支架式教學在高中生物美育中的應用策略研究
——以“細胞膜的結構和功能”一課為例

吳美云

（福建省廈門第六中學 福建廈門 361012）

美育是審美教育、情操教育、心靈教育，也是豐富想象力和培養創新意識的教育，能提升審美素養、陶冶情操、溫潤心靈、激發創新創造活力。生物學是研究生命現象及生命活動規律的自然科學，獨特的學科屬性賦予其特有的美學要素。教師在高中生物教學中,有機融合審美教育,不僅可以為美育課程的實施提供新思路，還可以進一步豐富生物學科的育人價值。但學科美育一直是學科教育的短板，生物作為自然學科的審美性受現行考試模式的影響常常被忽略。

支架式教學是指教師通過為學生搭建支架，幫助學生循序漸進地掌握知識，不斷積累最終達到理想的學習層次。結合生物學科教學特點，教師采用支架式教學策略,深入挖掘課程中的美育價值,可以有效加強美育的滲透教育，培養學生對于生命美、思維美、科學美、結構美的鑒賞，提高學生的審美與人文素養。教師要注意支架搭建的適切性、巧妙性和漸消性，采取合理有效的支架類型充分發揮學生的主動性、積極性和創造精神，將審美目標具象細化，逐層分解成學生可接受的意象、經驗，充分實現美育與生物學科教學的有效融合。下文以人教版高中生物必修一第三章第一節“細胞膜的結構和功能”內容為例，淺析如何利用情境、史料、問題、工具、范例等支架實現高中生物教學中美育的有機滲透。

1 提供情境支架感受“生命美”

生物學作為一門自然科學，與美育有著緊密的聯系。美育可以激發人的感性意識，在情境中潛移默化地提高學生對美的認知，使學生的審美結構更具延展性。美學情境支架的搭建方式靈活自由，但意在真實、情景同現。

生命觀念是“細胞膜的結構和功能”教學中重點發展的核心素養。科學是邏輯和想象的融合，教師播放配樂詩朗誦《愛到細胞深處》，將可知、可感的詩歌情境引入課堂教學，可以誘發學生的樂學情緒。學生在教師提供詩歌情境支架下潛移默化地實現美學情境與細胞膜功能有關生物知識的相互轉化（圖1）。通過生命觀念中美的傳遞，學生感受微觀世界下細胞內在的“生命美”，從而提高對美的感知能力。

2 呈現史料支架體驗“科學美”

生物是一門以實驗為基礎的學科，探索未知世界的過程蘊含著豐富的科學之美，正如居里夫人所說“科學的探討與研究，其本身就含有至美，其本身給人的愉快就是報酬”。生物的“科學美”內涵豐富，包括跨學科的融合之美、實驗技術的創新之美、科研態度的求真之美，堅持不懈的品格之美等。在科學探究教學中，教師要充分挖掘科學史料，帶領學生親歷科學知識的發現過程，在知識的構建過程中以積極的科學精神感染學生，引導學生體驗科學美并確立追求真理的意向。

例如，對細胞膜成分及結構的學習依托科學史料為支架（圖2），學生采用關聯探求的方式體驗科學家基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等科學思維探究細胞膜的成分及結構的過程。借助歐文頓上萬次的物質通透性實驗，學生可感受到跨學科的融合之美。通過電子顯微鏡技術、熒光標記技術和冰凍蝕刻技術對科學發現的推進，學生可領悟科研中實驗技術的創新之美。依托科學家追求真理不斷探索所折射出來堅持不懈的品格之美，教師引導學生形成“用科學造福人類，創造美好生活”的正確價值觀。“科學美”體驗過程的本質就是學生掌握生物基本知識和科學方法的過程。科學史的學習可以激發學生合作探究的意識，自主完成細胞膜流動鑲嵌模型的構建，由此進階形成“以美尋知”“以美啟智”的智育之路。

3 借助問題支架領略“思維美”

問題支架就是學習某一主題時，圍繞一定的學習目標，由教師依據一定的邏輯而精心設計的一組問題。生物科學思維中蘊含著比較與分類、歸納與演繹、抽象與概括、批判性思維等思維美。以科學思維為主體的生物學課程，可以通過問題進階和思維遞進的有機融合，以問題的深入不斷拓展學生的思維，學生在獨立思考、判斷問題的過程中完成生物學知識的建構。例如，在“對細胞膜成分的探索”的教學中，教師可以提供以下資料和問題。

資料①：1895年，歐文頓用500多種化學物質做了上萬次的細胞膜通透性實驗發現不溶于脂肪的物質不容易穿過細胞膜。

資料②：1917年，朗繆爾將提取的磷脂鋪展在水盤上，磷脂的一端為親水性頭，兩個脂肪酸為疏水的尾。

資料③：1925年，戈特和格倫在脂質展層實驗中發現提取的脂質鋪展后所測的面積是實際測量的紅細胞的表面積的兩倍。

教師根據資料，提出問題：①依據相似相溶的原理推測細胞膜的成分包含什么？如何設計實驗驗證你的推測？②請根據磷脂分子的結構特點，思考磷脂分子在空氣-水界面上將如何存在？在空氣-油界面上磷脂分子的排布情況又如何？③根據面積的比值關系，推測細胞膜中磷脂的排布形式是什么？

問題的進階展現了生物學科邏輯思維的本質。在本環節中，教師依托科學史呈遞和問題進階環環相聯的邏輯力量，使學生能夠理清知識間的內在聯系并形成有序的知識鏈條，順利完成磷脂在細胞膜中的排布模型的構建，從中領略知識內在聯系所形成的“思維美”。

4 挖掘工具支架欣賞“結構美”

工具支架主要指教師在課堂教學中所提供的計算工具、網絡資源、多媒體和工具書等，用于拓展學生的思維，幫助學生更多地了解和認識教學內容。圖片、動畫和視頻是生物學科中不可或缺的學習工具，是知識的載體。教師在教學過程中應充分發揮工具支架鮮活直觀的優勢，激發學生以通感為基礎的審美感知。例如，在“探究細胞膜的結構和功能”一節的教學中，教師可以先播放“雞蛋黃的細胞膜”實驗視頻，幫助學生認識細胞膜存在的客觀事實；借助變形蟲吞噬食物的視頻、熒光標記的小鼠細胞融合實驗的動畫等工具，使學生對細胞膜結構和功能的分析過程具有動態性、交互性和情境性。多維的動畫和視頻可以激發學生的通感審美，豐富學生的審美想象，將晦澀的文字難以演繹的細胞膜動態的“結構美”呈現出來供學生感知和欣賞。

5 巧用范例支架彰顯“實踐美”

在生物學教學中，基礎知識和實踐操作有機整合可以極大地調動學生的學習興趣。在“細胞膜的結構和功能”一節的課外制作中，教師要求學生用廢舊物品制作生物膜模型，小組展示并進行評價，這是本節課模型與建模科學思維的重要體現。在布置模型制作之前，教師可以先展示生物膜的模型范例并提供模型制作的評價量規（表1），通過范例支架給學生提供一個形象直觀的美的作品和參考標準。學生對模型范例開展評價的過程中，教師要注意引導學生感悟物理建模的研究方法，使學生學會科學準確提取關鍵信息，提高學生對模型建構內涵的理解和掌握。課后，各小組利用相關材料合作構建“流動鑲嵌”模型，實現“以美逸勞”。在模型制作的選材上，教師要注意滲透節約資源、廢物利用的環保理念，以提高學生社會責任感，實現“以美促德”。

表1 細胞膜流動鑲嵌模型建構的評價量規

由此可見，模型和評價量規的展示就是一個范例支架，可以幫助學生更好地掌握模型建構的內涵。整個模型建構環節以體驗式過程性評價為主導，進而達成本節課的美育目標。即學生通過教師提供范例支架能夠感知細胞膜結構與功能的協調之美，動態之美，并且產生追求美的意愿；能夠基于評價量規中涉及的生物學科知識的科學性、合理性、準確性創造美的作品，同時兼具美感和藝術性，彰顯生物學科的“實踐美”。

6 總結與展望

美育是學習主體對美的事物（自然美、社會美、藝術美、科學美等）進行感知、理解、體驗、評價、表現和創造的基本品質與能力的總和。讓美育進教學是學校教育的重要內容，生物學科教學中的美育滲透對促進學生獲取知識、陶冶情操和發展價值觀具有重要作用。教師依托支架教學策略可以實現知識線和審美線的有效融合，引導學生感知、體驗并表現生物學科的美育要素，實現美育在教學實踐的落地。但歸根到底，融合只是一種載體和手段，而美育與生物學科教學有效融合之后帶來的審美素養、審美意識的內化才是育人的根本目的，最終達到各美其美，美美與共，實現生物學學科核心素養和美育素養雙豐收的效果，進而將生物學中領悟的美轉化為追求美好生活的動力。