“模型建構”策略在生物學教學中的運用

吳慧

摘 要：文章就“細胞內各部分結構分工合作”這一節課，敘述了傳統的教學策略及這種處理方法存在的一些缺陷。針對這些缺陷，文章提出將模型建構思維方法和本節課的重難點相結合的策略，把模型建構活動貫穿于始終，從而讓學生在微觀層面上更系統地了解生命活動的本質，體會細胞結構與功能的統一、生物體部分與整體的統一。

關鍵詞：模型建構;細胞器;分工合作

模型建構是一種重要的科學方法，也是一種重要的思維方法。生物學的學習內容中蘊含著豐富的模型建構的素材，用好這些素材、充分發揮模型的作用，可以有效地提高學生的學習質量。培養學生模型建構的能力，能夠促進學生理解核心概念的特征和本質，提高學生的核心素養能力。

“細胞各部分結構分工合作”是蘇教版高中生物必修1教科書中第2章第2節“細胞——生命活動的基本單位”的重點內容之一，主要包括“生物膜系統”和“分泌蛋白的合成和運輸”兩個知識點，是上一節內容“結構與功能獨特的細胞器”的延續，也與下一節內容“細胞的胞吞和胞吐”等密切相關。

本節內容從系統的角度出發，引導學生用系統分析的方法研究細胞，研究組成細胞的各個組分是怎樣既相對獨立又緊密聯系的，細胞的生命活動是怎樣通過各組分的協調配合而完成的。以往筆者對這節內容的處理都是緊扣教材、按部就班、直接講解，導致單獨提問某一個細胞結構時，學生能說出它的作用，但當習題里出現綜合型的曲線圖或柱形圖分析時（如圖1），學生就會一頭霧水，不能建立整體聯系。為此，對這節課的教學處理，筆者做了新的嘗試。

那么，教師如何創建一個有效情境，迅速把學生從課間休息拉回課堂呢？興趣是最好的老師，筆者考慮到班級男生較多，男生大多對汽車感興趣的情況，就在網絡上找了一段日本汽車生產車間的視頻，剪輯成合適時長，同時配了旁白：“一輛精致的汽車需要工廠各個車間和部門之間的協調配合才能生產出來，而細胞也類似于這樣一個工廠，各個細胞器相當于一個個獨立的車間，它們各司其職，同時又配合默契，共同完成一系列復雜的生命活動。”果然，這樣的素材引起了學生極大的興趣，瞬間把他們的注意力從課間拉回到了課堂，同時也自然地引出了本節新課“細胞各部分結構分工合作”。

細胞內各結構分別有怎樣的結構特點和功能？它們是如何協調配合完成一系列生命活動的呢？在學完本節第一課時的內容“結構與功能獨特的細胞器”之后，筆者利用國慶長假布置了手工作業——動植物細胞亞顯微結構的模型制作（見圖2），這也就成了本節課的第一個活動設計——作品展示：請作品完成非常成功的兩個學生展示并介紹作品各部分的結構名稱及功能，分享作品完成過程中的感悟或收獲等。該環節的實施，既達到了讓學生復習已學知識的目的，同時還給學生提供了交流展示的機會，起到取長補短、共同學習、激勵探索的作用。

通過作品展示的活動設計，學生對細胞器的“各司其職”印象更加深刻。那么“分泌蛋白合成和運輸”這一生命活動過程是怎樣的呢？需要涉及到哪些細胞器或細胞結構的參與呢？為了解決這一學習主題，筆者設計了兩個活動。先是給出資料分析資料，再出示問題。

①什么是分泌蛋白？它是在哪里合成的？

②分泌蛋白從合成到分泌至細胞外，經過了哪些細胞器或細胞結構？

③分泌蛋白合成和分泌的過程中需要能量嗎？能量由哪里提供？

④嘗試描述分泌蛋白合成和運輸的過程。

考慮到學生初次接觸同位素標記法技術，對其原理和方法并不熟悉，筆者對這則資料進行了適當地講解，以便學生正確理解實驗的過程。在輕松解決了前三個問題的基礎上，筆者組織學生分組，四人一組進行小組討論第四個問題并選出代表回答，進而引出第二個活動設計——模型建構：分泌蛋白的合成和運輸。活動方案中筆者明確要求學生利用方框、箭頭和文字說明等將分泌蛋白的合成和運輸過程構建概念圖，同時給出一部分提示（見圖3），方便學生盡快領會要求、順利開展活動。

該活動繼續以小組合作形式開展，教師適當給予指導，同時找出典型案例拍照并投放到班級屏幕，讓全班同學共同學習和評價。最后拋出問題：上述案例里，涉及到的細胞器或細胞結構中，哪些具有膜結構？自然引出本節課第二個學習主題——生物膜系統。針對這一學習主題，筆者再次設計了兩個活動，一是通過“概念辨析”活動幫助學生理清生物膜概念的內涵和外延，二是在“生物膜之間的聯系”這一知識點的處理上，筆者通過“生物膜系統之間的聯系模型建構”活動，讓學生把生物膜之間的直接聯系和間接聯系用概念圖呈現出來。

最后，筆者還設計了課后延伸環節，聯系細胞膜及生物膜的功能，讓學生們想一想生物膜在工農業生產和生活中可以有什么應用，并給予適當的提示：污水處理、海水淡化、尋找改善農作物品質的新途徑……要求學生挑選一個主題，課后收集資料并整理，有條件的同學可以制作PPT，下一節課中用五分鐘進行展示。

美國教育學家蘇娜丹戴克說：“告訴我，我會忘記;做給我看，我可能會記住;讓我參加，我就會理解。”只有讓學生真實地參加活動設計，通過思考、理解、概括和構建，才能真正地理解知識，并嫻熟地應用于實踐。相信通過本節課的活動設計，學生能在微觀層面上更系統地了解生命活動的本質，體會細胞中物質、能量和信息變化的統一，細胞結構與功能的統一，生物體部分與整體的統一。

參考文獻

[1]曹志江.中學生物學教師專業發展與課堂教學敘事案例分析[M].北京：科學出版社，2012.

[2]徐業華.基于高中生物學核心素養的模型建構法應用研究[J].中學生物學.2017（12）：25-26，30.