李 蘭 王啟雨 吳孝良

(1.合肥一六八中學(xué) 安徽合肥 230000) (2.合肥工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué) 安徽合肥 230601) (3.霍邱縣第二中學(xué) 安徽六安 237400)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(下稱《新課標(biāo)》)指出課程的內(nèi)容追求“少而精”的原則，聚焦大概念，讓學(xué)生能夠深刻理解和應(yīng)用重要的生物學(xué)概念，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)是指在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在安徽，隨著《安徽省普通高中生物學(xué)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見》的頒布和新教材的全面使用，高中生物學(xué)基于概念教學(xué)的深度學(xué)習(xí)作用更加凸顯。以“主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐”為例，筆者嘗試如下教學(xué)。

一、加工事實(shí)材料，從核心問題到創(chuàng)設(shè)情境

課堂教學(xué)時(shí)，要充分利用生物學(xué)事實(shí)，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)思維，主動(dòng)建構(gòu)生物學(xué)概念。

例如，在建構(gòu)“主動(dòng)運(yùn)輸”概念時(shí)，需要幫助學(xué)生深度認(rèn)識(shí)、分析歸納主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶卣鳌鏉舛冗\(yùn)輸、需要載體蛋白和消耗能量，深度領(lǐng)悟主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)于細(xì)胞生命活動(dòng)的意義。筆者依據(jù)教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的需要，為了更好地引導(dǎo)學(xué)生分析得出細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸來吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，選擇了翟中和院士《細(xì)胞生物學(xué)(第4版)》中的小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖示意圖，經(jīng)過深度加工后最終呈現(xiàn)出小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸的過程，設(shè)計(jì)出核心問題串。

核心問題1：結(jié)合材料信息分析，小腸上皮細(xì)胞內(nèi)Na移出膜外、細(xì)胞外K移入膜內(nèi)，小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸等，有什么共同特點(diǎn)？

學(xué)生較容易得出“逆濃度運(yùn)輸”和“需要載體蛋白”兩個(gè)共同特點(diǎn)，而其中僅有一處體現(xiàn)物質(zhì)逆濃度運(yùn)輸需要消耗能量，學(xué)生很難得出主動(dòng)運(yùn)輸“需要耗能”這一本質(zhì)特征。筆者此處引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)的“逆濃度運(yùn)輸”過程類比“小船逆流而上”，引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)逆濃度運(yùn)輸可能需要消耗能量，再據(jù)此找出逆濃度運(yùn)輸過程消耗的能量來自哪里(ATP)，筆者再追問“葡萄糖、氨基酸進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞也是逆濃度運(yùn)輸，消耗的能量來自哪里”，經(jīng)此實(shí)踐，多數(shù)學(xué)生“鼓起勇氣”回答出“Na驅(qū)動(dòng)”，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)核心問題1的答案，順利導(dǎo)出主動(dòng)運(yùn)輸概念。

核心問題2：(呈現(xiàn)情境)人體處于靜息狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞約25%的ATP被鈉鉀泵消耗，主動(dòng)運(yùn)輸鈉鉀離子，保持Na、K在細(xì)胞內(nèi)外的不平衡分布。結(jié)合上述分析討論，如此巨大的能量用于保持Na、K在細(xì)胞內(nèi)外的不平衡分布，有什么生理意義？

問題2難度較大，筆者提示學(xué)生從鈉離子的運(yùn)輸路徑和方式上進(jìn)行思考。經(jīng)實(shí)踐，較多學(xué)生可以整理出巨大能量用于鈉鉀泵維持鈉鉀離子在細(xì)胞內(nèi)外的不平衡分布，尤其是小腸上皮細(xì)胞內(nèi)的鈉離子大大降低，使得腸腔一側(cè)的鈉離子濃度遠(yuǎn)高于小腸上皮細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)鈉離子從腸腔側(cè)進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞時(shí)，產(chǎn)生電化學(xué)勢(shì)能，幫助小腸上皮細(xì)胞從腸腔側(cè)吸收氨基酸、葡萄糖，綜合得出主動(dòng)運(yùn)輸有利于細(xì)胞根據(jù)生命活動(dòng)的需要吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。筆者再補(bǔ)充教材資料“囊性纖維病”，由此達(dá)成——主動(dòng)運(yùn)輸也有利于細(xì)胞排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，最終達(dá)成對(duì)主動(dòng)運(yùn)輸意義的深度理解。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行深度加工后的生物學(xué)事實(shí)材料，能夠更好地呈現(xiàn)科學(xué)的教學(xué)情境，收到較好的教學(xué)效果。上述旨在圍繞主要的教學(xué)內(nèi)容，提出開放性的核心問題，以提高課堂教學(xué)生成質(zhì)量來提高教學(xué)效率。

二、提升思維品質(zhì)，從次位概念到大概念

在課堂教學(xué)中，教師圍繞著生物學(xué)概念組織并開展教學(xué)活動(dòng)，能有效提高教學(xué)效益，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和遷移應(yīng)用，也有助于發(fā)展學(xué)生的生命觀念。

本節(jié)在《新課標(biāo)》中的重要概念為“小分子物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝”，設(shè)計(jì)核心問題3：“細(xì)胞是否需要大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞以維持正常代謝？并舉例說明?！苯Y(jié)合教材內(nèi)容“乳腺細(xì)胞合成蛋白質(zhì)、內(nèi)分泌腺分泌蛋白質(zhì)類激素、消化腺細(xì)胞分泌消化酶、變形蟲攝取水中的有機(jī)物顆粒”等分析出細(xì)胞需要解決大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞來維持正常代謝，引出“胞吞、胞吐”相關(guān)概念。筆者嘗試創(chuàng)設(shè)情境“甲狀腺激素合成分泌過程示意圖”，讓學(xué)生通過對(duì)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)葏^(qū)分，判斷被選擇吸收的物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，對(duì)與細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出的相關(guān)生命現(xiàn)象做出理性解釋。

設(shè)計(jì)意圖：通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞、胞吐等次位概念的學(xué)習(xí)，形成了“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”的重要概念，有力支撐了“細(xì)胞的生存需要能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)”大概念的形成。

三、進(jìn)行拓展實(shí)驗(yàn)，從探究學(xué)習(xí)到深度學(xué)習(xí)

教學(xué)過程重實(shí)踐?；趯?duì)多數(shù)生物學(xué)概念比較抽象、學(xué)生缺乏感性認(rèn)知的認(rèn)識(shí)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究或驗(yàn)證生物學(xué)知識(shí)，幫助學(xué)生獲得親身體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，在動(dòng)手動(dòng)腦的過程中加深對(duì)生物學(xué)概念的理解，提升應(yīng)用知識(shí)的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神；教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)探究情境，引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)踐的過程中，促進(jìn)學(xué)生用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識(shí)、方法，探討現(xiàn)實(shí)生活中問題的同時(shí)，即培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，也培養(yǎng)了科學(xué)思維能力，發(fā)展了高階思維。

筆者在結(jié)束“主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐”教學(xué)任務(wù)后，在課堂上播放了關(guān)于“能量驅(qū)動(dòng)的物質(zhì)運(yùn)輸”的微課視頻，任務(wù)驅(qū)動(dòng)——鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證部分物質(zhì)運(yùn)輸過程與能量有關(guān)。生物興趣小組學(xué)生依據(jù)馬小娟老師的論文《“NaMoO進(jìn)入植物細(xì)胞的方式”探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施》，劉海金和印莉萍老師的論文《簡(jiǎn)單易行的離子跨膜運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)》，以及劉鵬和楊玉愛老師的論文《土壤中的鉬及其植物效應(yīng)的研究進(jìn)展》，設(shè)計(jì)了“驗(yàn)證NaMoO進(jìn)入植物細(xì)胞與能量有關(guān)”實(shí)驗(yàn)，并在課堂上展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，獲得非常好的課堂效果。

設(shè)計(jì)意圖：深度學(xué)習(xí)的精髓在于學(xué)習(xí)者的全身心參與，尤其是抽象的概念教學(xué)，如果還停留在淺層學(xué)習(xí)，則很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。結(jié)合科學(xué)地創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，過渡到深度學(xué)習(xí)，這樣才能更好地實(shí)現(xiàn)《新課標(biāo)》所要求的教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目的。