重慶市綦江南州中學(xué)校 向春柳

重慶市綦江區(qū)教育科學(xué)研究所 肖廷忠

北京市昌平區(qū)第一中學(xué) 周有祥

概念和觀念都是人們思維活動(dòng)的成果和結(jié)晶，體現(xiàn)了對(duì)事物的抽象和概括，二者關(guān)系密切。概念是對(duì)事物的抽象或概括，觀念則更為上位，是對(duì)知識(shí)更加綜合化的整合。通常，生物學(xué)概念是生命觀念在某一領(lǐng)域的具體表述，生命觀念的形成總是基于生物學(xué)概念的建構(gòu)。

結(jié)構(gòu)與功能觀是生命觀念之一。對(duì)生命系統(tǒng)來(lái)說，結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)。相應(yīng)地，功能的實(shí)現(xiàn)也必然依賴于特定的結(jié)構(gòu)。樹立結(jié)構(gòu)與功能觀能讓學(xué)生更好地解讀生命現(xiàn)象，探究生命活動(dòng)的規(guī)律，進(jìn)而理解生命本質(zhì)。因此，教師應(yīng)該圍繞概念建構(gòu)展開教學(xué)，以事實(shí)為基礎(chǔ)幫助學(xué)生理解生物學(xué)概念進(jìn)而形成生物學(xué)觀念。筆者在“細(xì)胞骨架與內(nèi)膜系統(tǒng)”一節(jié)課的教學(xué)中，就著力于概念的建構(gòu)，旨在幫助學(xué)生形成“結(jié)構(gòu)與功能觀”。

一、教學(xué)分析

（一）課標(biāo)分析

本部分內(nèi)容在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中對(duì)應(yīng)的內(nèi)容要求是：舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。課標(biāo)中的學(xué)業(yè)要求是：構(gòu)建并使用細(xì)胞模型，闡明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)通過分工合作，形成相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞水平的各項(xiàng)生命活動(dòng)?；谡n標(biāo)要求，本節(jié)課內(nèi)容需要在引導(dǎo)學(xué)生理解“細(xì)胞骨架”和“內(nèi)膜系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上，構(gòu)建“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)”這一重要概念。

（二）教材分析

“細(xì)胞骨架與內(nèi)膜系統(tǒng)”是北師大版高中生物學(xué)教材第二章第四節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)包含細(xì)胞骨架的組成和功能、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的組成和功能以及真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型的制作三部分內(nèi)容。

在細(xì)胞骨架部分，主要是通過“尋找證據(jù)”中的資料分析，讓學(xué)生感受細(xì)胞骨架的存在，理解細(xì)胞骨架的組成和功能。由前面所學(xué)的分泌蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)等生命活動(dòng)，進(jìn)一步理解細(xì)胞骨架在維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能整體性上的重要作用。

關(guān)于內(nèi)膜系統(tǒng)，學(xué)生在前面所學(xué)內(nèi)容中已初步體會(huì)幾種細(xì)胞器之間的分工合作，本節(jié)更側(cè)重于從整個(gè)內(nèi)膜系統(tǒng)的組成和功能的角度，揭示細(xì)胞各部分的相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致。教材中借助變形蟲的吞噬活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)內(nèi)膜系統(tǒng)的形成，探討真核細(xì)胞的細(xì)胞骨架與內(nèi)膜系統(tǒng)的形成在生物進(jìn)化中的意義，學(xué)生對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)有更深入的認(rèn)識(shí)。

真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型的制作作為本節(jié)收尾的一項(xiàng)活動(dòng)，也是本章的總結(jié)性任務(wù)，進(jìn)一步突顯結(jié)構(gòu)與功能觀。教師通過變形蟲流動(dòng)模型的制作，將學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí)通過模型的方式直觀呈現(xiàn)，在解決問題的過程中完成“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)”這一概念的建構(gòu)。

（三）學(xué)情分析

學(xué)生在本章前三節(jié)分別學(xué)習(xí)了質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，獲得了對(duì)各個(gè)細(xì)胞器及細(xì)胞結(jié)構(gòu)的單獨(dú)認(rèn)識(shí)，初步形成了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，為本節(jié)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容將從細(xì)胞骨架和內(nèi)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度，運(yùn)用變形蟲的運(yùn)動(dòng)、攝食等活動(dòng)理解細(xì)胞骨架和內(nèi)膜系統(tǒng)這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)，構(gòu)建“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)既分工又合作，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)”這一概念，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)完整的生命系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（四）教學(xué)目標(biāo)

基于課標(biāo)要求、教材編寫特點(diǎn)和學(xué)情，圍繞學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，教師制訂教學(xué)目標(biāo)如下。

1.通過觀察變形蟲的運(yùn)動(dòng)，能用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)，說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)。

2.通過制作真核細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型，體驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?gòu)的具體過程，將頭腦中抽象的細(xì)胞結(jié)構(gòu)具體化、形象化，加深對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的感性認(rèn)識(shí)，闡明細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一整體，是生命活動(dòng)的基本單位。

3.通過學(xué)習(xí)硅肺病等與細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)損傷有關(guān)疾病的病因及其預(yù)防知識(shí)，學(xué)生能更加關(guān)注健康、關(guān)愛生命。

二、教學(xué)過程

（一）實(shí)踐活動(dòng)，導(dǎo)入新課

教師在課前開展“觀察淡水生態(tài)系統(tǒng)中的浮游生物”的實(shí)踐活動(dòng)，在活動(dòng)過程中學(xué)生觀察草履蟲、變形蟲，提出了一系列的問題：變形蟲的運(yùn)動(dòng)是怎樣實(shí)現(xiàn)的？與食物泡結(jié)合的溶酶體是怎樣形成的？小泡是怎樣實(shí)現(xiàn)定向移動(dòng)的？形成溶酶體和細(xì)胞吞噬、消化、排除殘?jiān)^程中，各細(xì)胞器之間有什么結(jié)構(gòu)與功能上的聯(lián)系？

在課堂上，教師展示學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的視頻“變形蟲”，針對(duì)學(xué)生觀察到的現(xiàn)象提出問題：變形蟲的運(yùn)動(dòng)機(jī)制是什么？觀察這幅動(dòng)態(tài)景象并思考是什么機(jī)制協(xié)調(diào)著這些生命活動(dòng)，使細(xì)胞成為結(jié)構(gòu)與功能上的統(tǒng)一體？通過以上問題，導(dǎo)入教學(xué)。

在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生通過觀察變形蟲的運(yùn)動(dòng)，嘗試對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行解釋，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題，并帶著問題進(jìn)入新知識(shí)的學(xué)習(xí)。該活動(dòng)以學(xué)生的親身經(jīng)歷激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，教師通過提問展示學(xué)習(xí)要求，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（二）證據(jù)尋找，理解“細(xì)胞骨架”

教師引導(dǎo)學(xué)生整合分析“尋找證據(jù)閱讀”里的三個(gè)資料，思考下面的問題：①?gòu)馁Y料1中可以得出什么結(jié)論？細(xì)胞的性狀是由什么結(jié)構(gòu)維持的？②資料2中，科學(xué)家對(duì)變形蟲做了哪兩個(gè)實(shí)驗(yàn)？分別得到了什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果？分析本資料可以得出什么結(jié)論？③資料3中，細(xì)胞中的具膜小泡是怎樣定向運(yùn)動(dòng)的？

學(xué)生閱讀資料后，以小組合作的方式探究可以得出：資料1說明細(xì)胞中存在由三種蛋白組成的纖維狀網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，細(xì)胞骨架可能決定了細(xì)胞的形態(tài)。資料2中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明變形蟲的運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞中的微絲蛋白有關(guān)，變形蟲能伸出偽足，靠偽足作變形運(yùn)動(dòng)。資料3說明具膜小泡通過特殊的蛋白質(zhì)連接在微管或者微絲上，在蛋白質(zhì)的拖曳下前進(jìn)。

這一活動(dòng)的設(shè)計(jì)意圖為通過合作學(xué)習(xí)和資料分析，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力，用問題引導(dǎo)學(xué)生思考、分析和推理，發(fā)展其科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“細(xì)胞骨架”這個(gè)概念，為理解“細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體”奠定基礎(chǔ)。通過資料分析，學(xué)生逐步理解“細(xì)胞骨架由微管、微絲與中間纖維共同構(gòu)成”這一概念。

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材內(nèi)容并結(jié)合“小腸上皮細(xì)胞的細(xì)胞骨架功能示意圖”展示細(xì)胞骨架的功能，進(jìn)一步強(qiáng)化該概念。學(xué)生仔細(xì)閱讀教材，從教材中獲取關(guān)鍵信息，可以整理概括得到：細(xì)胞骨架的功能包括支撐、定位和運(yùn)輸。接著教師展示肌細(xì)胞的收縮、鞭毛和纖毛的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分裂過程中染色體運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)示意圖，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加深入地理解“細(xì)胞骨架由微管、微絲與中間纖維共同構(gòu)成，多種重要生命活動(dòng)的實(shí)現(xiàn)都離不開細(xì)胞骨架”這一概念。

這一活動(dòng)的設(shè)計(jì)意圖為培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、整理信息的能力，并引導(dǎo)學(xué)生通過將所學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用來(lái)強(qiáng)化概念，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。

（三）證據(jù)尋找，理解“內(nèi)膜系統(tǒng)”

教師播放“變形蟲攝食、消化過程”視頻，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材“尋找證據(jù)”的閱讀材料，思考討論以下問題：變形蟲消化食物，與哪種細(xì)胞器密切相關(guān)？回顧溶酶體的相關(guān)知識(shí)，該細(xì)胞器具有什么特點(diǎn)？從溶酶體的形成到食物顆粒的消化，細(xì)胞中哪些結(jié)構(gòu)參與了這一生命活動(dòng)過程？它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上具有什么共同的特點(diǎn)？

學(xué)生結(jié)合視頻和資料，分析討論得出：變形蟲消化食物的過程與溶酶體密切相關(guān)。溶酶體是細(xì)胞內(nèi)的“消化器官”，它既可以水解細(xì)胞吞噬的各種生物大分子，也可以降解細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞器和多余的生物大分子。變形蟲吞噬的食物顆粒被質(zhì)膜包裹形成吞噬泡，吞噬泡與溶酶體融合后，食物顆粒被溶酶體內(nèi)的酶分解消化。從溶酶體形成到食物消化完成，參與的具膜結(jié)構(gòu)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、質(zhì)膜、吞噬小泡，這些結(jié)構(gòu)的膜可以相互轉(zhuǎn)化。

教師繼續(xù)追問：這些具膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物膜為什么可以相互轉(zhuǎn)化？這體現(xiàn)了生物膜的什么特點(diǎn)？由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)過細(xì)胞器，對(duì)此有相應(yīng)的認(rèn)知，很快就能得出答案：生物膜都具有相似的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，生物膜能相互轉(zhuǎn)化，在結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)性，體現(xiàn)了生物膜都具有流動(dòng)性的特點(diǎn)。

接著教師呈現(xiàn)“分泌蛋白的合成、運(yùn)輸、加工過程”圖，再次強(qiáng)化生物膜在結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)性這一特性，即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與高爾基體膜、高爾基體膜與質(zhì)膜、溶酶體膜之間都可以借助于囊泡的形成和融合相互轉(zhuǎn)化。由此引導(dǎo)學(xué)生得出：真核細(xì)胞中的核膜和各種具膜細(xì)胞器的膜在結(jié)構(gòu)上可以相互轉(zhuǎn)化，在功能上協(xié)調(diào)配合，共同組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的整合網(wǎng)絡(luò)就是細(xì)胞“內(nèi)膜系統(tǒng)”。

這一活動(dòng)的設(shè)計(jì)意圖為運(yùn)用已有的知識(shí)幫助學(xué)生逐步解釋變形蟲運(yùn)動(dòng)、攝食等生命現(xiàn)象，體會(huì)生物膜在結(jié)構(gòu)上的連續(xù)性是由膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的，構(gòu)建“細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)由核膜與各種細(xì)胞器膜共同構(gòu)成，各種生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上有著密切的聯(lián)系”這一概念，并深入強(qiáng)化“結(jié)構(gòu)的完整性是動(dòng)態(tài)的生命活動(dòng)的基礎(chǔ)”。

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材資料并思考：既然具膜細(xì)胞器的生物膜可以相互轉(zhuǎn)化，為什么不同的細(xì)胞器又具有不同的功能呢？真核細(xì)胞具有復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)，其功能是什么？從細(xì)胞骨架和內(nèi)膜系統(tǒng)的角度分析，為什么真核細(xì)胞比原核細(xì)胞進(jìn)化程度更高？

從資料中學(xué)生可以獲取信息：生物膜將細(xì)胞區(qū)域化分隔，提高代謝效率；生物膜能增加酶的附著位點(diǎn)，保證生化反應(yīng)高效有序地進(jìn)行。原核細(xì)胞通常不具有細(xì)胞骨架和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)。一般來(lái)說，真核細(xì)胞的體積遠(yuǎn)大于原核細(xì)胞，內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，細(xì)胞骨架和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)為真核細(xì)胞提供了精密的支架和合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證了細(xì)胞生命活動(dòng)的高度程序化和自控性。

學(xué)生通過學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)到生命活動(dòng)的進(jìn)行需要保證細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，教師此時(shí)展示視頻“TheInnerLifeof thecell”。

這一活動(dòng)設(shè)計(jì)通過引導(dǎo)學(xué)生從閱讀材料中獲取信息，幫助其深入理解生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的連續(xù)性，用視頻形象展示細(xì)胞骨架和內(nèi)膜系統(tǒng)為真核細(xì)胞提供了精密的支架和合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使學(xué)生認(rèn)同細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性保障生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

（四）延伸拓展，形成生命觀念

細(xì)胞骨架和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)對(duì)維持真核細(xì)胞正常生命活動(dòng)具有重要作用，兩者的損傷都會(huì)破壞細(xì)胞的協(xié)調(diào)和平衡，對(duì)細(xì)胞具有極大的傷害。教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出與此相關(guān)的疾病。

通過學(xué)習(xí)，學(xué)生了解硅肺病的形成過程及危害。硅肺病的起因是粉塵微粒在肺部被吞噬細(xì)胞吞噬形成吞噬泡，吞噬泡與溶酶體融合后，溶酶體內(nèi)的酶無(wú)法降解二氧化硅晶體，導(dǎo)致溶酶體膜破裂，大量消化酶泄漏到細(xì)胞質(zhì)中，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。死亡細(xì)胞釋放的內(nèi)容物使鄰近的其他細(xì)胞受到危害。受危害的吞噬細(xì)胞會(huì)釋放一些細(xì)胞因子，使肺組織纖維化，導(dǎo)致肺的彈性降低，功能受損。

這一活動(dòng)的設(shè)計(jì)意圖為促進(jìn)學(xué)生積極運(yùn)用生物學(xué)的知識(shí)和方法參與社會(huì)問題的討論，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用生命觀念解釋現(xiàn)象，提高其社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

（五）模型構(gòu)建，落實(shí)結(jié)構(gòu)與功能觀

通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的認(rèn)識(shí)越來(lái)越豐富、越來(lái)越全面，頭腦里構(gòu)建的細(xì)胞結(jié)構(gòu)越來(lái)越清晰。接著教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建心中的變形蟲，以此直觀展示變形蟲的形態(tài)。學(xué)生積極思考提出以下問題：制作變形蟲需要哪種材料？怎樣才能表現(xiàn)出變形蟲的動(dòng)態(tài)變化？

學(xué)生討論后，教師提出自己的想法：用起泡膠來(lái)制作變形蟲。起泡膠是流動(dòng)的，它不僅能展示變形蟲的形態(tài)，還能體現(xiàn)出變形蟲具有流動(dòng)性的特點(diǎn)。

這一活動(dòng)的設(shè)計(jì)意圖為：讓學(xué)生了解模型，知道建模這種思維方法。通過構(gòu)建細(xì)胞模型，可以直觀展示學(xué)生頭腦中對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)概念的認(rèn)知。

三、反思與啟示

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容比較繁雜，如果只是知識(shí)點(diǎn)的疊加，進(jìn)行單純的閱讀識(shí)記，容易使學(xué)生感到枯燥。因此，在教學(xué)過程中我們應(yīng)有明確的主線，采取多種教學(xué)方式，將教學(xué)與生活密切結(jié)合，才能落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。

首先，本節(jié)教學(xué)以“變形蟲”為主線，通過“野外尋找—顯微觀察—證據(jù)尋找—概念構(gòu)建—模型建立”的探索之旅，引導(dǎo)學(xué)生理解“細(xì)胞骨架”和“內(nèi)膜系統(tǒng)”，構(gòu)建“細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)”這一概念，形成結(jié)構(gòu)與功能觀的生命觀念，能更深入地落實(shí)生物學(xué)核心素養(yǎng)。

其次，以小組合作的方式，基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、收集信息、整理信息的能力，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，鍛煉其運(yùn)用生命觀念闡釋生命規(guī)律及生命現(xiàn)象的能力。

最后，整合教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)建。讓學(xué)生體驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?gòu)的實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生用起泡膠制作變形蟲模型進(jìn)而指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建細(xì)胞的整體結(jié)構(gòu)，從而將頭腦中抽象的細(xì)胞結(jié)構(gòu)具體化、形象化，加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的感性認(rèn)識(shí)，從而更好地理解細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一整體，是生命活動(dòng)的基本單位。