摘要：本文通過(guò)生物興趣小組活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生建立生物膜的物理模型，該活動(dòng)中教師僅作為一個(gè)引導(dǎo)者，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境引出所要探究的問(wèn)題，模型方案的設(shè)計(jì)和完善是學(xué)生交流、合作完成的，模型的建立是學(xué)生積極參與合作動(dòng)手動(dòng)腦完成的。通過(guò)本次生物興趣探究活動(dòng)，重點(diǎn)提升了學(xué)生生物核心素養(yǎng)中的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：高中生物;核心素養(yǎng);科學(xué)探究

學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個(gè)復(fù)雜而漫長(zhǎng)的過(guò)程，由于生物課堂時(shí)間有限，生物教師很難通過(guò)課堂開(kāi)展豐富多樣的生物實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。因此，僅依靠課堂教學(xué)顯然不能全面落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)，尤其是生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究”這一素養(yǎng)。為全面落實(shí)學(xué)生生物核心素養(yǎng)，開(kāi)展豐富多彩的生物課外興趣小組活動(dòng)就顯得尤為重要。

“科學(xué)探究”是生物核心素養(yǎng)的重要組成之一，也生物教學(xué)的組成部分“。生物膜模型”是人教版高中生物必修①《分子與細(xì)胞》第四章第2節(jié)“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”設(shè)置的一個(gè)課外制作-“利用廢舊物品制作生物膜模型”。針對(duì)本節(jié)課時(shí)有限，很難落實(shí)生物核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究”。為此，我開(kāi)展與課堂教學(xué)同步，以實(shí)踐活動(dòng)為主的生物興趣活動(dòng)“生物膜模型構(gòu)建”來(lái)落實(shí)生物核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究”。

1???? 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情，引入生物膜

同學(xué)們還記生物膜的基本組成成分有哪些膜？生物膜的基本支架是什么？蛋白質(zhì)在生物膜生是怎樣分布的？如何區(qū)分生物膜的內(nèi)側(cè)與外側(cè)？通過(guò)上述設(shè)置的問(wèn)題情境完成對(duì)學(xué)生“生物膜流動(dòng)鑲嵌模型”基本內(nèi)容的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有清晰的認(rèn)識(shí)，為下面設(shè)計(jì)生物膜模型做鋪墊。

2???? 明確任務(wù)，進(jìn)行探究

2.1? 分組

參加本次興趣活動(dòng)的有高一4班、12班和21班三個(gè)班共計(jì)54位學(xué)生，將學(xué)生分成9組，每組6人。

2.2? 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

實(shí)施活動(dòng)的活動(dòng)前預(yù)先給每組發(fā)一張活動(dòng)報(bào)告表，學(xué)生根據(jù)表內(nèi)容通過(guò)小組合作、交流、討論完成生物膜物理模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和制作，在這個(gè)過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生的問(wèn)題我只進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和啟發(fā)。

學(xué)生完成作品后，請(qǐng)每組的代表成員向大家進(jìn)行展示本組的作品，并講解模型的設(shè)計(jì)理念。

2.2.1????? 學(xué)生設(shè)計(jì)的生物膜模型制作方案

步驟1：用乒乓球作為磷脂分子的頭部，鐵絲穿兩次過(guò)乒乓球，作為尾部，排列在一個(gè)水平面上，這就做好了“磷脂單分層”。用同樣方法再做一個(gè)“磷脂單分子層”，這樣就做好了“磷脂雙分子層”。

步驟2：將兩個(gè)“磷脂單分子層”固定在硬紙板上，構(gòu)成膜的基本骨架-“磷脂雙分子層”。再用橡皮泥加工成需要的“蛋白質(zhì)”形狀。一些“蛋白質(zhì)”漂浮在膜的兩測(cè)，一些“嵌入”膜中，還有一些“貫穿”整個(gè)膜。步驟3：用橡皮泥再制造多個(gè)“糖蛋白”，用鐵絲穿起來(lái)，固定在膜的一側(cè)，作為膜的外側(cè)。

2.2.2????? 學(xué)生確定使用材料用具

乒乓球、小刀、紙板、鐵絲、橡皮泥等。

2.2.3????? 學(xué)生通過(guò)討論，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并確定合作分工

優(yōu)化：小組反復(fù)談?wù)撜J(rèn)為步驟2中將兩個(gè)“磷脂單分子層”固定在硬紙板上，影響膜的科學(xué)性和美觀(guān)度，決定用一根很長(zhǎng)的鐵絲直接連接成“磷脂雙分子層”。

分工：小組成員分為三組分工，三個(gè)同學(xué)制作磷脂分子，兩個(gè)同學(xué)制作蛋白質(zhì)和糖蛋白，還一個(gè)同學(xué)負(fù)責(zé)組裝。

2.2.4????? 學(xué)生合作動(dòng)手制作模型

按照小組討論優(yōu)化后的方案分工制作模型。

2.2.5????? 對(duì)照方案，修補(bǔ)缺陷

為使得模型兼具有科學(xué)性、實(shí)用性、美觀(guān)性，創(chuàng)意性和環(huán)保性，小組成員對(duì)完成的模型的磷脂分子、蛋白質(zhì)和糖蛋白的分布、用料等進(jìn)行多次調(diào)整，結(jié)果如下圖3-1。

3???? 評(píng)價(jià)與反思

“科學(xué)探究”主要注重的是學(xué)生的實(shí)踐過(guò)程，也就是高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程是主動(dòng)參與的過(guò)程。因此，為了全面落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)，開(kāi)展與課堂教學(xué)同步，以實(shí)踐活動(dòng)為主的生物興趣活動(dòng)非常有必要。本次生物興趣小組活動(dòng)——“生物膜模型構(gòu)建”就很好落實(shí)生物核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究”。該活動(dòng)中教師僅作為一個(gè)引導(dǎo)者，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境引出所要探究的問(wèn)題，模型方案的設(shè)計(jì)和完善是學(xué)生交流、合作完成的，模型的建立是學(xué)生積極參與合作動(dòng)手動(dòng)腦完成的，整個(gè)活動(dòng)過(guò)程中遇到的各種困難都是小組共同集思廣益解決的。在模型的建立過(guò)程中，有些小組先是制作磷脂單分子層，發(fā)現(xiàn)固定在泡沫盒紙板上的模型，既不科學(xué)，也不美觀(guān)。他們又改用貫穿膜的“蛋白質(zhì)”來(lái)幫助固定“磷脂雙分子層”，穿鐵絲的時(shí)候把它們連同上下層磷脂單分子一同穿上，這樣模型既科學(xué)又美觀(guān)。但是問(wèn)題又來(lái)了，用貫穿膜的“蛋白質(zhì)”來(lái)幫助固定“磷脂雙分子層”模型很不穩(wěn)定，容易散架?；顒?dòng)中發(fā)現(xiàn)在探究過(guò)程學(xué)生在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不斷解決問(wèn)題，再不斷的總結(jié)和創(chuàng)新，使得模型更具有科學(xué)性、實(shí)用性和美觀(guān)性。由此可見(jiàn)，通過(guò)本次生物興趣探究活動(dòng)，加深了學(xué)生對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的理解，提升了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能量，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新精神，進(jìn)而使學(xué)生能用生物學(xué)的觀(guān)點(diǎn)、知識(shí)、思路和方法，探究和解決現(xiàn)實(shí)生活中的生物學(xué)問(wèn)題。

本次生物興趣小組學(xué)生制作的生物膜模型也是對(duì)教材“利用廢物制作生物膜模型”實(shí)驗(yàn)的一次改進(jìn)，教材上的模型只考慮膜的基本支架-“磷脂雙分子層”和蛋白質(zhì)的分布，缺少“糖蛋白”分布，不能區(qū)別膜的內(nèi)外兩側(cè)。改進(jìn)后的生物膜可以通過(guò)“糖蛋白”區(qū)分膜兩側(cè)，更具科學(xué)性。此外，該模型還可以供教師當(dāng)教具使用，用于課堂幫助學(xué)生更好的理解生物膜的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)。當(dāng)然該模型也有不足，如不能動(dòng)，因此，學(xué)生還要改進(jìn)的空間。

參考文獻(xiàn)

[1]?? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

作者簡(jiǎn)介

謝光兵（1988.06—），男，研究生，高中生物教師，中二。