周 翔

（廣州市第七中學(xué) 廣東廣州 510080）

生命觀念是指對生命的組成、結(jié)構(gòu)、功能、運行規(guī)律及發(fā)展變化的本質(zhì)特征進行抽象和概括后所形成的一種對生命現(xiàn)象、事實的認識結(jié)論和思維方式。準確提煉生命觀念的具體內(nèi)涵并在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中進行落實，是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要任務(wù)。生命觀念包括生命的物質(zhì)觀、結(jié)構(gòu)與功能觀等。生命的物質(zhì)觀是結(jié)構(gòu)與功能觀的基礎(chǔ)，而這兩個觀念又是其他生命觀念的基礎(chǔ)。

1 教材分析

“探究植物細胞的吸水和失水”實驗是人教版高中教材中的第一個探究實驗，是前面所學(xué)“細胞的分子組成——水”知識點的進一步深化，同時與后面的物質(zhì)運輸?shù)姆绞矫芮新?lián)系，也是學(xué)習(xí)生物膜的流動鑲嵌模型的引導(dǎo)。本章與其他章的先后順序在內(nèi)容上遵循了結(jié)構(gòu)與功能觀如圖1所示。

本實驗所在的第四章從實例入手分析結(jié)構(gòu)與功能怎么相適應(yīng)的，首先選擇細胞膜的功能進行研究的原因是因為膜的研究是當前細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的重要課題之一。本章各節(jié)間說體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系如圖2所示。

圖1 各章間聯(lián)系的示意圖

圖2 各節(jié)間聯(lián)系的示意圖

探究實驗“植物細胞的吸水和失水”是將生物體失水與吸水生物向細胞失水與吸水（微觀觀察）的引導(dǎo)，這是動植物體以細胞作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的必然。為保證實驗的順利進行，需從細胞的結(jié)構(gòu)角度考慮表1中的問題。

表1 本實驗涉及的問題

2 教學(xué)設(shè)計

2.1 將實驗的基本操作制作成微課

課前，教師將本實驗中的基本操作制成微課并發(fā)送給學(xué)生。微課包含的內(nèi)容見表2。

表2 微課包含的內(nèi)容

2.2 學(xué)生分組進行實驗

學(xué)生分組見表3。

表3 實驗分組

本實驗在數(shù)碼顯微互動實驗室中進行，教師平臺可及時截取各組有價值的實驗結(jié)果圖片，對于質(zhì)壁分離自動復(fù)原中細胞大小及原生質(zhì)層的長寬的變化，可使用顯微鏡自帶的標尺測量。細胞質(zhì)壁分離后自動復(fù)原的時間較長，采用顯微鏡的錄像功能，及時保存視頻，實驗分析時進行快播，效果較好。預(yù)實驗或其他班級好的實驗結(jié)果也可在分析時使用。

2.3 教室利用滲透裝置類比細胞結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系

從分子運動和半透膜的特性角度，教師引導(dǎo)學(xué)生分析滲透現(xiàn)象發(fā)生的原因。學(xué)生討論洋蔥外表皮細胞在0.045 g/mL硝酸鉀溶液中質(zhì)壁分離后自動復(fù)原的原因，得出結(jié)論：滲透現(xiàn)象的發(fā)生除了與外界溶液中分子種類、濃度有關(guān)，還與半透膜的結(jié)構(gòu)與功能密切聯(lián)系。質(zhì)壁分離及其復(fù)原實驗中可體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系見表4。

2.4 學(xué)以致用

教師聯(lián)系學(xué)生生活，提出問題：①將新鮮的黃瓜放在蔗糖與食醋配制成的糖醋汁液中，開始時黃瓜萎縮，糖醋汁液面上升。2 d后，糖醋汁液面下降，黃瓜膨脹并有酸甜味道，說明腌制的黃瓜細胞內(nèi)既有蔗糖分子又有醋酸分子，這是為什么呢？②植物的原生質(zhì)層只允許一些物質(zhì)通過，某同學(xué)想知道葡萄糖分子能不能通過某植物的原生質(zhì)層。你建議他怎么做？③某同學(xué)配制了質(zhì)量濃度為0.3 g/mL、0.5 g/mL的兩瓶蔗糖溶液，但忘記貼上標簽，你能利用今天的實驗幫他確認這兩瓶蔗糖溶液的濃度嗎？

表4 質(zhì)壁分離及其復(fù)原實驗中體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系

作為探究實驗，學(xué)生在掌握基本的實驗操作、科學(xué)探究一般方法的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計實驗，期間選用什么樣的實驗材料、什么種類和濃度的溶液才能達到實驗?zāi)康?、該實驗體現(xiàn)了原生質(zhì)層（或細胞膜）的什么特性等。這些問題的思考讓學(xué)生對細胞結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系有了更深的認識，對結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀也會有深切的體會，在不知不覺中提升了核心素養(yǎng)。