嘗試構(gòu)建高等植物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型

玉相

摘 要 模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡化的概括性的描述，是科學(xué)研究中對(duì)復(fù)雜事物的一種簡單的描述方法，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具體的實(shí)物或其它形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表述。嘗試構(gòu)建高等植物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，提高生物教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞 構(gòu)建模型;提高生物教學(xué);有效性

中圖分類號(hào)：G632????????????????????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1002-7661（2019）14-0153-02

教育部在2003年頒布的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中，明確將獲得生物學(xué)模型的基本知識(shí)作為課程目標(biāo)之一，并在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)或活動(dòng)建議部分做了具體的規(guī)定。模型建構(gòu)作為一種現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識(shí)手段和思維方式，對(duì)解決生物學(xué)問題有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值和意義。

模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡化的概括性的描述，是科學(xué)研究中對(duì)復(fù)雜事物的一種簡單的描述方法，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具體的實(shí)物或其它形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表述。通過模型，抓住事實(shí)的最主要的特征和功能，以簡化的形式去再現(xiàn)原型的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能，它是連接理論和應(yīng)用的橋梁，可以幫助人們認(rèn)識(shí)客觀世界中最本質(zhì)的東西，以便預(yù)測和指導(dǎo)實(shí)踐。生物學(xué)研究中通常建構(gòu)的模型包括物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型等。

物理模型以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。其最顯著的特點(diǎn)是形象直觀。在教學(xué)過程中通過模型建構(gòu)與展示，不僅有利于加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的記憶、理解，提高生物課堂教學(xué)的在效性，而且還能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，提高學(xué)生的探究能力，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法。通過物理模型教學(xué)還能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)科學(xué)精神與價(jià)值觀。

建構(gòu)物理模型要以客觀事實(shí)為依據(jù)，刪繁就簡，去偽存真。在建構(gòu)物理模型前需要通過觀察、統(tǒng)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、查閱研究史料等方法掌握模型對(duì)象的特征，尋找合適的模型展示方式，選擇恰當(dāng)?shù)哪Ｐ徒?gòu)材料。在建構(gòu)過程中，遵循先大后小、先簡后繁的原則，由表及里、先框架后細(xì)節(jié)進(jìn)行逐步建構(gòu)。初步建構(gòu)完模型后，還需要進(jìn)一步審查模型的科學(xué)性和美觀性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步修改完善，從而力求客觀真實(shí)反映認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。

在《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中將嘗試建立真核細(xì)胞的模型作為學(xué)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，在遺傳的分子基礎(chǔ)部分建議開展制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的活動(dòng)。建構(gòu)物理模型是實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的方法之一，物理模型有靜態(tài)物理模型，還有動(dòng)態(tài)物理模型，在教學(xué)過程中不能僅局限于課程標(biāo)準(zhǔn)中提到的內(nèi)容，教師還需要深入研究教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)造性的開展這一活動(dòng)。我在教學(xué)過程中，結(jié)合邊疆少數(shù)民族地方農(nóng)村學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)的特點(diǎn)，讓學(xué)生自己動(dòng)手，在做中學(xué)，按高中《生物必修1分子與細(xì)胞》第54頁模型建構(gòu)“嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”讓學(xué)生以小組合作的方式，嘗試制作高等植物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型以提高教學(xué)的有效性。

首先要求各組學(xué)生對(duì)教材提供的案例“北京某中學(xué)制作的細(xì)胞模型”和“北京自然博物館展出的細(xì)胞模型”進(jìn)行分析，找出其優(yōu)點(diǎn)與不足，然后提出自己的創(chuàng)新思路，確定確實(shí)可行的方案，之后進(jìn)行分工，有的負(fù)責(zé)查閱資料，有的負(fù)責(zé)收集材料，有的學(xué)生利用生活中的廢棄物進(jìn)行加工，有紙質(zhì)的、木質(zhì)的、塑料做的等等。學(xué)生學(xué)在其中，樂在其中。大家完成的作品五花八門，制作出了極富想象力的模型。

我自己也根據(jù)我個(gè)人對(duì)高等植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的理解，自己制作了一個(gè)高等植物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。

一、材料用具

薄層板、廢籃球、廢皮球、廢乒乓球、大、小氣球、塑料泡沫（板）、紅絲線、剪刀、固體膠、刀片小棉球大頭針等。

二、制作目的

使抽象的微細(xì)胞結(jié)構(gòu)形象化和具體化。便于教師在教學(xué)中幫助學(xué)生掌握高等植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。提高教學(xué)的有效性。

三、制作設(shè)想

（一）英國學(xué)者羅伯特·虎克（Robert Hooke 1635～1702）在1665年用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發(fā)現(xiàn)由許多規(guī)則的小室組成，并把小室稱為cell--細(xì)胞。所以我用薄層板做“小室”代表細(xì)胞壁，因?yàn)榇蠖鄶?shù)植物為綠色，所以我把它做為綠色。

（二）利用廢籃球、廢皮球、廢乒乓球、小氣球作為細(xì)胞膜、核膜及具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。而塑料泡沫則做不具有膜結(jié)構(gòu)的核仁和核糖體。紅絲線做染色體（質(zhì)）。

（三）不同型號(hào)和大小的球色彩鮮艷，有利于引起學(xué)生的注意，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

四、制作步驟

1.細(xì)胞壁：如圖1，利用綠色薄層木板制作成“小室”，用固體膠固定。

2.細(xì)胞膜：如圖2用廢籃球剪去八分之一膠囊，再噴上黃漆。

3.葉綠體：如圖3，綠色小皮球剪去八分之一膠囊，剪下的膠囊又剪成圓片用固體膠連成葉綠體基粒。

4.線粒體：如圖4橙色小皮球剪去八分之一膠囊作外膜，用橙色小氣球作向內(nèi)折疊的內(nèi)膜。

5.高爾基體：如圖5用棉球填入橙色的小氣球內(nèi)作單層膜的高爾基體和囊泡。

6.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：如圖6用固體膠把兩個(gè)黃色大氣球的外表面粘連分別制成兩個(gè)相互折疊的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。

7.核糖體：如圖7用綠色塑料泡沫剪成顆粒狀制成固著核糖體和游離核糖體。

8.液泡：如圖8用充氣的綠色氣球作為液泡。

9.核膜：如圖9用黃色皮球剪去八分之一膠囊作核膜。用固體膠把已制好的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粘在核膜外側(cè)。

10.核仁：如圖10把包裝的廢塑料泡沫剪成圓形制作成核仁。之后放入核膜內(nèi)的固定塑料泡沫板上。

11.染色體（質(zhì)）：如圖11把絲線拉開一段作染色質(zhì)，未拉開的一段作為染色體。以示染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)不同時(shí)期的兩種表現(xiàn)形式。放入細(xì)胞核膜內(nèi)。

12.溶酶體：如圖12用乒乓球作溶酶體。

13.各細(xì)胞結(jié)構(gòu)有機(jī)組合：如圖13把塑料泡沫板剪成與籃球直徑一至的圓形作底座放入細(xì)胞膜內(nèi)，依次把細(xì)胞膜內(nèi)的結(jié)構(gòu)放入其中，構(gòu)成植物細(xì)胞的原生質(zhì)體。之后整個(gè)原生質(zhì)體放入細(xì)胞壁內(nèi)即可完成整個(gè)高等植物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型的制作過程。

五、該教具的使用方法

（一）在解析高等植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能時(shí)可獨(dú)立觀察各細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)。便于學(xué)生較快掌握相關(guān)知識(shí)，提高教學(xué)效果。

（二）在解析高等動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能時(shí)只要把細(xì)胞壁、液泡和葉綠體去掉，加上中心體就可作為動(dòng)物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型使用?？勺寣W(xué)生更好的記住生物膜系統(tǒng)和有關(guān)分泌蛋白產(chǎn)生的途徑，并更好的區(qū)別動(dòng)植物細(xì)胞。

（三）該教具可重復(fù)使用，不易破損。

六、構(gòu)建高等植物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型優(yōu)點(diǎn)

（一）實(shí)現(xiàn)師生相互學(xué)習(xí)，共同提高。

實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”相互交流，“師”與“生”的共同成長。在班級(jí)中開展模型展示與評(píng)比，各組匯報(bào)的學(xué)生不僅向大家闡述了其小組制作的模型的科學(xué)性、美觀性、創(chuàng)造性，而且對(duì)其他同學(xué)提出的疑問進(jìn)行了現(xiàn)場答辯，許多同學(xué)還進(jìn)一步談到制作過程中組內(nèi)同學(xué)深切的體會(huì)與感受，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生在教學(xué)過程中教與學(xué)的合作與共享，實(shí)現(xiàn)師生相互學(xué)習(xí)，共同提高。

（二）化抽象為形象，提升學(xué)習(xí)效率。

因教材中描述的電子顯微鏡下才能觀察到的微細(xì)結(jié)構(gòu)，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，因此，讓學(xué)生親身體驗(yàn)?zāi)M制作“細(xì)胞”的立體結(jié)構(gòu)模型使之形象化，讓抽象的知識(shí)變得形象易懂，更好地構(gòu)建他們完整的知識(shí)體系?；橄鬄樾蜗?，提升學(xué)習(xí)效率。

（三）提高學(xué)習(xí)興趣，提升創(chuàng)新能力。

利用模型教學(xué)，讓學(xué)生在操作過程中，激發(fā)起好奇心與學(xué)習(xí)興趣，點(diǎn)燃其求知欲望的火花，有利于發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大限度地調(diào)動(dòng)他們的積極性、主動(dòng)性，對(duì)突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維能力，有效提高課堂教學(xué)效率有積極的促進(jìn)作用。

總之，構(gòu)建模型在高中生物研究中是很重要的方法和能力，教師在生物教學(xué)中運(yùn)用模型方法，不僅便于分析和解決有關(guān)生物學(xué)問題，而且能有效提高學(xué)生的生物科學(xué)素質(zhì)，并能帶動(dòng)、整合其他生物科學(xué)方法教育的實(shí)施。

通過建構(gòu)模型達(dá)到提高生物課堂教學(xué)的有效性絕不是傳統(tǒng)的教師講授法所能實(shí)現(xiàn)的。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物必修1分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2007（54）：55

[2]普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003（12）：17

[3]朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物必修1分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2007（11）.

[4]樊向利.試論模型在高中生物教學(xué)中的作用[J].中學(xué)生物學(xué)，2007（7）：21-22.