摘 要：本文以海水稻生長在鹽堿地為主線情境，展開“主動運輸與胞吞胞吐”的教學。筆者引導學生在分析情境的過程中深入理解生物學概念，并在真實情境中運用生物學知識解決問題，旨在提高學生的科學思維等生物學學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞：主線情境；生物學學科核心素養(yǎng)；高中生物學教學設計

文章編號：1003-7586（2024）09-0085-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確指出“組織以探究為特點的主動學習是發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)的關鍵”。在真實、有趣的情境中開展以探究為主題的主動學習受到學生的廣泛認可，但是部分教師僅僅在課堂導入時創(chuàng)設情境，引入新課之后便脫離了情境；還有部分教師在課堂的不同探究環(huán)節(jié)分別設置了不同情境，但情境之間缺乏聯(lián)系，學生在相互獨立的情境中完成學習，導致學生的科學思維被削弱，降低了教學效果。 ［1］筆者嘗試在課堂中運用一境到底的教學策略，從不同角度將情境主線與知識主線相融合，在引導學生構建知識網(wǎng)絡的同時，發(fā)展自身的生物學學科核心素養(yǎng)。

1 教材及學情分析

“主動運輸與胞吞胞吐”是蘇教版普通高中教科書《生物學·必修1·分子與細胞》（以下簡稱“教材”）第二章“細胞的結構和生命活動”最后一部分內容，對應《課程標準》中大概念2“細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質，并通過分裂實現(xiàn)增殖”。在此之前，學生已經學習了“細胞膜的結構和功能”“細胞各部分結構分工合作”和“被動運輸”的內容，而“主動運輸”與“胞吞胞吐”則是對已學內容的進一步深化，又有助于學生理解同屬于大概念2的第三章內容“細胞中的能量轉化與利用”?；诖?，筆者利用社會熱點創(chuàng)設主線情境，幫助學生對生物學概念進行理解與遷移應用，建立新舊知識之間的聯(lián)系，為后續(xù)內容的學習奠定基礎。

2 教學目標

（1）通過對海水稻的抗逆性機理進行研究，形成穩(wěn)態(tài)與平衡觀的生命觀念。

（2）通過對海水稻的耐鹽性及有關物質的運輸方式進行分析，提升歸納與概括的科學思維水平。

（3）通過設計實驗探究海水稻吸收無機鹽的方式，培養(yǎng)學生的科學探究能力。

（4）通過學習科學家對海水稻的研究過程，認同科學研究的復雜性及重要意義；關注生物科學的研究進展及研究成果的應用，能對生物學相關議題進行理性解釋。

3 教學過程

3.1 創(chuàng)設社會熱點情境，引發(fā)認知沖突

教師引導學生思考：水稻能否長時間生存于高鹽堿的環(huán)境中，為什么？教師播放“海水稻的特點及其生長環(huán)境”視頻，提出問題串：①普通水稻為什么不能在鹽堿地生長？②海水稻能夠在鹽堿地生長的原因有哪些？③水分子從鹽堿地進入海水稻根細胞的方式有哪些？

設計意圖：教師通過創(chuàng)設真實情境，引導學生復習“被動運輸”的同時引發(fā)學生認知沖突，啟發(fā)學生思考海水稻為什么可以在高滲環(huán)境下生存。

3.2 引入資料，分析海水稻應對滲透脅迫的機理

教師采用逐步引導的方式引導學生思考問題：①海水稻細胞在鹽堿地環(huán)境中能否吸水？②如果能吸水，那么細胞液的濃度與外界土壤的濃度哪個更高？教師在學生進行思考交流后展示資料：相關研究表明，滲透脅迫下海水稻細胞內的可溶性蛋白含量和游離脯氨酸的質量分數(shù)都顯著增加。教師引導學生思考得出：細胞可以通過增加可溶性蛋白含量和游離脯氨酸的質量分數(shù)來提高細胞液的滲透壓，從而解決細胞吸水困難的問題。

教師追問：植物細胞還可以通過哪些方式增加細胞液的濃度？教師引導學生從海水稻的生活環(huán)境思考，并得出植物細胞通過增加細胞液內的Na ＋濃度來提升細胞濃度。教師繼續(xù)追問：外界的Na ＋如何通過植物細胞膜進入細胞液？學生經思考得出Na ＋進入細胞膜的方式為協(xié)助擴散，教師根據(jù)Na ＋從細胞質基質進入液泡的方式引出本節(jié)課的第一個主題“主動運輸”。

設計意圖：教師通過引導學生分析事實性資料得出“海水稻通過生理調節(jié)作用解決吸水困難”的結論，提高學生的信息獲取和分析能力，培養(yǎng)學生建立穩(wěn)態(tài)與平衡觀、進化與適應觀的生命觀念，同時引出主動運輸?shù)母拍睢?/p>

3.3 情境延伸，建立概念

教師接著提出問題：①Na ＋從細胞質基質進入液泡是順濃度梯度還是逆濃度梯度？是否需要載體蛋白協(xié)助運輸？②Na ＋從細胞質基質進入液泡是否需要消耗能量？教師引導學生對Na ＋從細胞質基質進入液泡的實例進行討論，并用關鍵詞定義主動運輸。接著教師提供“消耗細胞內化學反應的能量”相關輔助性資料，包括直接能源物質ATP、質子泵的工作原理和間接消耗ATP的主動運輸類型。教師繼續(xù)追問：①海水稻抗逆生理模式圖（見圖1）中H ＋從細胞質基質進出液泡的運輸方式分別是什么？質子泵的作用是什么？②Na ＋從細胞質基質進入液泡時利用什么能源物質？質子泵停止工作是否會影響Na ＋從細胞質基質進入液泡？為什么？

教師補充資料說明海水稻細胞除了要應對外界環(huán)境的滲透脅迫，還要對抗離子脅迫，并展示以下資料：Na ＋在細胞質基質的過量積累會破壞海水稻細胞膜結構的穩(wěn)定性，并干擾細胞信號傳導，導致生產力降低，甚至導致海水稻死亡。教師請學生結合圖1思考并討論以下問題：①海水稻在遭受Na ＋脅迫時通過什么方式降低Na ＋對細胞的損害？該過程是否需要能量？能量來源是什么？②同一種載體蛋白是否只能運輸一種物質？運輸同一種物質的載體蛋白是否一定相同？2024年第9期教學反思

教學反思2024年第9期

教師在學生小組討論時要注意收集信息，并在小組代表回答問題時引導學生進行補充和完善。接著教師拓展更多主動運輸實例來揭示主動運輸在細胞中普遍存在，請學生結合圖1總結主動運輸?shù)囊饬x。

設計意圖：教師通過呈現(xiàn)文字資料和示意圖，借助問題串，讓學生在分析海水稻抵抗?jié)B透脅迫和離子脅迫機理的過程中建立“主動運輸”的概念，使學生對概念的理解更真實、更深入。同時基于事實，用歸納與概括的方法構建概念體系，有利于培養(yǎng)學生的科學思維。學生在分析海水稻生理功能的作用機理時，通過理解無機鹽離子濃度動態(tài)平衡對細胞正常生命活動的影響，能夠培養(yǎng)自身的穩(wěn)態(tài)與平衡觀。

3.4 運用數(shù)學模型，實現(xiàn)知識與思維整合

在學生建立“主動運輸”的概念后，教師呈現(xiàn)影響物質運輸速率的曲線圖（見圖2），小組討論分析以下曲線可以分別代表圖1中的哪些運輸方式？圖2中A、B、C三點的限制因素分別是什么？

設計意圖：數(shù)學模型不僅可以幫助學生更好地理解知識、建立知識點之間的聯(lián)系，更能促進學生科學思維和建模思維的提升，從而實現(xiàn)知識和思維的有機整合。

3.5 設計實驗，發(fā)展科學探究素養(yǎng)

經過本節(jié)課的學習，學生已經理解海水稻細胞吸收Na ＋的方式是協(xié)助擴散，教師引申提出問題：“海水稻吸收K ＋的方式是協(xié)助擴散還是主動運輸？”并引導學生以小組為單位設計實驗證明。

設計意圖：學生完成實驗設計的過程有利于知識的進一步整合，使知識更加系統(tǒng)和完整，并且可以進一步發(fā)展科學探究的能力。學生在討論和表述實驗的設計思路時可以鍛煉語言表達能力，同時鞏固實驗設計的原理，增強思維的嚴謹性。最終學生通過互評的方式，相互補充修正，加強合作學習的能力。

3.6 認識胞吞胞吐

教師補充資料，海水稻在鹽堿地中除了受到滲透脅迫和離子脅迫外，也可能會被一些病原菌感染，影響其正常生長。教師請學生結合圖2進行分析：“①海水稻如何應對病原體的感染？②圖中抗菌蛋白這種生物大分子通過什么方式分泌出細胞？”進而引出“胞吞胞吐”的概念。

教師展示教材中胞吞胞吐過程的模式圖和動畫，詳細講解胞吞和胞吐的過程、類型，并通過低密度脂蛋白運輸膽固醇的實例著重講解受體介導的胞吞作用，最后帶領學生歸納總結胞吞胞吐的條件。

設計意圖：教師以模式圖和動畫的形式幫助學生理解胞吞胞吐的過程，結合具體實例和示意圖引導學生概括、歸納、對比胞吞和胞吐概念的內涵，幫助學生充分理解細胞生存需要能量和營養(yǎng)物質、認同生命活動的復雜性、提升對生命本質的認識。

3.7 放眼社會

教師介紹科學家通過不斷的研究和探索才實現(xiàn)海水稻在鹽堿地和灘涂的生存，但其耐滲透的能力仍十分有限，請學生從細胞質膜的結構與功能角度出發(fā)，尋找提升海水稻耐鹽能力的可能方法。

設計意圖：教師利用本節(jié)內容引出實際問題，引導學生思考如何學以致用，培養(yǎng)學生的家國情懷。

4 教學反思

本節(jié)內容以海水稻的生理特性作為整體情境，教師通過分析海水稻面對各種脅迫時的調節(jié)作用展開教學，以問題串和模式圖相結合的形式，發(fā)展學生的信息提取和分析能力，再以數(shù)學模型和實驗設計的方法實現(xiàn)學生知識與思維的整合，進一步發(fā)展學生的建模能力和科學思維。教師利用視頻資源將抽象概念形象化，幫助學生精準構建概念體系，進而實現(xiàn)課程重難點的突破。

參考文獻

［1］李艷華.巧設主線化情境，發(fā)展生物學核心素養(yǎng)［J］.生物學教學，2019，44（12）：17-19.