自制教具在《生物膜的流動鑲嵌模型》教學中的應用

宋穎

【摘要】生物膜分子結構具有相對抽象的特征，課堂教學過程中，師生應該一同開動腦筋，合理使用生活中常見的材料制作學習教具，將原本抽象的內容具體化，促使學生更好地理解生物膜相關的知識和應用方法。本次研究以《生物膜的流動鑲嵌模型》為依據，探討自制教具應用在《生物膜的流動鑲嵌模型》教學中的方法，以期提升生物課堂學生參與的積極性和主動性。

【關鍵詞】自制教具 《生物膜的流動鑲嵌模型》 教學

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）31-0164-01

生物膜的流動鑲嵌模型構建是本節要突破的一個難點問題，迄今為止，科學家提出的生物膜結構模型已有幾十種之多，但被人們廣泛接受的結構模型的基本內容是趨于一致的。在本節課上，教師和學生通過自制磷脂分子和蛋白質分子的模型，讓學生了解科學家的實驗現象，并建立磷脂分子的排列方式及其與蛋白質的組合方法。如此一來，不僅讓學生形象、直觀的了解膜模型構建過程，讓他們置身于膜流動鑲嵌模型構建的樂趣，探索其中的奧妙并體驗成功的喜悅。本次研究中，課前老師提示學生做好本節課所用的蛋白質、磷脂模型，課堂上采用自制的教具根據科學家提出的內容進行實驗并得出結論。課下讓學生進一步了解、掌握膜流動鑲嵌模型的相關知識，以此提升學生對本節內容的學習興趣，提高教學活動中學生參與積極性。

一、課前自制教學教具

本次研究以細胞膜分析結構為研究實例，讓學生自己思考、討論，指出進行實驗所得出的結構并制作相應的模型，以此掌握類似知識的實驗方法。老師進行教學之前，提出以下問題讓學生思考：（1）生物膜為何具有選擇透過性？（2）它與我們已經學習或了解的哪種生物體物質相關？（3）學會上述知識后，讓學生利用乒乓球、細鐵釘、圓珠筆、EVA塑膠等材料制作蛋白質、磷脂分子形狀。磷脂分子：采用兵乓球作為磷脂分子頭部，由鐵釘在乒乓球中間的接口兩側各設置一個小孔，兩孔之間的距離為1cm。將網線去皮，暴露出不同顏色的細銅絲。選取其中的白色銅絲，使用鐵鉗剪成8cm一段，穿過兵乓球小孔，并把銅絲對折。使白色銅絲作為磷脂的尾部，讓學生根據老師的做法制作多個磷脂分子。蛋白質制備方法：選取一張EVA塑膠，采用圓珠筆在上面畫出蛋白質模型形狀，裁剪出不同形狀的蛋白質分子模型。每個學生制作完成后，分裝在相應的檔案袋內，統一回收，老師對學生制作的模型修改并補充，下一次上課時發給大家。

二、利用自制教具開展教學

生物課堂教學過程中，老師要用簡潔的語言、清晰的線條，向學生展示相關內容，重視學生在整個教學活動中的主體地位，促使其積極參與課堂活動。因此，在《生物膜的流動鑲嵌模型》這節內容時，老師應合理運用相關實驗指導學生自己動腦分析和判斷，啟發學生根據已有知識建立相應膜的模型，并以此得到膜的結構模型。問題1：細胞膜有哪些成分？此時，老師引入歐文頓通過植物細胞研究細胞膜通透性實驗，歐文頓挑選500多種化學物質對植物細胞通透性展開上萬次的研究，得出：脂溶性分子容易透過細胞膜；非脂溶性分子很難通過[2]。問題2：脂質在細胞膜內如何分布？教師可以呈現1925年荷蘭科學家提出的相關實驗，投影效果見圖1。荷蘭科學家利用紅細胞膜脂質層實驗后提問“你們知道磷脂分子在水面如何鋪展，在水中又如何分布呢？”讓學生針對上述問題進行思考、討論，并采用模型演示的方法得出共識：“磷脂親水頭會面朝下鋪在水面，疏水性則尾部朝上”。教師再次提出質疑：“試想一下，細胞膜上的磷脂能否排列成為連續的兩層？”小組間分別采用頭對頭、頭對尾等排列方法進行反復的嘗試，組員之間開展交流和討論，挑選一名代表上講臺發表本組的實驗觀點。通過班級內激烈的討論，最終得到公認的答案。此時，老師會積極引導學生分析膜上其他物質的排列順序，學生通過模型開展動手實驗，嘗試得到準確表達膜的流動模型。

三、拓展膜的相關知識

不斷學習新知識重點要將與之相關的內容聯系起來，建立一個知識網絡，本節內容學生可由建立膜的流動模型入手，綜合分析、掌握膜結構相關知識。這節課上完后，我們不僅要重溫各位科學家探索細胞膜結構的歷程，這些科學家的研究給我們提供很多有用的提示。在多數研究者對細胞膜結構各類假說中，細胞膜流動鑲嵌模型是當前人們普遍接受并認可的，能較好地解釋人們對細胞膜結構和功能的認識，這對下一節學習物質跨膜運動方法具有重要意義。此時，老師應該鼓勵、指導學生對所建立模型進行延伸，例如：讓學生深入分析、思考晶格鑲嵌模型與本節所學內容之間的區別。

總之，學生是發展中的人，他們擁有不可估量的發展潛力，如果老師給予學生充分參與課堂活動的機會，他們的潛力就能充分展現出來。本次研究以《生物膜的流動鑲嵌模型》為實例，探討師生動手制作流動鑲嵌模型的教學效果，以期為指導生物教學提供一定指導和借鑒。

參考文獻：

[1]姚衛國.在《生物膜的流動鑲嵌模型》的教學中利用自制教具提高生物課堂中學生的參與性[J].新課程（教育學術），2012，16（7）：269-270.