淺談如何在探究性課堂中“創造”知識

1 問題的提出

新課程所倡導的探究性學習重視過程，有利于學生創新精神和實踐能力的培養，但很難使學生獲得系統的知識，似乎很多知識是無法通過探究獲取的。如何在高中生物教學中建構探究性的課堂，怎樣在重視知識層面的概念教學的基礎上，創設展示概念形成和發展的知識建構過程，使學生在探究性學習的過程中“創造”知識，便成為高中生物教學中一個非常值得探討的問題。

2 教學實踐

下面以“細胞質和細胞器”第一課時的教學為例，探討如何建構探究性的課堂，并幫助學生在探究性學習的過程中建構知識。

2.1 教材與學情分析

本節課是蘇教版必修1第三章第二節的內容，是第三章的重點，知識點多，且和各章節聯系密切。如核糖體的結構與功能和必修1第二章“蛋白質的合成”以及必修2的“基因控制蛋白質的合成”等有關，線粒體、葉綠體的結構知識和必修1第四章“光合作用與細胞呼吸”密切相關。授課對象為高一學生，在前一課時學習了原核細胞與真核細胞的區別，對細胞結構有了總體的認識。另外初中生物已經介紹了細胞質和葉綠體、線粒體以及液泡等重要細胞器，學生對于其主要功能已有一定的了解，這些都為本節課的學習奠定了良好的基礎。

2.2 教學目標

知識目標：概述細胞質基質的成分和主要功能，說出線粒體和葉綠體等幾種細胞器的形態和功能。

能力目標：制作臨時裝片，使用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體。

情感目標：認同生物科學的發展離不開有關技術的進步，逐步確立“結構與功能相統一、局部與整體相統一”的觀點。

2.3 教學重點和難點

教學重點：線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體等主要細胞器的形態結構和功能。

教學難點：區別細胞質與細胞質基質，說出線粒體和葉綠體等幾種細胞器的形態和功能。

2.4 教學方法

教學方法為實驗探究法和討論法。

2.5 設計思路

“細胞質和細胞器”這一節按照傳統的教學模式設計，一般分為2個課時，第一課時學習細胞質的概念，以及葉綠體和線粒體的結構功能（含實驗），第2課時學習其他細胞器的結構和功能，雖有實驗探究，但只局限于部分內容。鑒于本節內容在教材中主要以圖群的形式展現，直觀、生動、整合，毫不教條，筆者嘗試借助顯微鏡帶領學生重溫細胞結構的發現之旅。第一課時僅研究細胞器的形態和功能，按科學家發現細胞結構（主要是細胞器）的順序，以實驗探究的形式展開學習，幫助學生建構知識。

設計思路圖如圖1所示。

2.6 教學過程

展示有關列文虎克以及顯微鏡發展的資料、圖片。

師：人類對細胞的結構和功能的認識是隨著顯微技術的發展而不斷深入的。我們一起用手中的顯微鏡開始細胞結構的發現之旅吧！

活動一：制作臨時裝片觀察黑藻的葉細胞。

教師簡單說明制作臨時裝片及顯微觀察的要點，要求學生實驗并拍攝黑藻葉肉細胞葉綠體的照片以及30 s左右的視頻顯示細胞質的流動情況。

師：你觀察到哪些細胞結構？

生：葉綠體、細胞壁、細胞膜、液泡和細胞核。

教師展示初中學過的植物細胞圖，復習相關結構。提問有關光合作用的知識，說明其與葉綠體的關系。如學生對液泡及細胞核能否觀察到存在疑問，可暫時擱置。

師：觀察黑藻的臨時裝片，發現葉綠體是運動的，說明了細胞質是流動的，是細胞活力的象征。另可看到黑藻細胞中的空白區域，葉綠體圍繞這一區域流動，可間接證明液泡的存在。要更直接的觀察液泡，可進行活動二。

活動二：制作并觀察洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片。

教師提問學生如何制作裝片，尤其是怎樣撕取洋蔥鱗片葉的外表皮。同時引導學生觀察液泡、細胞核以及細胞壁（膜），使學生了解：其液泡明顯是因為體積龐大并富含色素；葉綠體易于發現也與其體積大且含有色素有關。

活動三：使用高倍鏡觀察線粒體。

教師展示動物細胞的結構示意圖，提問：沒有液泡、葉綠體，那里面還有什么細胞器？學生初中學過線粒體，可以很快答出。

學生使用高倍鏡觀察大鼠胰腺的鐵蘇木精染色玻片標本，找到染成藍色的線粒體。

資料分析：德國科學家華樂柏在研究線粒體時，統計了某種動物部分細胞中線粒體數量如表1所示。分析回答下列問題。

① 心肌細胞的線粒體數量最多，這是因為什么？

② 冬眠狀態下肝細胞中線粒體比在常態下多的原因是什么？

生：說明線粒體的主要功能，是進行有氧呼吸和形成ATP（產生能量）的主要場所。

活動四：發現其他細胞器

師：利用我們手中的光學顯微鏡，已經很難有新的發現了，但細胞結構是不是只有這些呢，科學家仍在探尋，我們也需要轉換思路。

投影展現某動物細胞（有絲）分裂的圖像，請學生分析：

① 圖中所示的生物學現象是什么？

② 依據結構與功能相適應的原理，細胞中應有與該現象有關的結構。

③ 很多細胞具有分泌功能，如唾液腺細胞能夠分泌唾液淀粉酶，細胞中也應有相關的結構與之適應。

學生閱讀課本39頁圖群，認識中心體、高爾基體的形態，了解其功能。

教師帶領學生回顧細胞結構的發現史：在19世紀科學家們陸續發現了：液泡、葉綠體、中心體、線粒體和高爾基體。其中的線粒體和高爾基體由于需染色才能看到，所以發現較晚。進入20世紀，尤其是30年代盧斯卡等人發現了電子顯微鏡，使得細胞結構的研究又往前邁進了一大步。教師引導學生轉換思路進行新的發現。

師：細胞中生物大分子合成的場所在哪里？

生：淀粉在葉綠體中合成，核酸主要在細胞核中合成。蛋白質、脂質合成的場所不清楚。

學生閱讀課本39頁圖群，尋找答案。認識內質網及核糖體。

活動五：動植物細胞結構的比較。

教師利用圖2，使學生重溫動植物細胞各個結構的名稱，說出它們的功能，比較動植物細胞結構的區別：① 細胞膜；②細胞核；③ 線粒體；④ 內質網；⑤ 核糖體；⑥ 高爾基體；⑦ 液泡；⑧ 葉綠體；⑨ 細胞壁；⑩ 中心體。其中，①～⑥為動植物共有，⑦⑧⑨是植物所特有的，⑩是動物特有的。

3 總結與反思

以探究性學習方式推動教學內容的開展，學生不再是被動的接受知識，而是通過實驗探究，通過思考，自主地建構知識體系。探究性學習在知識形成中的強大作用由此可見一斑。在探究性的課堂教學中，學生主動學習、積極思維，展現了生物課堂教學的新鮮氣氛和生物教學研究的生動活力。而探究性課堂的一個問題是，探究活動及實驗比較多，課堂時間很緊，如何進一步提升效率，除了重視學生動手能力的培養，教師對于課堂結構的優化也很重要。