基于BOPPPS教學模型的“細胞膜的結構與功能”教學設計

摘要：BOPPPS教學模型，以其閉環反饋機制和強調學生主動參與的特點，將教學過程分為六個基本環節：導入、目標、前測、參與式學習、后測和課堂總結.本文通過“細胞膜的結構與功能”這一課程實例，展示了基于學生中心的BOPPPS模型如何被應用于課程設計中，以此促進學生的學習熱情，并引導他們深入參與到以互動學習為主的教學活動中.

關鍵詞：BOPPPS教學模型；高中生物學；教學設計；參與式學習；細胞膜

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）06-0135-04

收稿日期：2024-11-25

作者簡介：劉巧，碩士，從事中學生物教學研究；方雪，博士，副教授，從事中學生物教學研究.

基金項目：2024研究生創新基金項目“基于BOPPPS教學模式培養高中生科學思維的實證研究”（202JS119）；安徽省教學示范課程（202JJXSFK1945）；安徽省“四新”研究與改革實踐項目（202X133）.

BOPPPS教學模型，源自溫哥華大學道格拉斯·克爾（Douglas Kerr）及其團隊的創新，是一個包含導入（Bridgein）、學習目標（Objective）、前測（Preassessment）、參與式學習（Participatory Learning）、后測（Postassessment）和總結（Summary）六大環節的教育框架[1].該模型立足于認知理論與建構主義，旨在最大化課堂知識的掌握，通過教學互動與反饋機制來提升教學效果[2].

在教學設計過程中，采取這種閉環反饋和學生參與為核心的教學策略，以追求目標導向，將學生置于學習過程的中心，促進學生主動參與、互動交流及反思，可增強學生的學習體驗，激發學生的學習主動性，提升課程教學效果.近年來，該模型在國內外教師教學技能培訓、高校微課教學、高校線上線下混合式教學模式中廣泛應用，在中學生物教學中的應用實踐鮮見報道[3-4].本文突破傳統教學模式，將BOPPPS教學模型應用于“細胞膜的結構與功能”的教學設計中，基于BOPPPS閉環教學模式中的六個模塊設計教學內容，完善教學體系，探討課程教學效果和模型的適切性.

1教材與學情分析

“細胞膜的結構和功能”作為人教版高中生物學教材必修一《分子與細胞》的第3章第1節的內容，扮演了承上啟下的關鍵角色.此節課程在深入探討了組成細胞的分子后展開，同時為后續細胞的物質輸入與輸出章節鋪墊基礎.教學內容包括細胞膜的功能、細胞膜成分與結構的探索歷程以及生物膜的流動鑲嵌模型.

高一學生在已掌握的細胞化學構成知識基礎上進一步擴展.學生通過之前的學習，已了解細胞是生命活動的基本單位和組成細胞的元素及化合物，這為理解本節課內容提供了堅實的基礎.然而，由于細胞的微觀特性，學生需要從抽象的層面理解細胞的結構和功能，這對學生的理解和分析能力提出了更高要求.

本節課先聯系生活實際設置情景引入細胞的邊界——細胞膜；確立本節課的學習目標為理解細胞膜的功能、認識細胞膜結構的科學研究歷程以及掌握流動鑲嵌模型的基本概念；前測側重評估學生對細胞化學構成的理解程度及對細胞作為生命系統的認知程度；參與式學習通過聯系生活常識、實驗觀察和開展探究活動，可以引導學生形成結構和功能相適應的生命觀念；后測通過課堂測試評估反饋學生對學習目標的達成情況；課堂總結環節將重點回顧關鍵概念和學習內容，理清知識脈絡，鼓勵學生反思學習過程，鞏固學習成果［5］.

2教學目標

（1）通過類比各類邊界、觀察卵黃膜等活動，分析細胞膜的功能，從系統與環境關系的角度，舉出實例闡明細胞膜作為系統的邊界所具有的功能.（生命觀念）

（2）通過分析細胞膜組成成分與結構的探索歷程，能夠基于一定的事實和證據進行推理從而提出或者否定假說，發展“質疑與創新”的科學思維，提高科學探究能力.（科學思維、科學探究）

（3）通過小組合作自主學習，建立流動鑲嵌模型的物理模型并概述其主要內容，發展“模型與建模”的科學思維，形成細胞膜的結構與功能相適應的觀點.（科學思維、生命觀念）

（4）能夠從“細胞膜的結構和功能”的角度，解釋脂質體藥物發揮作用的機理，學以致用，體會科學知識與現實問題的密切聯系，增強社會責任感.（社會責任）

3BOPPPS模型在“細胞膜的結構和功能”教學中的應用

基于BOPPPS模型的“細胞膜的結構和功能”教學思路和課程設計如圖1所示.

3.1導入

導入環節主要是為了激發學生學習興趣，新課改鼓勵教師通過生活實際、科技前沿等喚起學生學習興趣.本節課將通過投影展示中國國家地圖、人體模型圖、真核細胞和原核細胞結構示意圖、哺乳動物成熟的紅細胞圖，同時提出問題：大到一個國家，再到我們的學校，小到一個細胞，都有它的邊界，而細胞膜作為細胞的邊界，它在細胞的生命活動中起到什么作用呢？該環節從真實的生活情境引入，引發學生思考國家邊界的作用，它可以保護國家免受外來威脅，控制人員和貨物的進出，將國家邊界和細胞膜的作用聯系起來，可激發學生的求知欲，提高理解力.

3.2目標

本環節主要是為了讓學生明確學習目標，讓學生在學習開始前對所學內容特別是重難點有一個提前感知，找準方向快速進入課堂學習狀態.教師通過語言展示目標：細胞膜的功能、細胞膜成分和結構的探索過程、流動鑲嵌模型的基本內容［6］.

3.3前測

前測可以讓學生完成新舊知識銜接，有利于將學生的學習串聯成整體，以及幫助教師根據學生情況調整教學策略.本節課的課堂前測采取口頭提問的方式，教師隨機抽取學生提問：組成細胞的分子有哪些？讓學生簡單說出細胞的種類、區別以及系統的定義，讓學生溫習“細胞是最基本的生命系統”這一概念.

3.4參與式學習

3.4.1細胞核的功能

學生觀察卵黃膜并體驗刺破卵黃膜的過程，分析卵黃膜的作用，得出細胞膜作為細胞的界限，將細胞內部環境與外界隔離，保持內部環境的穩定性;學生觀察新鮮莧菜置于冷水與開水中的顏色變化并討論，得出細胞膜能控制物質的進出；類比國家的出入境檢查得出細胞膜具有選擇透過性，細胞膜并不能完全阻止所有不需要的物質進入，如病毒和病菌侵染人體的例子所示，說明細胞膜的控制作用是有限的.進一步的討論引入了信息交流的功能，通過酒香不怕巷子深的典故，揭示了細胞膜在細胞間信息交流中的角色.學生通過閱讀和討論教材中的相關內容，學習了細胞間信息交流的三種方式，如植物細胞的胞間連絲和動物細胞的通信機制，教師通過藕斷絲連的典故和視頻播放，幫助學生更好地理解這一功能.具體教學活動如圖2所示.

3.4.2對細胞膜成分和結構的探索、流動鑲嵌模型

本節課的難點是細胞膜成分和結構的探索，重點則是流動鑲嵌模型的內容及模型構建.為克服難點并且突出重點，教師設計了基于科學史料的小組合作探究式學習及模型構建活動.在教師的引導下，學生分組按照以下步驟展開學習.

第一步，推測與假設：學生以小組為單位，根據教師提供的科學史料，對細胞膜的成分和結構進行推測，并作出相應的假設或質疑；第二步，流動鑲嵌模型描述：在討論和研究的基礎上，每個小組描述流動鑲嵌模型的內容；第三步，模型構建：小組嘗試構建細胞膜的流動鑲嵌模型，通過動手操作進一步加深理解.第四步，教師補充概述提出假說的基本環節，即根據已知的知識和信息，提出解釋問題的假說，通過進一步的觀察和實驗對假說修正和補充.通過上述探究與實踐活動，學生不僅能加深對細胞膜結構的理解，還能培養科學思維和團隊合作能力，同時認同科學發展是一個不斷修正和完善的過程.具體教學活動如圖3所示.

3.5后測

后測環節是評估學生學習成果和教學效果的重要手段，有助于學生進行學習反思.本節課的后測采用隨堂測驗的形式.教師不僅可以評估學生對細胞膜知識的掌握情況，還能促進學生從實際應用角度出發，深入思考細胞膜的功能和藥物作用機理，從而更全面地理解所學內容.題目一主要考查學生對細胞膜功能的掌握情況，題目二考查學生對整節課的知識掌握情況并且鍛煉學生的推測能力，促進學生進行知識遷移.

題目一：讓學生一起讀詩并說出詩句所對應的細胞膜功能：是誰，隔開了原始海洋的動蕩；是誰，奏鳴了生命的交響；是誰，為我日夜守邊防；是誰，為我傳信報安康.啊，偉大的細胞膜呀！沒有你，我會是何等模樣！

題目二：思考水溶性藥物和脂溶性藥物需要包裹在脂質體中不同位置的原因，從細胞膜的成分與結構的角度推測脂質體藥物的作用機理（如何進入細胞發揮作用）［7］.

3.6總結

構建知識體系，反思教與學.課堂末期的知識總結將重點回歸關鍵概念和學習內容，同時鼓勵學生反思學習過程，并總結學習成果.課后進行教學反思，幫助教師及時調整教學策略，有助于因材施教，提高教學效率.

4知識總結

如圖4所示.

5教學反思

這次的教學活動通過直觀的展示和學生的參與式學習，有效地提高了學生對細胞膜結構與功能的理解.通過前測引入新知，激發了學生的學習興趣；通過參與式學習，學生在實踐中探索和理解了知識，增強了學習的互動性和趣味性.然而，教學過程中也發現，對于一些抽象的概念，如磷脂分子的親水性和疏水性，部分學生仍然存在理解上的困難.未來可以通過更多形象化的教學工具和模型來幫助學生理解這些復雜的概念.此外，加強與學生的互動，鼓勵學生提出疑問和見解，也是提升教學效果的重要方式［8］.

參考文獻：

［1］ 趙紅，彭周華，朱景偉.基于BOPPPS模型的混合式教學研究與實踐[J].航海教育研究，2022，39（02）：41-45.

[2] 劉娜.基于BOPPPS模型的混合式教學研究[J].工業和信息化教育，2021（08）：37-41.

[3] 崔海華，范冬云.BOPPPS教學模型在實際教學中的應用研究[J].工業和信息化教育，2019（01）：43-49.

[4] 周漩，高曉霞，陳曉穎.基于BOPPPS模型的藥物分析線上線下混合教學模式的研究[J].中國醫藥科學，2024，14（06）：68-71，83.

[5] 付瑞瑞.基于高中生物學科學思維能力培養的思維型課堂實踐研究[D].貴陽：貴州師范大學，2023.

[6] 李欣欣，王康寧，李文昕，等.培養學生“結構與功能相適應”觀點的教學設計：以“細胞膜的結構與功能”為例[J].中學生物教學，2021（03）：62-64.

[7] 張斌.基于追求理解的學生思維品質發展實踐：以“細胞膜的結構和功能”為例[J].中學生物教學，2022（20）：38-39.

[8] 肖靜.核心素養理念下高中生物學教學中生命觀念培育的研究[D].曲阜：曲阜師范大學，2019.

［責任編輯：季春陽］