基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)教學(xué)
——以“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健睘槔?/h1>
2018-02-24 16:41:46祁國(guó)華
新課程(下) 2018年2期
祁國(guó)華
（江蘇省外國(guó)語(yǔ)學(xué)校）
生物學(xué)科的核心素養(yǎng)包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任等四方面的內(nèi)容。如何將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)的具體目標(biāo)，并圍繞這些目標(biāo)有效地開展課堂教學(xué)，進(jìn)而將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)具體化。這是每一位教師都需要思考的問(wèn)題。本文以人教版高中生物學(xué)教材必修一第四章第3節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健睘槔?，談?wù)勅绾螄@生物學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)方面進(jìn)行高中生物課堂教學(xué)。
生命觀念是科學(xué)世界觀在生命科學(xué)中的體現(xiàn)，是對(duì)生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和研究生命現(xiàn)象的基本思想方法，包括結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、物質(zhì)與能量的關(guān)系、進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系以及協(xié)調(diào)與平衡的關(guān)系。
從比較人工膜與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析細(xì)胞膜控制物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降墓δ芴攸c(diǎn)，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。新課從復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)的細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型開始，引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)出發(fā)，思考細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而聯(lián)想到細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性。討論不同物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降谋举|(zhì)區(qū)別。教師可用多媒體展示細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型、人工合成脂雙層膜等結(jié)構(gòu)模型圖。比較兩者對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，再為學(xué)生設(shè)疑：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是如何與這一功能相適應(yīng)的呢？細(xì)胞膜又是如何控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的呢？引入新課：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降膶W(xué)習(xí)，學(xué)生繼續(xù)觀察圖片發(fā)現(xiàn)到葡萄糖不能通過(guò)人工合成的脂雙層，而另一方面：人體血漿中的紅細(xì)胞卻能不停地吸收葡萄糖，再次引發(fā)學(xué)生關(guān)注結(jié)構(gòu)對(duì)功能的影響，讓學(xué)生逆向思考人工合成的脂雙層和紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)區(qū)別，讓學(xué)生分組討論，大膽猜想，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。
哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞以協(xié)助擴(kuò)散的方式吸收葡萄糖，不需要消耗能量與生物長(zhǎng)期進(jìn)化進(jìn)而適應(yīng)環(huán)境的關(guān)系，體現(xiàn)了進(jìn)化與適應(yīng)的生命觀念。教師設(shè)問(wèn)：為什么紅細(xì)胞吸收葡萄糖卻不需要耗能呢？哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器，自然也沒(méi)有線粒體，沒(méi)有線粒體細(xì)胞供能自然受到影響。對(duì)于紅細(xì)胞而言是生物長(zhǎng)期進(jìn)化形成的適應(yīng)機(jī)制。體現(xiàn)核心素養(yǎng)中的生命觀念：進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)聯(lián)。
理性思維是在形象思維基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種思維方法，它主要指邏輯思維、求異思維、逆向思維和系統(tǒng)思維，特別是作為理性思維的最高級(jí)形式的系統(tǒng)思維是否形成，將極大地影響學(xué)生的學(xué)業(yè)狀況。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)用事實(shí)、實(shí)證、邏輯、推理和論證進(jìn)行思維的能力有著重要的意義。
了解葡萄糖以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，然而閱讀資料后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)腸腔中的葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞是逆濃度梯度的，顯然不是協(xié)助擴(kuò)散，引入新的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑褐鲃?dòng)運(yùn)輸。教師在分析比較自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸這三種運(yùn)輸方式后，給出不同氧濃度下的氧氣跨膜運(yùn)輸速率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考交流后建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。同樣，學(xué)生完成協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)淖鴺?biāo)曲線圖，并進(jìn)行解讀。此過(guò)程中運(yùn)用科學(xué)事實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)一步思考、推理并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以充分鍛煉學(xué)生的思維能力。
科學(xué)探究是研究生命科學(xué)最基本的方法，是未來(lái)公民在創(chuàng)新型社會(huì)中從事生產(chǎn)和生活應(yīng)具備的能力。探究主動(dòng)運(yùn)輸有何特點(diǎn)時(shí)，讓學(xué)生分組討論、提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等，體現(xiàn)了科學(xué)探究的基本方法。例如，如何探究葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞需要的條件（載體和能量）？如何來(lái)觀察葡萄糖是否進(jìn)入細(xì)胞？如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是否需要載體蛋白、是否需要細(xì)胞提供能量？自變量、因變量分別是什么？怎樣控制？這些均需遵循等量對(duì)照，單一變量等基本原理。有的學(xué)生提出方法，有的學(xué)生也會(huì)質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)的可行性，持續(xù)探究尋找更好的方法，并討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能性及相應(yīng)結(jié)論。如此充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主探究的積極性，把課堂的難點(diǎn)轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力的亮點(diǎn)。
社會(huì)責(zé)任是參與個(gè)人和社會(huì)事務(wù)的討論，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問(wèn)題。在學(xué)生歸納小結(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降耐瑫r(shí)，讓學(xué)生閱讀資料，思考如何控制透析液濃度，欲將透析液中的鈣離子引回血液中，對(duì)其半透膜的合成又有什么要求？并讓學(xué)生課后去查閱相關(guān)資料，并整理記錄，回到班級(jí)與同學(xué)分享，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和對(duì)健康知識(shí)的關(guān)注。
總之，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提出就是生物教學(xué)的另一個(gè)新臺(tái)階，這對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)方法和生物教師的教學(xué)能力提出了新的要求，教師應(yīng)積極主動(dòng)地將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)滲透到課堂教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效率，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。
參考文獻(xiàn)：
黃敏.運(yùn)用最近發(fā)展區(qū)理論進(jìn)行“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健币还?jié)的教學(xué)［J］.生物學(xué)教學(xué)，2012（7）.
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生命觀念是科學(xué)世界觀在生命科學(xué)中的體現(xiàn)，是對(duì)生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)和研究生命現(xiàn)象的基本思想方法，包括結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、物質(zhì)與能量的關(guān)系、進(jìn)化與適應(yīng)的關(guān)系以及協(xié)調(diào)與平衡的關(guān)系。
從比較人工膜與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析細(xì)胞膜控制物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降墓δ芴攸c(diǎn)，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。新課從復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)的細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型開始，引導(dǎo)學(xué)生從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)出發(fā)，思考細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而聯(lián)想到細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性。討論不同物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降谋举|(zhì)區(qū)別。教師可用多媒體展示細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型、人工合成脂雙層膜等結(jié)構(gòu)模型圖。比較兩者對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，再為學(xué)生設(shè)疑：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)是如何與這一功能相適應(yīng)的呢？細(xì)胞膜又是如何控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的呢？引入新課：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降膶W(xué)習(xí)，學(xué)生繼續(xù)觀察圖片發(fā)現(xiàn)到葡萄糖不能通過(guò)人工合成的脂雙層，而另一方面：人體血漿中的紅細(xì)胞卻能不停地吸收葡萄糖，再次引發(fā)學(xué)生關(guān)注結(jié)構(gòu)對(duì)功能的影響，讓學(xué)生逆向思考人工合成的脂雙層和紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)區(qū)別，讓學(xué)生分組討論，大膽猜想，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。
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了解葡萄糖以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞，然而閱讀資料后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)腸腔中的葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞是逆濃度梯度的，顯然不是協(xié)助擴(kuò)散，引入新的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑褐鲃?dòng)運(yùn)輸。教師在分析比較自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸這三種運(yùn)輸方式后，給出不同氧濃度下的氧氣跨膜運(yùn)輸速率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考交流后建構(gòu)數(shù)學(xué)模型。同樣，學(xué)生完成協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)淖鴺?biāo)曲線圖，并進(jìn)行解讀。此過(guò)程中運(yùn)用科學(xué)事實(shí)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)一步思考、推理并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以充分鍛煉學(xué)生的思維能力。
科學(xué)探究是研究生命科學(xué)最基本的方法，是未來(lái)公民在創(chuàng)新型社會(huì)中從事生產(chǎn)和生活應(yīng)具備的能力。探究主動(dòng)運(yùn)輸有何特點(diǎn)時(shí)，讓學(xué)生分組討論、提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等，體現(xiàn)了科學(xué)探究的基本方法。例如，如何探究葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞需要的條件（載體和能量）？如何來(lái)觀察葡萄糖是否進(jìn)入細(xì)胞？如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究葡萄糖進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞是否需要載體蛋白、是否需要細(xì)胞提供能量？自變量、因變量分別是什么？怎樣控制？這些均需遵循等量對(duì)照，單一變量等基本原理。有的學(xué)生提出方法，有的學(xué)生也會(huì)質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)的可行性，持續(xù)探究尋找更好的方法，并討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能性及相應(yīng)結(jié)論。如此充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主探究的積極性，把課堂的難點(diǎn)轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生的探究能力的亮點(diǎn)。
社會(huì)責(zé)任是參與個(gè)人和社會(huì)事務(wù)的討論，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問(wèn)題。在學(xué)生歸納小結(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降耐瑫r(shí)，讓學(xué)生閱讀資料，思考如何控制透析液濃度，欲將透析液中的鈣離子引回血液中，對(duì)其半透膜的合成又有什么要求？并讓學(xué)生課后去查閱相關(guān)資料，并整理記錄，回到班級(jí)與同學(xué)分享，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和對(duì)健康知識(shí)的關(guān)注。
總之，生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提出就是生物教學(xué)的另一個(gè)新臺(tái)階，這對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式下的教學(xué)方法和生物教師的教學(xué)能力提出了新的要求，教師應(yīng)積極主動(dòng)地將生物學(xué)科的核心素養(yǎng)滲透到課堂教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效率，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。
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