核心素養(yǎng)導(dǎo)向的生物課堂教學(xué)設(shè)計

程明　孫小木

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是生物學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過生物學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。為了讓學(xué)生獲得有效，甚至高效的學(xué)習(xí)效果，教師在開展教學(xué)活動時需要重視對學(xué)生進(jìn)行學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。下面以人教版教材《必修卜細(xì)胞與分子》第三章第一節(jié)“細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界”的課堂教學(xué)為例，談一談如何在教學(xué)中落實生物學(xué)科核心素養(yǎng)的途徑。

1 合理尋找熟悉度，讓課前預(yù)熱起來

學(xué)生如果缺乏對知識的熟悉度，就會降低主動深入學(xué)習(xí)的動力。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師首先呈現(xiàn)學(xué)校的鳥瞰圖，提問：同學(xué)們，這張圖片的虛線部分代表本文是江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十二期課題“基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的科學(xué)探究活動策略研究”（課題編號為2017JK12-L035）的研究成果。什么？學(xué)生觀察后回答是學(xué)校的圍墻。接著，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生迅速說出這也是學(xué)校的邊界。教師提出問題：自然界中最基本的生命系統(tǒng)是什么？在學(xué)生回答出是細(xì)胞后，教師呈現(xiàn)動物細(xì)胞模式圖，追問：“細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，它的邊界是什么？”這樣學(xué)生比較容易得出細(xì)胞的邊界是細(xì)胞膜。

設(shè)計意圖：本節(jié)課從學(xué)生熟悉的校園鳥瞰圖入手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時，通過呈現(xiàn)學(xué)生初中就己經(jīng)熟悉的動物細(xì)胞模式圖，增加了學(xué)生的熟悉度，便于學(xué)生深入學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的相關(guān)知識。所以，教師合理尋找熟悉度，可以讓課前預(yù)熱起來。

2 “環(huán)環(huán)”滲透核心素養(yǎng)，讓課堂豐滿起來

這里的環(huán)環(huán)指的是課堂教學(xué)的不同環(huán)節(jié)。要想實現(xiàn)全面滲透核心素養(yǎng)，教師就必須精心預(yù)設(shè)課堂教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，熟練掌握和應(yīng)用教學(xué)技能和方法。

2.1 教學(xué)環(huán)節(jié)一：感受細(xì)胞膜的存在

教師選擇學(xué)生感興趣的、與生活實際聯(lián)系緊密的實驗材料用于科學(xué)探究，學(xué)生容易獲得成功，達(dá)到自我實現(xiàn)的滿足感。在教學(xué)活動中，筆者選擇未受精的雞蛋為實驗材料，讓學(xué)生感受卵細(xì)胞膜的存在。

首先，教師提問：“同學(xué)們，你們觸摸過細(xì)胞膜嗎，為什么？”學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)經(jīng)驗，得出由于細(xì)胞較小，不容易獲取細(xì)胞膜。接著，教師請學(xué)生回憶初中學(xué)習(xí)的關(guān)于卵細(xì)胞的相關(guān)知識，得出未受精的雞蛋卵黃即為卵細(xì)胞。教師示范蛋清分離器正確使用方法后，學(xué)生進(jìn)行分組實驗：學(xué)生以小組為單位，六人一大組，兩人一小組使用蛋清分離器將卵白和卵黃分開，獲取卵黃。將分離出的卵黃分別移入3只潔凈的培養(yǎng)皿中，標(biāo)號A、B、C：用玻璃棒輕輕觸碰卵黃表面并觀察現(xiàn)象。

設(shè)計意圖：通過實驗，學(xué)生從宏觀上感受到細(xì)胞膜的存在，從而更關(guān)注學(xué)習(xí)過程中的實踐經(jīng)歷，激發(fā)了對細(xì)胞膜微觀知識學(xué)習(xí)的欲望。這也符合教學(xué)過程重實踐的基本理念。

2.2 教學(xué)環(huán)節(jié)二：理解細(xì)胞膜的功能

學(xué)生利用獲得的細(xì)胞膜繼續(xù)進(jìn)行實驗：用牙簽尖端刺破卵黃的細(xì)胞膜，觀察現(xiàn)象。教師提問：“卵白和卵黃分離后，卵黃在沒有刺破的情況下能保持其完整性，這能說明細(xì)胞膜具有什么功能？”學(xué)生思考后，得出細(xì)胞膜功能之一：細(xì)胞膜可以將細(xì)胞與外界環(huán)境分開。接著，學(xué)生觀察教科書中的插圖圖3-1，用生物進(jìn)化觀點解釋生命起源，認(rèn)同原始生命向細(xì)胞進(jìn)化所獲得的重要形態(tài)特征之一是生命物質(zhì)外面出現(xiàn)了一層膜性結(jié)構(gòu)，即細(xì)胞膜。膜的出現(xiàn)是生命起源過程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開，從而保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。通過這部分學(xué)習(xí)，學(xué)生可以初步樹立進(jìn)化與適應(yīng)觀的生命觀念。

接著，學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行實驗：向培養(yǎng)皿A中加入適量的中性紅染液，B、C中分別加入等量的紅墨水：生物課代表再向每組的培養(yǎng)皿C中再加入某“神秘物質(zhì)”，染色3min。學(xué)生用吸管吸干A、B培養(yǎng)皿中卵黃外的液體，并用蒸餾水沖洗2或3次后用牙簽刺破A和B的卵黃膜，比較卵黃的顏色變化。

學(xué)生觀察和比較實驗結(jié)果，得出細(xì)胞膜功能之二：控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。接著，教師呈現(xiàn)圖片并提問：“用涼水洗紅莧菜，水不變紅;煮莧菜湯，湯卻是紅色的。這與細(xì)胞膜的功能有何關(guān)系？”學(xué)生通過思考得出：只有活細(xì)胞才能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。教師將探究過程融入真實生活，可以激勵學(xué)生積極探究。最后，在規(guī)定的時間內(nèi)，教師要求學(xué)生自主閱讀教材，總結(jié)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的特點，畫出相關(guān)模式圖（圖1），加深記憶。

接著，教師語言過渡：當(dāng)今人類社會中，人與人之間的溝通交流顯得格外重要，交流方式主要有面對面交流、寫信和打固定電話等。在多細(xì)胞生物體內(nèi)，微觀世界中的細(xì)胞也不是孤立存在的，它們之間必須保持功能的協(xié)調(diào)，才能使生物體健康地生存。并呈現(xiàn)下列圖片（圖2），學(xué)生通過類比法可以將圖片的左右對號入座并能說出類比的依據(jù)。

設(shè)計意圖：教師通過引導(dǎo)學(xué)生將所熟悉的日常生活中的交流方式去類比細(xì)胞間抽象的交流方式，使學(xué)生進(jìn)一步得出細(xì)胞膜的功能之三：進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。教師采用類比方法進(jìn)行教學(xué)，化陌生為熟悉，使學(xué)生更輕松地理解與記憶原本抽象復(fù)雜的生物知識，也幫助學(xué)生展開想象的翅膀，拓展思維空間。

2.3 教學(xué)環(huán)節(jié)三：概述細(xì)胞膜的成分

教材中關(guān)于細(xì)胞膜成分的教學(xué)，是直接給出了科學(xué)家通過上萬次的實驗而得出的結(jié)論。筆者嘗試通過學(xué)生實驗和相關(guān)資料分析，讓學(xué)生概述出細(xì)胞膜的成分，從而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

首先，學(xué)生觀察并描述培養(yǎng)皿C中細(xì)胞的形態(tài)變化的情況。學(xué)生通過觀察和分析得出：培養(yǎng)皿C中的細(xì)胞破裂的原因與課代表加入的物質(zhì)有關(guān)。接著，課代表出示所加的物質(zhì)（嫩肉粉），并向?qū)W生說明嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶。教師順勢提問：這說明細(xì)胞膜中含有什么成分？學(xué)生經(jīng)過討論，結(jié)合初中學(xué)習(xí)過的唾液淀粉酶等知識，得出：細(xì)胞膜含有蛋白質(zhì)。

接著，教師出示資料1：19世紀(jì)末，歐文頓選用500多種化學(xué)物質(zhì)對動物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也容易穿過膜;反之，不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也不容易穿過膜。這說明細(xì)胞膜中含有什么成分？學(xué)生通過資料分析得出：細(xì)胞膜含有脂質(zhì)。

然后，出示人體不同細(xì)胞的細(xì)胞膜成分表（表1），并提問：分析表格內(nèi)容，從中可以提煉出哪些信息？

學(xué)生通過資料分析得出如下結(jié)論：

①細(xì)胞膜中確實存在蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，同時細(xì)胞膜中還含有糖類;

②細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析不同膜的功能復(fù)雜程度，讓學(xué)生明白：細(xì)胞膜的功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)的種類和含量越多。并呈現(xiàn)教材封面上的細(xì)胞流動鑲嵌模型，聯(lián)系細(xì)胞膜的功能，讓學(xué)生感悟到結(jié)構(gòu)與功能觀這一生命觀念。

最后，讓學(xué)生閱讀課本第41頁的小字“與生活的聯(lián)系”及旁欄“腫瘤醫(yī)院檢驗報告單”，提問：你能得出什么結(jié)論？學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析，小組交流，得出：癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與癌細(xì)胞膜成分的改變有關(guān)。教師再結(jié)合身邊關(guān)于癌癥的實例，讓學(xué)生感受癌癥患者的痛苦以及應(yīng)該從小事做起為癌癥患者做些力所能及的事情，來提高學(xué)生的社會責(zé)任教育。

2.4 教學(xué)環(huán)節(jié)四：闡明細(xì)胞壁的成分和功能

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：細(xì)胞壁的成分有哪些，為什么細(xì)胞壁不是植物細(xì)胞的邊界？用纖維素酶或果膠酶處理植物細(xì)胞，植物細(xì)胞的細(xì)胞壁消失，無細(xì)胞壁的植物細(xì)胞在清水中會吸水漲破。細(xì)胞壁是由什么物質(zhì)組成的，其功能是什么？學(xué)生分析后，可以得出：植物細(xì)胞壁中含有纖維素和果膠。

接著，教師呈現(xiàn)資料：“細(xì)胞壁沒有生物活性，它對要進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)沒有選擇性（即全透性），它并不能保證細(xì)胞內(nèi)部系統(tǒng)的穩(wěn)定，所以說細(xì)胞壁不能稱之為植物細(xì)胞的邊界”。

學(xué)生通過對資料的分析，得出植物細(xì)胞的邊界也是細(xì)胞膜。然后，教師通過一些實例，讓學(xué)生再次體會到“結(jié)構(gòu)與功能觀”這一生命觀念。

3 巧妙回歸書本實驗，讓課后行動起來

人教版教材在本節(jié)內(nèi)容中安排了“體驗制備細(xì)胞膜的方法”的實驗。通過這個實驗，學(xué)生雖然無法從宏觀上感受細(xì)胞膜的存在，但可以培養(yǎng)科學(xué)思維。因此，筆者布置學(xué)生在課后閱讀課本40-41頁，闡明選擇紅細(xì)胞的理由及處理方法。通過這樣的安排，學(xué)生了解了科學(xué)的過程及結(jié)論，不僅學(xué)習(xí)了科學(xué)知識，還能提高能力，培養(yǎng)愛科學(xué)的情感和科學(xué)的世界觀，學(xué)會運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力，提高了科學(xué)思維的能力。同時，通過小組合作，鍛煉了學(xué)生大膽交流、表達(dá)的能力，又強(qiáng)化了學(xué)生的合作意識與團(tuán)隊精神。

本節(jié)課以學(xué)生熟悉的學(xué)校圍墻切入，從感受細(xì)胞膜存在的小實驗出發(fā)，運用實驗探究、資料分析、類比等教學(xué)手段，使學(xué)生直觀地概括和理解細(xì)胞膜的成分和功能，認(rèn)同細(xì)胞膜作為系統(tǒng)邊界對于細(xì)胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。整個教學(xué)過程充分體現(xiàn)新課程生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，即生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究及社會責(zé)。