“抓主干、重能力”
——以“細胞膜的結構與功能”復習課為例*

趙 玥（復旦大學附屬中學 上海 200433）

2016年9月上海全面實施新高考“3+3”模式。生命科學等級性考試的命題緊密聯系社會實際與學生生活經驗，在全面考核學生基礎知識和基本技能的基礎上，加強對綜合能力的考查［1］。本文以“細胞膜結構與功能”的復習課為例，探討如何在課堂教學中把握核心知識的教學，提升學生的學科能力。

1 復習內容

本節復習課以上科版高中《生命科學》第1 冊第3 章第1 節細胞膜的相關內容為主線，并結合神經-激素-免疫調節的相關內容開展復習。教師在挖掘教材相關主干知識的基礎上，確定了這節課的復習內容（圖1）。

圖1 復習內容的思維導圖

2 復習目標

根據上海生命科學等級考試的命題理念：“抓主干、重能力”，確定本節復習課的復習目標（表1）。

3 復習策略

在復習課中，教師若過于關注零散的信息，沒有注重構建概念，以及概念之間的聯系與情境的運用，而讓學生死記硬背，將不利于學生構建良好的知識結構框架。長期以往，學生不但容易遺忘，而且在知識運用和遷移時會遇到困難［2］。根據布魯姆的認知理論，學生對知識的認知要經歷識記—理解—應用—分析—綜合的過程［3］。學生在新授課的學習中已識記并初步理解了一定的主干知識，但將已學的知識遷移到新的情境中，分析和解決實際問題的能力尚不足。此外，由于學生在之前的學習中從未嘗試將第3 章細胞膜的相關知識與第5 章信息在神經-內分泌-免疫系統中的傳遞與調節相關聯，從而缺乏對主干知識的整體性認識，較難在構建核心概念的基礎上形成生物學觀念。根據學情及教材分析，采用以下教學策略：課前教師利用網絡學習平臺為學生提供自主學習的資源，鼓勵學生課前復習細胞膜相關的主干知識；教師通過布置預習作業，指導學生運用概念圖的學習方法梳理核心知識；在課堂上，教師通過問題串的形式查漏學生對前概念的掌握程度，并利用實物投影儀評析學生預習的作業，幫助他們回憶、辨析易混淆的核心概念；教師創設真實情境，培養學生的學科思維及應用知識的能力；最后，教師在組織學生總結和歸納的過程中，引導學生感悟生命觀念。

4 教學組織

4.1 通過網絡學習平臺，有效反饋學生基礎知識的掌握程度 在信息與智能時代，學生學習的內容從記憶、順從和操練過渡為構建、獨立與協作、創造與體驗。教師活動也從講授過渡為學習組織及學習促進。教師的角色不再是管理者，而是輔助者、組織者和陪伴者。課前通過網絡學習平臺“英知學堂”為學生提供多樣化的學習資源，例如細胞膜相關知識點、練習題等內容。學生在課前和課后可根據自己的學習情況自主選擇學習內容和反饋練習。此外，學生通過網絡學習平臺也可上傳作業，并與教師在平臺上互動學習。這種滿足學生個性和差異的線上線下相混合、多種學習資源整合的混合式學習模式有利于查漏、鞏固學生的基礎知識，有效提高學生的學習效率和課堂教學效率。

4.2 教會學生構建概念圖的學習方法 課前采用歸納型預習作業——構建概念圖（圖2），讓學生梳理、歸納第1～4 冊教材中與細胞膜結構與功能相關的知識點，培養他們獲取、處理和分析教材中相關信息的能力，并以圖解的形式回憶、識別和表達核心知識。概念圖是圖解的一種類型，屬于模型的范疇［4］。根據信息加工學理論，圖解方式可為基于語言的理解提供很好的輔助和補充，加速思維的發生。概念圖的形式滲透了隱性作業的“看”和“讀”，有利于學生識記、理解和加工主干知識，促進科學思維習慣的養成。在課堂上教師對學生完成的概念圖進行反饋，并讓學生互評、補充和完善。在生生互動中，激發學生的注意力和學習熱情，在學生思維碰撞的過程中，辨析易混淆的概念，例如細胞膜的主要成分、糖蛋白和糖脂的組成、細胞膜流動性是否與蛋白質有關，以及受體、載體的功能等。通過構建概念圖的學習方法，幫助學生將零散的知識構建成知識網絡，夯實主干知識，有效落實教學重點。

圖2 “細胞膜結構與功能”相關知識的概念圖

4.3 通過問題串查漏學生的前概念 課上，教師可先通過問題串：細胞膜由哪些物質組成？這些物質如何構建細胞膜？細胞膜的結構有什么特點？列舉細胞膜流動性對細胞而言的意義？ 查漏學生已有的知識，幫助學生回憶細胞膜的結構，又通過引導學生縱向整合已有的知識體系，讓學生進一步理解細胞膜的結構特點在分泌蛋白的分泌過程、動物細胞有絲分裂末期細胞膜向內凹陷、巨噬細胞吞噬病原體等生命現象中的意義。

4.4 通過創設真實情境，觸動學生的前概念，發展學生的思維能力 知識和信息不是單純的記憶和重復，需要主動尋找和使用，需要對世界進行探尋，知識學習的過程不可能完全剝離學習者的認知過程。獲取知識的過程不是單純的知識的增加，而是概念轉變的過程［5］。為此，教師可在課堂上通過創設真實情境，引導學生用學科語言解釋生活中的現象，培養學生說明、概括、總結、比較、解釋等學科思維。

4.4.1 情境1：“紅米莧” 教師在課堂上出示新鮮及煮熟的紅米莧實物，引導學生在觀察、比較生物學現象的同時，嘗試運用質壁分離和質膜的前概念進行解釋，由于新鮮紅米莧的細胞膜和液泡膜都具有選擇透過性，所以細胞內液不會外滲。當紅米莧煮熟后，因細胞死亡喪失這種選擇透過性，出現紅色內液外滲的現象。在學生運用質壁分離等相關前概念解釋了生物學的現象之后，教師進而讓學生思考：這種生物學現象體現了細胞膜的什么功能？ 并引導學生說明此現象與細胞膜保護與控制物質進出的功能有關。利用實物創設真實情境，有利于培養學生用生物學語言對生活中的生物學現象作出解釋的能力。

4.4.2 情境2：“糖尿病” 隨著科學研究的不斷發展及科學家對糖尿病的研究不斷深入，人們對糖尿病的病因及其發病機制也有了新的認識。教師以探索糖尿病的病因為線索，結合諾貝爾獲獎科學家的相關研究，創設真實的情境，培養學生獲取、遷移和應用知識的思維能力。由于糖尿病的發病原因較為復雜，且學生需綜合運用細胞器、囊泡、激素受體、抗體、自身免疫疾病等知識解決問題，難度相對較大，所以教師設計層層遞進的問題，并提供學生解決問題的線索（圖3），以幫助學生突破深層思維的問題。

圖3 幫助學生突破深層思維問題的教學過程

圖4 合成的分泌蛋白運輸到細胞外的過程示意圖［6］

圖5 胰島素促進葡萄糖吸收圖解［7］

學生在分析胰島B 細胞合成及分泌胰島素的過程中不但需要回憶、整合細胞器的相關知識，且需要具備“囊泡”的知識背景。為此，教師出示諾貝爾獎獲獎科學家對“囊泡”的相關研究資料作為線索，引導學生在獲取新知識的同時，學會運用生物學語言描述該生命現象的過程。接著，教師進一步以諾貝爾評審委員會的點評制造學生的認知沖突，進而激發學生再次結合圖示，進一步討論如果囊泡的運輸出錯，可能會影響胰島素的分泌，引發糖尿病。最后，教師出示GLUT 相關研究資料：GLUT2 是一種和葡萄糖結合力很低的葡萄糖轉運蛋白，主要分布在肝、腎、小腸和胰島B 細胞上［8］。在胰島B 細胞中，葡萄糖轉運蛋白（GLUT2）作為葡萄糖感受器，轉運葡萄糖進入細胞中，經過一系列信號傳遞，最后促使胰島素釋放［9］。而GLUT4主要分布于細胞內，在肌肉和脂肪細胞組織中轉運葡萄糖。在胰島素刺激或運動刺激下，脂肪細胞和骨骼肌細胞中的GLUT4 會從細胞內轉位至細胞膜上，而2 型糖尿病這種轉位功能被減弱了［10］。同時，出示胰島素促進葡萄糖吸收圖解（圖5），引導學生提取文字信息并結合圖解，思考與討論如果抗體與胰島B 細胞膜上的GLUT 結合，可能會引發1 型糖尿病； 若抗體與靶細胞上的胰島素受體結合或胰島素受體缺失等，可能會引發2 型糖尿病。教師通過結合科學研究成果，遞進式地呈現學習資料，培養學生運用生物學術語闡釋現實生活中的生物學現象，并歸納出激素受體體現了細胞膜信息交流的功能。

4.4.3 情境3：“美容針” 教師以時下美容業流行的除皺針為線索，結合諾貝爾獲獎科學家的研究成果，引導學生分析肉毒毒素可能導致面癱的原因。分析此現象前，學生需要了解到神經遞質受鈣離子調控及肉毒毒素會占據鈣離子通道等信息。為此，教師先通過視頻深入淺出地呈現獲諾貝爾獎科學家的發現，引導學生從中獲得信息，即神經遞質受鈣離子調控。然后出示神經-肌肉的圖片，引導學生運用細胞膜具有信息交流功能的前概念進行推理、說明注射美容針容易導致面癱的原因。最后指出，衰老是人體正常的生理現象，引導學生正確地看待生命現象。通過這樣的教學策略，較好地引導學生在獲取新知識的同時，學會運用知識理性地分析生物學社會議題，構建并評價觀點。

4.5 學生通過主動學習形成生命觀念 生命觀念的形成有賴于日積月累的課上和課下的主動學習。以生命觀念為目標的學習過程，更注重以積極求索、合作交流等為特征的主動學習，學生應該在這些參與性的學習中更好地理解生物學概念性知識，在此基礎上形成生命觀念，并能大概念解釋生命現象，不斷地探討和認識生命世界［11］。

4.5.1 在學生分析生命現象中滲透“結構與功能觀” 學生分析糖尿病可能的發病原因，以及肉毒毒素容易引起面癱的生物學現象時，不難發現，當胰島素受體缺失時，會引起胰島素不能正常發揮功能；當神經遞質不能與神經遞質受體結合時，神經沖動傳導將受影響。此時，教師進一步引導學生感悟到結構與功能相適應對生物體發揮正常生理功能的重要意義。

4.5.2 在學生類比概念中滲透“平衡與穩態觀”教師出示2012年上海高考卷中的圖示（圖6），引導學生結合細胞膜信息交流的功能，說出這3種受體在神經、內分泌與免疫調節中的作用及維持人體自穩態的意義。通過以上師生間的交流活動，幫助學生建立“穩態與平衡觀”。

圖6 3 類受體的比較圖（選自2012年上海高考圖21）

4.4.3 在學生討論生物膜的生物學意義中滲透“進化與適應觀” 在這節課的最后，教師指出：生命的起源是進化中最重大的事件之一，并啟發學生從進化的角度分析：細胞膜作為細胞的邊界，對生物而言有何意義？通過生生互動、師生互動的形式引導學生明白：細胞膜是細胞的界膜，它將具有生命力的活細胞與非生命的環境分割開來。同時，膜具有選擇透過性，有利于吸收周圍的營養物質并將膜內的廢物排出去，如此逐漸地演化出具有生命力的細胞。隨后，再逐漸從單細胞生物演化到多細胞生物再到復雜的生物。此時，教師可讓學生伸手摸一下教材的一頁紙，讓他們感受到細胞膜只有7 nm，約8 000 張細胞膜疊加起來僅教材一頁紙的厚度。盡管細胞膜如此薄，卻能保證細胞的代謝活動在高度有序的狀態下進行。學生在參與總結的過程中，不但需要整合所學的知識，組織語言歸納和概括主干知識，而且也能從生命精巧的適應性中建立“進化與適應觀”。

復習課不能陷入“題海戰”中。教師要遵循學生的認知規律，充分調動學生的前概念，不但要教會學生自主學習的方法，而且要關注學生學科能力和學科素養的養成。