高中生物學專題復習課中學生核心素養的培養途徑
——以“生物膜系統的結構和功能”復習為例

尹利軍 張 瑜 翁 妍

(河北省遷安市第一中學西校區 遷安 064404)

教學實踐中，筆者嘗試在高三專題復習課中以問題為引導，拓展學生思維，有針對性地培養學生核心素養的幾個維度。本文以“生物膜系統的結構和功能”復習為例加以總結分析，供教學參考。

1 通過構建概念圖進行重要概念比較，建構生命觀念

生物學核心概念對學生掌握基礎知識具有引領作用，在課堂教學中，教師要幫助學生正確理解生物學重要概念，一方面需要向學生提供各種豐富的、有代表性的事實來為學生的概念形成提供支撐；另一方面，教師組織的教學活動應克服讓學生停留在記住一些零散的生物學事實的層面上，要通過對事實的抽象和概括，幫助學生建立生物學概念，并以此來建構合理的知識框架，為學生能夠在新情境下解決相關問題奠定基礎。

在高考命題中，生命觀念考查主要是通過對生物核心概念的理解、遷移和運用能力等方面進行[1]。在“生物膜系統的結構和功能”復習中，為落實教學目標，使學生能建構生物體結構與功能統一的生命觀念，教師設計以概念為中心的系列問題串： ①生物膜系統的概念是什么，它包含的結構有哪些？②細胞膜的結構特點有什么，這種結構與細胞膜的功能關系是怎樣的？③從膜結構的有、無角度對細胞器進行分類，并回想它們的功能是什么？④與能量代謝有關的細胞器、與細胞增殖有關的細胞器、與抗體合成有關的細胞器、含核酸的細胞器(能發生堿基互補配對)，及與物質跨膜運輸有關的細胞器有哪些？⑤比較葉綠體和線粒體的異同點，說明其適應功能的結構特點。讓學生在問題串的引導下，利用學案自主構建概念圖(圖1)，并通過小組說圖形式，引導學生從生物學核心概念到一般概念的知識梳理，并根據概念圖強化學生對知識的理解，強調學生易混易錯的知識。通過概念比較，讓學生在理解知識基礎上辨別概念，記憶知識，并通過典例分析與應用，提升學生的解題能力。

圖1 生物膜系統組成及各結構功能概念圖

例題(2018年全國Ⅰ卷1題)生物膜的結構與功能存在密切的聯系。下列有關敘述錯誤的是(D)

A. 葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶

B. 溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成細胞結構的破壞

C. 細胞的核膜是雙層膜結構，核孔是物質進出細胞核的通道

D. 線粒體DNA位于線粒體外膜上，編碼參與呼吸作用的酶

例題以生命觀念中的結構與功能觀、物質與能量觀為命題依據，考查生物膜系統的結構和功能。學生利用課堂中構建的概念模型，用生物學的生命觀念為主要推斷依據，利用比較和綜合的方法進行選項分析，可發現D選項中“線粒體DNA位于線粒體外膜上”應為線粒體DNA位于線粒體基質中,這樣在建構生命觀念基礎上，提升自己的分析問題和解決問題能力。

2 通過歸納和概括、分析與綜合和建立模型等方式運用知識，培養學生的科學思維

在復習生物膜系統的結構和功能中，為了讓學生充分理解、熟知生物膜系統中各組分的功能，在學生熟知生物膜系統各結構特點的基礎上，首先讓學生根據人教版高中生物必修1第49頁圖示和文字提示，自主構建圖2所示的生物膜系統結構間的聯系模型，理解細胞內各種結構間的協調關系。

由于高三學生已經具備了細胞膜等生物膜結構和功能知識，具備了一定的歸納、概括和綜合分析能力，學生能根據教師提供的相應素材，自己構建知識網絡，利用科學思維方法，形成細胞結構和功能相適應、物質與能量觀的生命觀念。在本節復習中，教師設計問題導向的教學活動： ①根據教材分泌蛋白合成和分泌過程圖，繪出分泌蛋白合成和分泌過程流程圖；②根據提供的細胞各結構間功能聯系(圖3左上)，補充繪制的流程圖，重點區分不同類型的核糖體合成蛋白質的去向；③根據分子的大小，說出細胞膜進行控制物質運輸功能中的物質跨膜運輸方式和特點。讓學生自主構建概念模型圖，并通過學習小組研究討論，師生共同構建如圖3所示的概念模型。

在整個教學環節中，始終發揮學生的主體地位，讓學生在自主—探究活動中掌握知識，強化學生對知識的歸納和概括能力，在分析與綜合、歸納和概括知識及建立模型過程中逐漸形成知識邏輯，發展學生的科學思維能力[2]。

圖3 生物膜系統各結構間功能聯系的概念模型

3 在探究活動中培養學生的科學思維和科學探究能力

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，《普通高等學校招生全國統一考試生物大綱(2018年)》考核目標與要求中關于實驗與探究能力，與新課標中科學探究的要求(能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力)一致。新課標認為，以探究為特點的課堂教學會直接影響核心素養中“科學思維”“科學探究”的落實，也會間接影響另外兩個核心素養的達成。因此，在課堂教學中教師應該設計合理的情境，提供更多的機會，讓學生對生物學現象或問題進行探究，培養學生科學思維和科學探究能力[3]。在復習生物膜系統結構和功能中，為了提升學生科學探究能力，教師依據教學內容和學生實際設計如下探究問題： ①探究細胞膜的主要成分；②探究細胞膜物質跨膜運輸方式及特點；③探究細胞膜是否為選擇透過性膜；④分泌蛋白合成和分泌過程探究。要求學生根據題目，自選材料和用具進行相關探究方向的設計思路的梳理。根據課堂情況最終總結學生的探究活動思路(表1)，如果條件允許，還可通過學習小組進行相關探究活動。

表1 生物膜系統結構與功能探究實驗設計思路

4 利用學習與生物膜相關的生物科技熱點問題，培養學生社會責任

在本節復習中，教師在課堂激趣導入環節中，引導學生回顧有關細胞生物膜系統的科研成果及在生產生活中的應用實例，學生積極思考，舉出如農業上培養抗寒和抗旱的農作物知識、解決我國淡水資源短缺的海水淡化問題、世界醫療難題“尿毒癥病因與治療”和“糖尿病介紹與胰島素治療原理”(圖4、5)等，教師依據這些素材設計相應的問題： 尿毒癥患者透析原理運用了高中生物學的什么知識？據圖分析胰島素作用原理是什么？如何治療不同類型糖尿病？讓學生根據鮮活的素材或實例分析推理、遷移生物學知識，解決這些與民生相關的生物學知識和問題，提升對知識運用能力。

同時利用所學知識在家庭和社會上宣傳健康的生活方式和習慣，樹立關愛生命的意識。

圖4 血液透析過程圖示

圖5 胰島素調節血糖機制圖示