情境視聞下任務菜單式結構邏輯化教學案例

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：B

“任務菜單”是一種以學習需求和教學要求為核心的教學機制，在師生雙方共同確定教學任務之后，教師將教學要求與理論知識以菜單的形式呈現，引導學生展開學習活動并完成學習任務。“結構邏輯化教學\"策略則是結合學生學情，基于學生學習規律，整合教材碎片化知識，尋找知識點間的內在聯系，并按照知識產生的邏輯順序和關系，依據生物學實例，分層設計相關聯的問題和模型構建活動。

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確指出，生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任是生物學學科核心素養的4個基本要素。其中科學思維是指基于科學事實和證據，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力；社會責任是指基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，做出理性的解釋和判斷，解決生產生活問題的責任和能力。2因此，在高中生物學課堂中，教師應鼓勵學生在真實情境中，通過構建知識結構邏輯模型，將抽象的問題具體化、簡單化，并借助學科知識和核心概念解決真實問題，以此發展學生的科學思維能力和社會責任意識。

1教材分析及設計思路

“主動運輸與胞吞、胞吐\"是人教版普通高中教科書《生物學·必修1·分子與細胞》（以下簡稱“教材”）第4章第2節的內容。本節在知識結構和學習進程上具有承上啟下的重要作用，此前學習的“組成細胞的分子\"“細胞膜的結構和功能”“被動運輸”等內容均為本節內容的學習奠定了基礎。同時，本節內容也是“能源物質ATP\"在高中教材中的首次引人，是后續學習“細胞的能量‘貨幣'ATP\"的基礎。

從“被動運輸”到“主動運輸與胞吞、胞吐”，學習難度逐漸提升，符合學生的認知發展規律。從生物膜的結構探討到物質跨膜運輸的功能學習，這一過程深刻體現了結構與功能相適應的生命觀念。此外，主動運輸與胞吞、胞吐過程都依賴細胞提供的能量，這有助于學生建立物質與能量觀。本節課通過創設真實生活情境，設計一系列任務和問題，展開結構邏輯化教學，將微觀內容宏觀化、抽象過程具體化、教材知識生活化。

2教學目標

（1）通過對主動運輸與胞吞、胞吐的過程、特點、意義的學習，初步建立結構與功能觀、物質與能量觀等生命觀念。

（2）基于特定生物學事實闡明細胞膜具有選擇透過性，舉例說明主動運輸與胞吞、胞吐的特點和意義。

（3）通過探討物質進出腎小管上皮細胞的過程及人工腎的科學原理等實例，領悟科學研究對人們健康生活的重要意義，發展社會責任意識。

3教學過程

3.1創生活情境，引社會問題

本節課以“尿液形成”為情境主題，教師通過播放“尿液形成”視頻并展示全球腎臟疾病患者的數量統計，不僅能夠幫助學生回顧“被動運輸”的相關知識，還能自然地引出本節課的核心內容及學生需要解決的問題：如何解決腎源短缺，以減輕腎臟疾病患者的痛苦？人工腎如何模擬人腎臟的濾過和重吸收作用？

基于生物學事實，學生能夠深入分析生命現象，并準確闡述水分子進出細胞的方式。教師選擇“尿液形成”這一生理過程作為情境導人，既貼近學生的生活實際又明確了教學方向。視頻中生動展示各物質進出腎小管上皮細胞的過程，使學生對物質運輸有更為直觀和全面的認識。此外，真實的情境能夠吸引學生注意力，激發學生的探究欲望，有效引導學生快速進人課堂學習狀態。

3.2展事實資料，現任務菜單

教師圍繞“尿液形成過程中離子、營養物質通過什么方式進出腎小管上皮細胞”這一關鍵問題，根據教材知識點精心設計本節課的學習任務菜單。

任務1：探究 進出腎小管上皮細胞的方式（見圖1）。

事實1：腎小球每天濾過的 量約為 500g ，而每天通過尿液排出的 量僅為 3～5g 。

資料1：腎小管上皮細胞內的 濃度約為 ，遠低于細胞外的 濃度。ATP作為一種能源物質，在此過程中發揮著重要作用。

問題： ① 腎小管管腔中原尿里大量的 以何種方式進入腎小管上皮細胞？ 以何種方式運出腎小管上皮細胞？ ③ 分析資料并結合教材和視頻動畫，建立主動運輸的概念模型。

任務2：探究葡萄糖進出腎小管上皮細胞的方式（見圖2），并歸納主動運輸的能量來源（見圖3）。

事實2：原尿中的葡萄糖在腎小管幾乎全部被重吸收。

資料2：腎小管上皮細胞表面存在兩種形式的葡萄糖載體，管腔側細胞膜上的載體為 依賴的葡萄糖轉運體，基底側細胞膜上的載體為葡萄糖轉運體。腎小管上皮細胞逆濃度吸收葡萄糖時，沒有直接消耗ATP，而是利用 濃度差。

問題： ① 圖2中葡萄糖進出腎小管上皮細胞分別是以何種方式？ ② 鈉鉀泵對葡萄糖的運輸有無影響？ ③ 總結主動運輸的類型并舉出其他主動運輸的實例。

任務3：分析主動運輸的意義及影響因素。

資料3：原尿中的葡萄糖如果不能全部被腎小管上皮細胞重吸收則會排出體外。機體每天可產生40～60mmol 的 ，這些 必須被中和并由腎臟排出，否則會對機體造成嚴重危害。腎小管通過主動運輸分泌 的功能能夠確保其從尿液中順利排出。

資料4：若切斷腎臟的供氧渠道，腎小管上皮細 胞對葡萄糖的重吸收過程會停止。

資料5：載體介導的跨膜轉運速率存在飽和現象，表現為載體對所轉運物質存在量的極限，載體與所轉運物質的結合達到限度，即使提高濃度差，也不會提高運輸速率。

問題： ① 用文字的形式表述主動運輸的意義；② 分析影響主動運輸的因素有哪些？ ③ 用坐標圖的形式表示氧氣濃度、物質濃度與物質運輸速率的關系。

任務4：辨析大分子物質進出腎小管上皮細胞的方式并歸納相關特點。

事實3：原尿中每天濾出的生物大分子可達 $1.8＼mathrm{＼g}$ 左右，但尿液中幾乎沒有蛋白質。

資料6：一些大分子物質會被細胞膜上的特定蛋白質識別并“拽住”，細胞膜內陷形成小囊泡，最終被“剪切\"離開細胞膜進入細胞中。

問題： ① 胞吞、胞吐過程的實現與生物膜結構的特性有什么關系？ ② 物質通過胞吞、胞吐進出細胞的方式有何特點？

任務5：解決實際問題，分析人工腎進行血液透析的工作原理及過程（見圖4）。

資料7：尿毒癥的病因多為腎小球濾過功能出現障礙，導致原尿無法形成，水分和有毒物質無法代謝出機體。

問題： ① 人工腎模擬了細胞膜的什么特點？ ② 舉例說出能透過半透膜的物質。

在本節內容知識點學習結束后，教師引導學生對物質跨膜運輸相關內容進行歸納、總結，完成任務6：構建物質跨膜運輸知識網絡。

教師通過呈現具體的事實和資料，以菜單的形式展示學習任務，引導學生系統性地探討和完成學習任務；通過結合物質運輸的圖示過程，幫助學生初步建立結構與功能觀、物質與能量觀，從而提升其科學思維能力。在此過程中，學生能夠深入理解“物質運輸具有選擇性\"這一核心概念。

3.3建知識結構，解問題困惑

物質跨膜運輸過程具有微觀性和抽象性，對學生的空間想象能力和科學思維能力提出了較高要求。為有效引導學生理解這一過程，教師在深入分析學情的基礎上，設計了循序漸進的知識構建層級體系，包括新概念形成、模型構建、概念深化與知識應用四個遞進階段。學生通過構建邏輯化的知識結構體系，促進學習目標的達成。以下為筆者在各任務環節中構建的知識結構化模式（見圖5一圖9）。

圖8“辨析大分子物質進出腎小管上皮細胞的方式”知識結構化模式圖

教師基于任務清單設置的系統化模型構建活動，有助于學生在既有認知結構和邏輯框架的基礎上，實現知識鏈的延伸與知識面的拓展，從而深入把握核心概念的本質特征與解決問題的實質。這種教學策略不僅能夠幫助學生從整體上理解生物學的知識體系、研究方法和學科觀念，而且能夠有效克服傳統教學過程中普遍存在的知識碎片化以及解題方法與實際生活脫節等問題。3具體而言，教師通過分析特定的生物學事實，引導學生運用歸納與概括、演繹與推理等科學思維方法系統推斷物質跨膜運輸的不同方式，并深入理解主動運輸的生物學意義及其影響因素。

3.4畫邏輯微網，固知識體系

為深化學生對本章主干知識的理解，筆者將知識體系的結構化和邏輯化特征與學生學習系統性知識的認知發展規律有機結合，構建了本節課的知識微網。該知識微網（見圖10）作為任務6的核心成果，體現了知識要素間的內在邏輯關系，為學生的概念構建和知識遷移提供了清晰的認知框架。

4教學反思

教師采用“菜單”展示學習任務并結合知識結構邏輯化的教學模式，能夠使學生更清晰地理解課堂上的學習任務，掌握相互關聯的知識鏈條，從而增強知識點之間的系統性和整體性。在課堂上，教師在注重知識傳授的同時，也應著重提升學生的生命觀念、科學思維和社會責任等生物學學科核心素養。教師應鼓勵學生運用生物學知識解決生活中的實際問題，強調教材與現實生活的緊密聯系并引導學生關注健康生活，進而培養其社會責任意識。學生應學會運用生命觀念對生物學事實進行正確分析，運用結構與功能觀、物質與能量觀來解釋生命現象，并能在具體情境中，以生命觀念為指導，闡述生物學原理。貼近生活的教學情境為科學思維的培養提供了豐富的事實與證據，進一步激發了學生的科學思維。在整個教學過程中，教師需要引導學生主動構建各學習任務的知識結構，鼓勵學生積極參與概念理解、模型構建、知識表達等活動，以更有效地發展學生的生物學學科核心素養。

參考文獻

[1]陸亞琴.因材施教提高效率—芻議高中生物學菜單式教學[J].新智慧，2023（3）：7-8.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M.北京：人民教育出版社，2020.

[3]李潔平.高三數學“邏輯化、結構化、層級化”教學設計的策略以高考導數模塊復習有關試題為例[J].高考，2019（24）：119.