讓學生在探究中成長

摘要：采用問題探究教學法，把問題和知識點轉化為探究性思考題，設計學生主體探究過程，把學生由知識的接受者轉變為知識的探究者和研究者。

關鍵詞：細胞膜的結構；探究

一、 案例背景

隨著社會的發展，終身學習和人的可持續發展等教育理念進一步得到人們的認同，傳統的教和學的模式即將發生重大的突破。國際21世紀教育委員會向聯合國教科文組織提出了四大支柱：學會求知、學會做事、學會共處、學會做人。所以，如何提高學生素質，培養學生的創新、探究能力，已成為教師的新使命。在課堂教學中融入探究性學習，既有別于傳統的接受性學習，也有別于純粹意義上的研究性學習，在教師精心設計的問題的引領下，讓學生在對問題的思考、主動探究中，獲取知識、應用知識、解決問題，構建知識體系。本人根據這樣的理念來設計并實施《細胞膜的結構和功能》一節中細胞膜結構的教學。

二、 案例過程

首先提出問題：在制作真核細胞三維結構模型的活動中，某小組同學分別用三種材料做細胞膜：塑料袋、普通布和彈力布。引導學生根據結構與功能相適應的觀點分析，用哪種材料做細胞膜，更適于體現細胞膜的功能？一下子提起了學生探究細胞膜結構的好奇心，有的同學說用普通布，有的說用彈力布。引起學生的探究欲望后，如果直接將細胞膜結構告訴學生，學生仍會感到枯燥無味，又會走上死記硬背的老路。這里我通過設計一系列問題，引導學生一步步地分析科學家的實驗和結論，宛如親歷科學家探索歷程，讓學生能在這些活動中積極主動地去思考、探究，從而啟發學生形成科學思想和培養他們學會用科學方法分析問題、解決問題的能力。

老師接著講，一般說來，要研究某一物質或物體的分子結構首先要弄清其化學組成成分。設疑：如果我們不知道細胞膜的化學組成成分，讓你來設計實驗探究，你最容易想到用什么方法？很多學生很快就想到用化學分析的方法。老師接著講，是的，大家想到的方法與科學家一樣，但是由于受到當時科技條件的限制，科學家們只好從研究細胞膜的生理現象入手來探究其化學組成成分。接著出示資料，讓學生體驗科學家對生物膜化學組成成分的探索歷程，并討論問題。

資料1：1895年E.Overton用植物細胞研究細胞膜的通透性。他選取用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行上萬次的研究。發現：脂溶性分子易透過細胞膜；而非脂溶性分子則難以通過。說明了什么？老師見學生沒有反應，提示學生：化學課上學習的相似相溶原理。學生很快就反應過來，學生討論回答：細胞膜中含有脂質成分。

資料2：20世紀初，科學家將細胞膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來，發現細胞不但會被溶解脂質的物質溶解，也會被蛋白酶（能專一地分解蛋白質的物質）分解。說明了什么？學生很快回答：細胞膜上不但有脂質還有蛋白質存在。

同時引導學生進一步思考：在此實驗中為什么要選用紅細胞膜來進行分析？最后補充說明：細胞膜主要有脂質和蛋白質組成，還含有少量的糖類物質。

知道了細胞膜的成分后，老師問：細胞膜中的化學組成成分是怎樣有機結合構成細胞膜的呢？然后請同學們繼續分析討論下面的材料。

資料3：1925年，兩位荷蘭科學家E.Gortert和F.Grendel作了丙酮抽提紅細胞脂質實驗：將被提出的脂質在空氣——水界面上鋪成單分子層，測得其分子所占的面積相當于所用的紅細胞表面積的2倍。說明了什么？在認真閱讀完資料后，同學開始思考和討論，但是沒有人要發表自己的意見，于是老師鼓勵學生大膽猜測，才有個別學生不自信的說：“可能是細胞膜中的脂質排列為兩層。”老師微笑著鼓勵：“這位同學的推測與科學家相同?！卑l現自己的推測與科學家的不謀而合時，露出了自豪的神情。

接著連續設疑，老師問：細胞膜中的脂質為什么會排列為連續的兩層呢？學生又陷入思考中，但是卻被難住了，看著學生求知欲被提起來，老師才介紹：這與構成細胞膜的脂質——磷脂分子的結構密切相關。磷脂分子的結構特點：磷脂分子是由磷酸、甘油、脂肪酸組成，其磷酸“頭部”是親水性的，其脂肪酸“尾部”是疏水性的。該結構決定了細胞膜中的磷脂分子的排列方式。接著老師又問：那么，細胞膜中的磷脂分子會排列為怎樣連續的兩層呢？是“頭”相對“尾”朝外？“尾”相對“頭”朝外？還是“頭”“尾”相接？因為有剛才的知識基礎，學生進行著熱烈的討論，最后大家得出的結論是：只有“尾”相對“頭”朝外，才符合細胞內外均為有水環境的事實。由此我們推斷出細胞膜的磷脂分子的排列方式。

資料4：展示20世紀50年代電子顯微鏡誕生后拍攝的細胞膜結構的電鏡照片。讓學生根據電鏡照片修正和自己提出的假說。然后指出：1959年，J.D.Robertsen根據電鏡下觀察到的細胞膜暗——亮——暗的三層結構，提出單位膜結構模型。展示單位膜結構模型的主要內容，并引導學生分析謬論模型的局限性。然后指出，隨著科學技術的進步。人們從新的實驗現象入手對細胞膜的分子結構作出了新的判斷。

資料5：展示20世紀60年代電鏡冰凍蝕刻細胞膜示意圖。從這幅圖上看到了什么？學生討論回答：蛋白質分子可以嵌入磷脂雙分子層中，且蛋白質的分布是不均勻的。

通過上述資料的分析和推理，學生不僅知道了細胞膜的基本結構，還學習了科學家進行科學研究時尋找科學方法的思路。這時接著給學生講細胞膜的基本結構——以磷脂雙分子層作為基本骨架，蛋白質分子鑲、嵌插、貫穿在整個磷脂雙分子層中，就有水到渠成的感覺。

三、 教學反思

本節課所用的主要教學方法是“問題探究教學法”，把問題和知識點轉化為探究性思考題，設計學生主體探究過程，把學生由知識的接受者轉變為知識的探究者和研究者。通過對科學發現史的材料進行適當地選擇和組織，向學生展示人類揭開生物世界的奧秘和令人興奮的探索歷程，讓學生在興趣的驅動下，通過積極參與和親身體驗科學探究的過程來學習，這樣可以使學生能動地獲得對科學的真正理解?？傊?，設置循序漸進、連續不斷地探究問題情景體系是本節課設計的一個重要策略，目的是最大限度地啟發學生思維，培養和開發學生潛在的思維能力，有效地激發學生學習知識的興趣和求知欲，提高學生分析問題、解決問題的能力。

聽課老師在評課時對本課的設計與施教予以肯定，他們認為這一嘗試：1.體現了課堂教學以引導學生自主學習為主的教法，符合新的教學理念；2.教學既扣緊了知識點的落實，又充分地放開去——引導學生質疑探究，各抒己見，不給學生造成束縛，學生的思維得到多方面訓練；3.教師的角色實現了轉變，老師站講臺的時間不到10分鐘，講話的時間更短，沒有以權威身份灌輸什么答案，而是與學生一起平等地探究學習；4.用網頁為學生提供豐富的參考資料，信息技術的優勢得到利用。課后，學生也向老師反映，這樣的課他們學得主動積極，很有興趣。施教中存在的問題主要是討論時間安排不足，全班交流發言原定8人，實際發言6人，教師的小結很匆促。這是備課時對學生發言的長度估計不足造成的。而這一缺憾恰恰也反映出我雖然是有意識地在以新的教育觀組織教學，而自以為是的舊觀念仍頑固地在起作用，低估學生自主學習的能力。由此可見，以新觀念、新手段改革課堂教學將會有一個長長的過程。

參考文獻：

[1] 林靜.對探究性學習的認識.生物學教學，2002.

[2]石明國.拓寬學生思維空間的策略.中學生物教學，2005.