“抓主干、重能力”
——以“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能”復(fù)習(xí)課為例*

趙 玥（復(fù)旦大學(xué)附屬中學(xué) 上海 200433）

2016年9月上海全面實(shí)施新高考“3+3”模式。生命科學(xué)等級(jí)性考試的命題緊密聯(lián)系社會(huì)實(shí)際與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，在全面考核學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)綜合能力的考查［1］。本文以“細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能”的復(fù)習(xí)課為例，探討如何在課堂教學(xué)中把握核心知識(shí)的教學(xué)，提升學(xué)生的學(xué)科能力。

1 復(fù)習(xí)內(nèi)容

本節(jié)復(fù)習(xí)課以上科版高中《生命科學(xué)》第1 冊(cè)第3 章第1 節(jié)細(xì)胞膜的相關(guān)內(nèi)容為主線，并結(jié)合神經(jīng)-激素-免疫調(diào)節(jié)的相關(guān)內(nèi)容開展復(fù)習(xí)。教師在挖掘教材相關(guān)主干知識(shí)的基礎(chǔ)上，確定了這節(jié)課的復(fù)習(xí)內(nèi)容（圖1）。

圖1 復(fù)習(xí)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖

2 復(fù)習(xí)目標(biāo)

根據(jù)上海生命科學(xué)等級(jí)考試的命題理念：“抓主干、重能力”，確定本節(jié)復(fù)習(xí)課的復(fù)習(xí)目標(biāo)（表1）。

3 復(fù)習(xí)策略

在復(fù)習(xí)課中，教師若過(guò)于關(guān)注零散的信息，沒(méi)有注重構(gòu)建概念，以及概念之間的聯(lián)系與情境的運(yùn)用，而讓學(xué)生死記硬背，將不利于學(xué)生構(gòu)建良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)框架。長(zhǎng)期以往，學(xué)生不但容易遺忘，而且在知識(shí)運(yùn)用和遷移時(shí)會(huì)遇到困難［2］。根據(jù)布魯姆的認(rèn)知理論，學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知要經(jīng)歷識(shí)記—理解—應(yīng)用—分析—綜合的過(guò)程［3］。學(xué)生在新授課的學(xué)習(xí)中已識(shí)記并初步理解了一定的主干知識(shí)，但將已學(xué)的知識(shí)遷移到新的情境中，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力尚不足。此外，由于學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中從未嘗試將第3 章細(xì)胞膜的相關(guān)知識(shí)與第5 章信息在神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)中的傳遞與調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)，從而缺乏對(duì)主干知識(shí)的整體性認(rèn)識(shí)，較難在構(gòu)建核心概念的基礎(chǔ)上形成生物學(xué)觀念。根據(jù)學(xué)情及教材分析，采用以下教學(xué)策略：課前教師利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的資源，鼓勵(lì)學(xué)生課前復(fù)習(xí)細(xì)胞膜相關(guān)的主干知識(shí)；教師通過(guò)布置預(yù)習(xí)作業(yè)，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用概念圖的學(xué)習(xí)方法梳理核心知識(shí)；在課堂上，教師通過(guò)問(wèn)題串的形式查漏學(xué)生對(duì)前概念的掌握程度，并利用實(shí)物投影儀評(píng)析學(xué)生預(yù)習(xí)的作業(yè)，幫助他們回憶、辨析易混淆的核心概念；教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維及應(yīng)用知識(shí)的能力；最后，教師在組織學(xué)生總結(jié)和歸納的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生感悟生命觀念。

4 教學(xué)組織

4.1 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，有效反饋學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度 在信息與智能時(shí)代，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容從記憶、順從和操練過(guò)渡為構(gòu)建、獨(dú)立與協(xié)作、創(chuàng)造與體驗(yàn)。教師活動(dòng)也從講授過(guò)渡為學(xué)習(xí)組織及學(xué)習(xí)促進(jìn)。教師的角色不再是管理者，而是輔助者、組織者和陪伴者。課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)“英知學(xué)堂”為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)資源，例如細(xì)胞膜相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、練習(xí)題等內(nèi)容。學(xué)生在課前和課后可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和反饋練習(xí)。此外，學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)也可上傳作業(yè)，并與教師在平臺(tái)上互動(dòng)學(xué)習(xí)。這種滿足學(xué)生個(gè)性和差異的線上線下相混合、多種學(xué)習(xí)資源整合的混合式學(xué)習(xí)模式有利于查漏、鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)效率。

4.2 教會(huì)學(xué)生構(gòu)建概念圖的學(xué)習(xí)方法 課前采用歸納型預(yù)習(xí)作業(yè)——構(gòu)建概念圖（圖2），讓學(xué)生梳理、歸納第1～4 冊(cè)教材中與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)他們獲取、處理和分析教材中相關(guān)信息的能力，并以圖解的形式回憶、識(shí)別和表達(dá)核心知識(shí)。概念圖是圖解的一種類型，屬于模型的范疇［4］。根據(jù)信息加工學(xué)理論，圖解方式可為基于語(yǔ)言的理解提供很好的輔助和補(bǔ)充，加速思維的發(fā)生。概念圖的形式滲透了隱性作業(yè)的“看”和“讀”，有利于學(xué)生識(shí)記、理解和加工主干知識(shí)，促進(jìn)科學(xué)思維習(xí)慣的養(yǎng)成。在課堂上教師對(duì)學(xué)生完成的概念圖進(jìn)行反饋，并讓學(xué)生互評(píng)、補(bǔ)充和完善。在生生互動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)熱情，在學(xué)生思維碰撞的過(guò)程中，辨析易混淆的概念，例如細(xì)胞膜的主要成分、糖蛋白和糖脂的組成、細(xì)胞膜流動(dòng)性是否與蛋白質(zhì)有關(guān)，以及受體、載體的功能等。通過(guò)構(gòu)建概念圖的學(xué)習(xí)方法，幫助學(xué)生將零散的知識(shí)構(gòu)建成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，夯實(shí)主干知識(shí)，有效落實(shí)教學(xué)重點(diǎn)。

圖2 “細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能”相關(guān)知識(shí)的概念圖

4.3 通過(guò)問(wèn)題串查漏學(xué)生的前概念 課上，教師可先通過(guò)問(wèn)題串：細(xì)胞膜由哪些物質(zhì)組成？這些物質(zhì)如何構(gòu)建細(xì)胞膜？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？列舉細(xì)胞膜流動(dòng)性對(duì)細(xì)胞而言的意義？ 查漏學(xué)生已有的知識(shí)，幫助學(xué)生回憶細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，又通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生縱向整合已有的知識(shí)體系，讓學(xué)生進(jìn)一步理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在分泌蛋白的分泌過(guò)程、動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂末期細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷、巨噬細(xì)胞吞噬病原體等生命現(xiàn)象中的意義。

4.4 通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，觸動(dòng)學(xué)生的前概念，發(fā)展學(xué)生的思維能力 知識(shí)和信息不是單純的記憶和重復(fù)，需要主動(dòng)尋找和使用，需要對(duì)世界進(jìn)行探尋，知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程不可能完全剝離學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過(guò)程。獲取知識(shí)的過(guò)程不是單純的知識(shí)的增加，而是概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程［5］。為此，教師可在課堂上通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)科語(yǔ)言解釋生活中的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生說(shuō)明、概括、總結(jié)、比較、解釋等學(xué)科思維。

4.4.1 情境1：“紅米莧” 教師在課堂上出示新鮮及煮熟的紅米莧實(shí)物，引導(dǎo)學(xué)生在觀察、比較生物學(xué)現(xiàn)象的同時(shí)，嘗試運(yùn)用質(zhì)壁分離和質(zhì)膜的前概念進(jìn)行解釋，由于新鮮紅米莧的細(xì)胞膜和液泡膜都具有選擇透過(guò)性，所以細(xì)胞內(nèi)液不會(huì)外滲。當(dāng)紅米莧煮熟后，因細(xì)胞死亡喪失這種選擇透過(guò)性，出現(xiàn)紅色內(nèi)液外滲的現(xiàn)象。在學(xué)生運(yùn)用質(zhì)壁分離等相關(guān)前概念解釋了生物學(xué)的現(xiàn)象之后，教師進(jìn)而讓學(xué)生思考：這種生物學(xué)現(xiàn)象體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么功能？ 并引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)明此現(xiàn)象與細(xì)胞膜保護(hù)與控制物質(zhì)進(jìn)出的功能有關(guān)。利用實(shí)物創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，有利于培養(yǎng)學(xué)生用生物學(xué)語(yǔ)言對(duì)生活中的生物學(xué)現(xiàn)象作出解釋的能力。

4.4.2 情境2：“糖尿病” 隨著科學(xué)研究的不斷發(fā)展及科學(xué)家對(duì)糖尿病的研究不斷深入，人們對(duì)糖尿病的病因及其發(fā)病機(jī)制也有了新的認(rèn)識(shí)。教師以探索糖尿病的病因?yàn)榫€索，結(jié)合諾貝爾獲獎(jiǎng)科學(xué)家的相關(guān)研究，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，培養(yǎng)學(xué)生獲取、遷移和應(yīng)用知識(shí)的思維能力。由于糖尿病的發(fā)病原因較為復(fù)雜，且學(xué)生需綜合運(yùn)用細(xì)胞器、囊泡、激素受體、抗體、自身免疫疾病等知識(shí)解決問(wèn)題，難度相對(duì)較大，所以教師設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的問(wèn)題，并提供學(xué)生解決問(wèn)題的線索（圖3），以幫助學(xué)生突破深層思維的問(wèn)題。

圖3 幫助學(xué)生突破深層思維問(wèn)題的教學(xué)過(guò)程

圖4 合成的分泌蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程示意圖［6］

圖5 胰島素促進(jìn)葡萄糖吸收?qǐng)D解［7］

學(xué)生在分析胰島B 細(xì)胞合成及分泌胰島素的過(guò)程中不但需要回憶、整合細(xì)胞器的相關(guān)知識(shí)，且需要具備“囊泡”的知識(shí)背景。為此，教師出示諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)科學(xué)家對(duì)“囊泡”的相關(guān)研究資料作為線索，引導(dǎo)學(xué)生在獲取新知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用生物學(xué)語(yǔ)言描述該生命現(xiàn)象的過(guò)程。接著，教師進(jìn)一步以諾貝爾評(píng)審委員會(huì)的點(diǎn)評(píng)制造學(xué)生的認(rèn)知沖突，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生再次結(jié)合圖示，進(jìn)一步討論如果囊泡的運(yùn)輸出錯(cuò)，可能會(huì)影響胰島素的分泌，引發(fā)糖尿病。最后，教師出示GLUT 相關(guān)研究資料：GLUT2 是一種和葡萄糖結(jié)合力很低的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，主要分布在肝、腎、小腸和胰島B 細(xì)胞上［8］。在胰島B 細(xì)胞中，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（GLUT2）作為葡萄糖感受器，轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞中，經(jīng)過(guò)一系列信號(hào)傳遞，最后促使胰島素釋放［9］。而GLUT4主要分布于細(xì)胞內(nèi)，在肌肉和脂肪細(xì)胞組織中轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖。在胰島素刺激或運(yùn)動(dòng)刺激下，脂肪細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞中的GLUT4 會(huì)從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)位至細(xì)胞膜上，而2 型糖尿病這種轉(zhuǎn)位功能被減弱了［10］。同時(shí)，出示胰島素促進(jìn)葡萄糖吸收?qǐng)D解（圖5），引導(dǎo)學(xué)生提取文字信息并結(jié)合圖解，思考與討論如果抗體與胰島B 細(xì)胞膜上的GLUT 結(jié)合，可能會(huì)引發(fā)1 型糖尿??； 若抗體與靶細(xì)胞上的胰島素受體結(jié)合或胰島素受體缺失等，可能會(huì)引發(fā)2 型糖尿病。教師通過(guò)結(jié)合科學(xué)研究成果，遞進(jìn)式地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資料，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)術(shù)語(yǔ)闡釋現(xiàn)實(shí)生活中的生物學(xué)現(xiàn)象，并歸納出激素受體體現(xiàn)了細(xì)胞膜信息交流的功能。

4.4.3 情境3：“美容針” 教師以時(shí)下美容業(yè)流行的除皺針為線索，結(jié)合諾貝爾獲獎(jiǎng)科學(xué)家的研究成果，引導(dǎo)學(xué)生分析肉毒毒素可能導(dǎo)致面癱的原因。分析此現(xiàn)象前，學(xué)生需要了解到神經(jīng)遞質(zhì)受鈣離子調(diào)控及肉毒毒素會(huì)占據(jù)鈣離子通道等信息。為此，教師先通過(guò)視頻深入淺出地呈現(xiàn)獲諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生從中獲得信息，即神經(jīng)遞質(zhì)受鈣離子調(diào)控。然后出示神經(jīng)-肌肉的圖片，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用細(xì)胞膜具有信息交流功能的前概念進(jìn)行推理、說(shuō)明注射美容針容易導(dǎo)致面癱的原因。最后指出，衰老是人體正常的生理現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生正確地看待生命現(xiàn)象。通過(guò)這樣的教學(xué)策略，較好地引導(dǎo)學(xué)生在獲取新知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)理性地分析生物學(xué)社會(huì)議題，構(gòu)建并評(píng)價(jià)觀點(diǎn)。

4.5 學(xué)生通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)形成生命觀念 生命觀念的形成有賴于日積月累的課上和課下的主動(dòng)學(xué)習(xí)。以生命觀念為目標(biāo)的學(xué)習(xí)過(guò)程，更注重以積極求索、合作交流等為特征的主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該在這些參與性的學(xué)習(xí)中更好地理解生物學(xué)概念性知識(shí)，在此基礎(chǔ)上形成生命觀念，并能大概念解釋生命現(xiàn)象，不斷地探討和認(rèn)識(shí)生命世界［11］。

4.5.1 在學(xué)生分析生命現(xiàn)象中滲透“結(jié)構(gòu)與功能觀” 學(xué)生分析糖尿病可能的發(fā)病原因，以及肉毒毒素容易引起面癱的生物學(xué)現(xiàn)象時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)胰島素受體缺失時(shí)，會(huì)引起胰島素不能正常發(fā)揮功能；當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)不能與神經(jīng)遞質(zhì)受體結(jié)合時(shí)，神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)將受影響。此時(shí)，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生感悟到結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)對(duì)生物體發(fā)揮正常生理功能的重要意義。

4.5.2 在學(xué)生類比概念中滲透“平衡與穩(wěn)態(tài)觀”教師出示2012年上海高考卷中的圖示（圖6），引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合細(xì)胞膜信息交流的功能，說(shuō)出這3種受體在神經(jīng)、內(nèi)分泌與免疫調(diào)節(jié)中的作用及維持人體自穩(wěn)態(tài)的意義。通過(guò)以上師生間的交流活動(dòng)，幫助學(xué)生建立“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”。

圖6 3 類受體的比較圖（選自2012年上海高考圖21）

4.4.3 在學(xué)生討論生物膜的生物學(xué)意義中滲透“進(jìn)化與適應(yīng)觀” 在這節(jié)課的最后，教師指出：生命的起源是進(jìn)化中最重大的事件之一，并啟發(fā)學(xué)生從進(jìn)化的角度分析：細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，對(duì)生物而言有何意義？通過(guò)生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的形式引導(dǎo)學(xué)生明白：細(xì)胞膜是細(xì)胞的界膜，它將具有生命力的活細(xì)胞與非生命的環(huán)境分割開來(lái)。同時(shí)，膜具有選擇透過(guò)性，有利于吸收周圍的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并將膜內(nèi)的廢物排出去，如此逐漸地演化出具有生命力的細(xì)胞。隨后，再逐漸從單細(xì)胞生物演化到多細(xì)胞生物再到復(fù)雜的生物。此時(shí)，教師可讓學(xué)生伸手摸一下教材的一頁(yè)紙，讓他們感受到細(xì)胞膜只有7 nm，約8 000 張細(xì)胞膜疊加起來(lái)僅教材一頁(yè)紙的厚度。盡管細(xì)胞膜如此薄，卻能保證細(xì)胞的代謝活動(dòng)在高度有序的狀態(tài)下進(jìn)行。學(xué)生在參與總結(jié)的過(guò)程中，不但需要整合所學(xué)的知識(shí)，組織語(yǔ)言歸納和概括主干知識(shí)，而且也能從生命精巧的適應(yīng)性中建立“進(jìn)化與適應(yīng)觀”。

復(fù)習(xí)課不能陷入“題海戰(zhàn)”中。教師要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的前概念，不但要教會(huì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，而且要關(guān)注學(xué)生學(xué)科能力和學(xué)科素養(yǎng)的養(yǎng)成。