhǔn)》中被列入具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)史增加為10個(gè)，而且由了解水平上升為理解、應(yīng)用、經(jīng)歷、反應(yīng)水平。同時(shí)要求對(duì)于《標(biāo)準(zhǔn)》中沒(méi)有列出的其他生物科學(xué)史實(shí)也應(yīng)注意引用。

1.1.2 生物科學(xué)史是數(shù)量增加

新課標(biāo)教材在舊教材的基礎(chǔ)上增加了內(nèi)容，由38個(gè)增至50個(gè)。教師還可以根據(jù)教學(xué)實(shí)際的需要作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，對(duì)于某些極少涉及科學(xué)史的章節(jié)應(yīng)該有計(jì)劃、有針對(duì)性的呈現(xiàn)。

1.1.3 生物科學(xué)史的形式更加多樣化

舊教材中多以課內(nèi)小段文字、“課外讀”的形式呈現(xiàn)；新課標(biāo)教材中除課程基本內(nèi)容外，還有科學(xué)家訪談、資料分析、科學(xué)前沿、科學(xué)史話、科學(xué)家的故事、科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)、拓展視野、科技探索之路等形式的呈現(xiàn)。

1.2 生物科學(xué)史教學(xué)中探究能力培養(yǎng)存在的問(wèn)題

1.2.1 教師對(duì)生物科學(xué)史的教學(xué)價(jià)值認(rèn)識(shí)有待提高

教師對(duì)生物科學(xué)史的教學(xué)價(jià)值普遍認(rèn)可，但在教學(xué)中，大多只是將其單純地作為歷史資料，用于吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，對(duì)其他深層次的價(jià)值認(rèn)識(shí)不夠。生物科學(xué)史在呈現(xiàn)歷史的同時(shí)，還蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)人文精神，能夠讓學(xué)生探究知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程、幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)、理解概念和學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。因此，教師應(yīng)該積極主動(dòng)地去挖掘科學(xué)史的價(jià)值，沖破原有的局限，從而確保生物科學(xué)史教學(xué)的有效開(kāi)展。

1.2.2 生物教師的精力及能力的限制

傳統(tǒng)教育中所培養(yǎng)的大部分教師知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，缺乏科學(xué)探究的經(jīng)驗(yàn)。部分教師對(duì)生物科學(xué)史知識(shí)的了解和掌握僅限于課內(nèi)教材，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)補(bǔ)充些，沒(méi)有真正思考科學(xué)史如何對(duì)教學(xué)起作用，因此教師對(duì)其知識(shí)的儲(chǔ)備不足導(dǎo)致生物科學(xué)史的教學(xué)無(wú)法深入，從而影響學(xué)生探究能力的培養(yǎng)效果。許多教師在應(yīng)試教育的重壓下，為完成教學(xué)任務(wù)，忽視學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。這些因素都可導(dǎo)致教師在學(xué)生探究能力培養(yǎng)中教學(xué)設(shè)計(jì)不當(dāng)，指導(dǎo)不利，點(diǎn)撥不到，嚴(yán)重影響了探究教學(xué)的有效開(kāi)展。

1.2.3 課程改革與高考的矛盾沖突 雖然素質(zhì)教育的觀點(diǎn)早已深入人心，但考試成績(jī)?nèi)允侵饕P(guān)注點(diǎn)。而探究能力的培養(yǎng)對(duì)素質(zhì)的提高卻是一個(gè)需長(zhǎng)期積累才能逐漸顯現(xiàn)的過(guò)程，絕大多數(shù)學(xué)生雖然在科學(xué)探究思維、創(chuàng)新與實(shí)踐能力等方面會(huì)有提高，但卻不一定在考分上得到“立竿見(jiàn)影”的效果。雖然科學(xué)史已經(jīng)在高考中有所體現(xiàn)，但科學(xué)史內(nèi)容的教學(xué)仍是淺嘗輒止。

1.2.4 學(xué)生需要一定的適應(yīng)期

學(xué)生多年在灌輸?shù)沫h(huán)境下學(xué)習(xí)，習(xí)慣于做大量的課外練習(xí)，以練代學(xué)，不注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)，不注重對(duì)知識(shí)的理解、綜合和運(yùn)用，更少有創(chuàng)新思維，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。探究能力的提升在剛開(kāi)始時(shí)難度偏大，需要一定的適應(yīng)時(shí)期。

教師在生物科學(xué)史教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，不僅能使學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)有助于引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)探究過(guò)程，領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究需要一絲不茍的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以及堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神。

2 高中生物科學(xué)史教學(xué)中探究能力培養(yǎng)的一般模式

新課程理念倡導(dǎo)科學(xué)探究學(xué)習(xí)，主張學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)主動(dòng)地學(xué)習(xí)科學(xué)方法，獲取科學(xué)知識(shí)，生物學(xué)探究的一般程序：提出問(wèn)題——作出假設(shè)——制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃——實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃（驗(yàn)證假設(shè)）——記錄——資料和信息處理——得出結(jié)論——表達(dá)和交流——進(jìn)一步提出問(wèn)題。每一個(gè)環(huán)節(jié)又包含多種方法，如提出問(wèn)題中包括觀察、質(zhì)疑等；制定計(jì)劃包括材料選擇、方案設(shè)計(jì)等；得出結(jié)論包括判斷、歸納、推理等?？茖W(xué)探究是一個(gè)復(fù)雜的、不斷發(fā)展進(jìn)步的過(guò)程。

在生物科學(xué)史教學(xué)中提倡探究教學(xué)，就是要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，親身體驗(yàn)。將生物科學(xué)史學(xué)習(xí)與探究能力培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)需要教師進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，圖1為生物科學(xué)史與探究學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合的一般過(guò)程。

但是教師也不能為了探究而探究，那只會(huì)成為“形式上的探究”，因此要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同、教學(xué)目標(biāo)的不同，結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)水平層次、教師的個(gè)人教學(xué)風(fēng)格等，采用多樣化的探究能力培養(yǎng)模式，同時(shí)可以有重點(diǎn)、有針對(duì)性的進(jìn)行個(gè)別環(huán)節(jié)的探究。

3 高中生物科學(xué)史教學(xué)中探究能力培養(yǎng)的實(shí)踐

3.1 利用生物科學(xué)史導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生探究興趣

興趣是學(xué)習(xí)的原動(dòng)力，學(xué)生有了興趣，才能積極主動(dòng)地探索知識(shí)，追尋真理發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。在課堂教學(xué)中適時(shí)地引入生物科學(xué)史，可以使學(xué)生消除“高不可攀”的心理，降低其認(rèn)識(shí)起點(diǎn)，充分激發(fā)學(xué)生的好奇心理，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

【例1】 在“孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中導(dǎo)入孟德?tīng)柕纳健㈦s交實(shí)驗(yàn)等的簡(jiǎn)介，體現(xiàn)生物科學(xué)史激發(fā)學(xué)生探究興趣的作用。

如：“八年耕耘源于對(duì)科學(xué)的癡迷，一畦畦豌豆蘊(yùn)藏遺傳的秘密。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)辟了研究的新路，數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)揭示出遺傳的規(guī)律。”教師以此開(kāi)始，指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，初步認(rèn)識(shí)孟德?tīng)枺ㄓ山滩闹械脑?shī)引入，將學(xué)生的注意力集中到孟德?tīng)柹砩?，激發(fā)學(xué)生對(duì)孟德?tīng)柋救思捌涫论E的好奇，同時(shí)達(dá)成情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)）。

師：孟德?tīng)枺?822-1884）其實(shí)只是一個(gè)默默無(wú)聞的奧地利修道士，為什么他能發(fā)現(xiàn)遺傳的基本規(guī)律而聞名于世？孟德?tīng)柺莻€(gè)喜歡學(xué)習(xí)的“窮學(xué)生”，因家境貧寒，21歲成為了修道士。曾經(jīng)到維也納大學(xué)進(jìn)修自然科學(xué)和數(shù)學(xué)，這為他之后的研究奠定了一定的知識(shí)基礎(chǔ)。在科學(xué)研究中，他觀察非常細(xì)致、態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，而且善于記錄

學(xué)生在了解孟德?tīng)柕纳畋尘昂螅l(fā)現(xiàn)一個(gè)默默無(wú)聞的修道士，竟然可以做一般人做不到的事情，體會(huì)到原來(lái)科學(xué)發(fā)現(xiàn)離我們這么近，只要有心，人人都可以有所作為。同時(shí)介紹孟德?tīng)柹瞄L(zhǎng)數(shù)學(xué)，為遺傳比例的得出埋下伏筆。

師：孟德?tīng)栐谛薜涝旱男@地里開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)8年的豌豆實(shí)驗(yàn)。他選擇不同的豌豆品種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如高莖或矮莖、種子圓滑或皺縮等。在種植過(guò)程中，對(duì)豌豆不同代的性狀和數(shù)目進(jìn)行了細(xì)致入微的觀察、計(jì)數(shù)和分析。為什么選擇豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料？

學(xué)生仔細(xì)觀察豌豆花的結(jié)構(gòu)，討論分析，得出豌豆適宜實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。在此過(guò)程中，學(xué)生的觀察、分析能力得到了鍛煉。

師：孟德?tīng)柗N了8年的豌豆，究竟做了什么實(shí)驗(yàn)?zāi)?？（教師展示一?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)孟德?tīng)栕隽舜罅康膶?shí)驗(yàn)，記錄了21 000棵豌豆的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，因此數(shù)據(jù)是完全可靠的）① 為什么子一代全部表現(xiàn)為高莖？矮莖性狀消失了嗎？② 子二代中高莖與矮莖表現(xiàn)為3∶1是偶然的嗎？③ 為什么先進(jìn)行一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)，不同時(shí)進(jìn)行多對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)？

教師引導(dǎo)學(xué)生思考這些問(wèn)題，分析實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)，促使學(xué)生理解相關(guān)概念。教師由問(wèn)題串展開(kāi)，自然而然地過(guò)渡到“3∶1”的分析。通過(guò)討論分析，學(xué)生的思維能力得到提高。

師：歷經(jīng)8個(gè)寒暑的辛勤勞作，記錄了無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，孟德?tīng)枌?shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法運(yùn)用于生物學(xué)，同時(shí)開(kāi)創(chuàng)了假說(shuō)一演繹法，最終發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)的基本規(guī)律。1865年，他在布魯恩科學(xué)協(xié)會(huì)的會(huì)議廳，宣讀了自己的研究論文，可惜沒(méi)人能夠理解。在孟德?tīng)柺攀?6年后，他的研究成果終于為世人所了解。為了紀(jì)念孟德?tīng)柕呢暙I(xiàn)，人們將分離、自由組合定律分別稱為“孟德?tīng)柕谝欢伞薄懊系聽(tīng)柕诙伞?，其也被尊稱為“遺傳學(xué)之父”。

通過(guò)史實(shí)介紹，學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究方法在實(shí)驗(yàn)探究中的重要性，好的方法是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的捷徑。同時(shí)認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)知識(shí)、理論、真理的發(fā)現(xiàn)都不是一蹴而就的，都需要?dú)v經(jīng)艱辛才能獲得，因此應(yīng)該尊重知識(shí)，珍惜知識(shí)。

3.2 利用生物科學(xué)史引導(dǎo)質(zhì)疑，激發(fā)假設(shè)欲望

科學(xué)研究始于問(wèn)題，通過(guò)思考、分析所遇到現(xiàn)象產(chǎn)生的原因或規(guī)律，然后合理假設(shè)。在學(xué)生探究能力培養(yǎng)過(guò)程中，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽質(zhì)疑，激發(fā)學(xué)生提出科學(xué)合理假設(shè)的欲望。

【例2】 “植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)重點(diǎn)是生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，教材根據(jù)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)順序闡述生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。教學(xué)中，教師應(yīng)以科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的研究方法為主線，采用探究的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)探究方法。

當(dāng)教師播放“觀察黑暗條件和單側(cè)光照下胚芽鞘的生長(zhǎng)情況”的動(dòng)畫(huà)，引導(dǎo)學(xué)生得出“胚芽鞘向光性生長(zhǎng)與單側(cè)光有關(guān)”的結(jié)論。繼續(xù)播放“切除尖端和保留尖端的胚芽鞘在單側(cè)光照下的生長(zhǎng)情況”實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫(huà)，引導(dǎo)學(xué)生得出“胚芽鞘生長(zhǎng)與尖端有關(guān)”的結(jié)論。再追問(wèn)這些結(jié)論是否真正解決了問(wèn)題？同學(xué)們有沒(méi)有其他疑問(wèn)產(chǎn)生？教師鼓勵(lì)學(xué)生從疑問(wèn)中作出假設(shè)。

學(xué)生假設(shè)：尖端產(chǎn)生某種物質(zhì)促使生長(zhǎng)；胚芽鞘的生長(zhǎng)部位是尖端；胚芽鞘的生長(zhǎng)部位是尖端下部；胚芽鞘感光部位是尖端……

然后，學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)“放過(guò)胚芽鞘尖端的瓊脂與未放過(guò)尖端的瓊脂分別在切去尖端的胚芽鞘上的生長(zhǎng)情況”和“觀察保留尖端的胚芽鞘生長(zhǎng)情況以及沾過(guò)胚芽鞘尖端的瓊脂放在切去尖端的胚芽鞘上的生長(zhǎng)情況”，來(lái)檢驗(yàn)假設(shè)，解決矛盾。在這個(gè)過(guò)程中矛盾疊生，問(wèn)題起伏，教師利用生物科學(xué)史材料以及適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，促使學(xué)生大膽質(zhì)疑，激發(fā)假設(shè)欲望。

合理假設(shè)往往是創(chuàng)新的萌芽和開(kāi)始，也可能是一種科學(xué)的創(chuàng)舉和發(fā)現(xiàn)。教學(xué)中，教師應(yīng)著重培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的假想推斷能力，把學(xué)生的思維引入一個(gè)自由開(kāi)闊而又有著豐富內(nèi)涵的探究空間，拓寬學(xué)生的探究路徑和思維視野，讓學(xué)生能夠而且善于突發(fā)奇想。

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生不僅要掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、作出假設(shè)的技巧，而且要感受科學(xué)探究的魅力?？茖W(xué)是不斷發(fā)展的，不應(yīng)囿于原有的理論，而是應(yīng)該大膽質(zhì)疑，挑戰(zhàn)權(quán)威，才能有所創(chuàng)新。

3.3 利用生物科學(xué)史分析實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)探究樂(lè)趣

生物科學(xué)史中蘊(yùn)含實(shí)驗(yàn)方法、思考方式、探究過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生可以根據(jù)科學(xué)史進(jìn)行思維探究與分析，體驗(yàn)科學(xué)家探究的樂(lè)趣。

【例3】 怎樣才能改變以往閱讀教材實(shí)驗(yàn)材料，背誦實(shí)驗(yàn)結(jié)論或利用學(xué)案，結(jié)合教材中的填空等索然無(wú)味的課堂呢（以“生物膜流動(dòng)鑲嵌模型”為例）？教師應(yīng)該利用教材中的生物科學(xué)史，并且在教材的基礎(chǔ)上豐富生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的探究過(guò)程（如增加電子顯微鏡的知識(shí)），提高學(xué)生探究樂(lè)趣的同時(shí)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生探究能力的目的。

師：歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不一樣，凡是可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，展示圖片（補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)背景：相似相溶原理）。

學(xué)生觀察探究并分析歐文頓的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生作出推理：細(xì)胞膜的組成成分中含有脂質(zhì)。

教師介紹細(xì)胞膜能被蛋白酶分解。依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生作出推理：還有蛋白質(zhì)。

結(jié)合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生小組得出結(jié)論：生物膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。

在上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)后才得出生物膜的組成成分中有脂質(zhì)，學(xué)生領(lǐng)會(huì)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，很多?shí)驗(yàn)都需要反復(fù)操作才能得出結(jié)論。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生分析現(xiàn)象，討論推理，體驗(yàn)探究過(guò)程和體驗(yàn)科學(xué)研究的一般思路：由成分分析進(jìn)入結(jié)構(gòu)分析，起到過(guò)渡的作用。

教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀磷脂分子的資料，提出問(wèn)題：① 如果將磷脂分子放入水槽中，磷脂分子在“空氣一水”界面上有幾種可能的排布方式？試著畫(huà)簡(jiǎn)圖并解釋？② 在什么情況下，把單層磷脂分子按入水中時(shí)，既不浮起也不沉底？試著畫(huà)出磷脂分子的排布并解釋？③ 生物膜中，磷脂分子最有可能的排布？原因是什么？是單層還是雙層？（補(bǔ)充背景知識(shí)：紅細(xì)胞膜中的脂質(zhì)單分子層是紅細(xì)胞表面積的兩倍）依此得出相關(guān)結(jié)論。

教師展示羅伯特森的細(xì)胞膜電鏡照片，補(bǔ)充電子顯微鏡的工作原理（電子顯微鏡通過(guò)入射電子與蛋白質(zhì)和磷脂碰撞產(chǎn)生不同散射度，從而形成不同影像。蛋白質(zhì)密度高，影像呈黑色，磷脂密度低，影像發(fā)亮）。教師提出問(wèn)題：① 蛋白質(zhì)分子與磷脂雙分子層存在什么樣的位置關(guān)系？② 推測(cè)羅伯特森的模型？

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生小組合作，分析資料，處理、整合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，大膽推理和想象，探究蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層中的排布情況，推理得到羅伯特森的生物膜模型：“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)。

學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，進(jìn)行演繹推理。雖然學(xué)生無(wú)法親自實(shí)驗(yàn)，但是通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)家探究細(xì)胞膜模型的歷程，由資料進(jìn)行模型構(gòu)建，同樣可以加深對(duì)細(xì)胞膜模型的理解。

師：羅伯特森把“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”模型描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，這能否與生物膜的生理功能相適應(yīng)？（展示變形蟲(chóng)的變形運(yùn)動(dòng)，白細(xì)胞吞噬細(xì)菌過(guò)程等）。

學(xué)生根據(jù)科學(xué)資料，分析靜態(tài)模型的缺陷，得出結(jié)論：靜態(tài)模型無(wú)法解釋細(xì)胞膜的某些功能，細(xì)胞膜應(yīng)該是動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)而不是靜止的。

教師介紹人—鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)資料，提出問(wèn)題：根據(jù)該資料你能進(jìn)一步得出什么結(jié)論？

學(xué)生在資料中尋找實(shí)驗(yàn)證據(jù)，推理得出結(jié)論：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。最后，水到渠成的明確流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。

在無(wú)法真實(shí)操作科學(xué)史的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師按照科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程逐步展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)分析推理，循著科學(xué)家的探究思路，猶如抽絲剝繭般將知識(shí)呈現(xiàn)。這樣學(xué)生不僅加深了對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)了實(shí)驗(yàn)分析能力，領(lǐng)會(huì)了科學(xué)探究的一般方法，還體會(huì)到科學(xué)探究的艱辛及科學(xué)探究的創(chuàng)新性，真正體驗(yàn)探究樂(lè)趣。