讓學(xué)生在探究中成長(zhǎng)

摘要：采用問(wèn)題探究教學(xué)法，把問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為探究性思考題，設(shè)計(jì)學(xué)生主體探究過(guò)程，把學(xué)生由知識(shí)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的探究者和研究者。

關(guān)鍵詞：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)；探究

一、 案例背景

隨著社會(huì)的發(fā)展，終身學(xué)習(xí)和人的可持續(xù)發(fā)展等教育理念進(jìn)一步得到人們的認(rèn)同，傳統(tǒng)的教和學(xué)的模式即將發(fā)生重大的突破。國(guó)際21世紀(jì)教育委員會(huì)向聯(lián)合國(guó)教科文組織提出了四大支柱：學(xué)會(huì)求知、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)共處、學(xué)會(huì)做人。所以，如何提高學(xué)生素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、探究能力，已成為教師的新使命。在課堂教學(xué)中融入探究性學(xué)習(xí)，既有別于傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)，也有別于純粹意義上的研究性學(xué)習(xí)，在教師精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題的引領(lǐng)下，讓學(xué)生在對(duì)問(wèn)題的思考、主動(dòng)探究中，獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題，構(gòu)建知識(shí)體系。本人根據(jù)這樣的理念來(lái)設(shè)計(jì)并實(shí)施《細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能》一節(jié)中細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的教學(xué)。

二、 案例過(guò)程

首先提出問(wèn)題：在制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型的活動(dòng)中，某小組同學(xué)分別用三種材料做細(xì)胞膜：塑料袋、普通布和彈力布。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)分析，用哪種材料做細(xì)胞膜，更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的功能？一下子提起了學(xué)生探究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的好奇心，有的同學(xué)說(shuō)用普通布，有的說(shuō)用彈力布。引起學(xué)生的探究欲望后，如果直接將細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)告訴學(xué)生，學(xué)生仍會(huì)感到枯燥無(wú)味，又會(huì)走上死記硬背的老路。這里我通過(guò)設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生一步步地分析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論，宛如親歷科學(xué)家探索歷程，讓學(xué)生能在這些活動(dòng)中積極主動(dòng)地去思考、探究，從而啟發(fā)學(xué)生形成科學(xué)思想和培養(yǎng)他們學(xué)會(huì)用科學(xué)方法分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

老師接著講，一般說(shuō)來(lái)，要研究某一物質(zhì)或物體的分子結(jié)構(gòu)首先要弄清其化學(xué)組成成分。設(shè)疑：如果我們不知道細(xì)胞膜的化學(xué)組成成分，讓你來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究，你最容易想到用什么方法？很多學(xué)生很快就想到用化學(xué)分析的方法。老師接著講，是的，大家想到的方法與科學(xué)家一樣，但是由于受到當(dāng)時(shí)科技條件的限制，科學(xué)家們只好從研究細(xì)胞膜的生理現(xiàn)象入手來(lái)探究其化學(xué)組成成分。接著出示資料，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家對(duì)生物膜化學(xué)組成成分的探索歷程，并討論問(wèn)題。

資料1：1895年E.Overton用植物細(xì)胞研究細(xì)胞膜的通透性。他選取用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次的研究。發(fā)現(xiàn)：脂溶性分子易透過(guò)細(xì)胞膜；而非脂溶性分子則難以通過(guò)。說(shuō)明了什么？老師見(jiàn)學(xué)生沒(méi)有反應(yīng)，提示學(xué)生：化學(xué)課上學(xué)習(xí)的相似相溶原理。學(xué)生很快就反應(yīng)過(guò)來(lái)，學(xué)生討論回答：細(xì)胞膜中含有脂質(zhì)成分。

資料2：20世紀(jì)初，科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被蛋白酶（能專一地分解蛋白質(zhì)的物質(zhì)）分解。說(shuō)明了什么？學(xué)生很快回答：細(xì)胞膜上不但有脂質(zhì)還有蛋白質(zhì)存在。

同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：在此實(shí)驗(yàn)中為什么要選用紅細(xì)胞膜來(lái)進(jìn)行分析？最后補(bǔ)充說(shuō)明：細(xì)胞膜主要有脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還含有少量的糖類物質(zhì)。

知道了細(xì)胞膜的成分后，老師問(wèn)：細(xì)胞膜中的化學(xué)組成成分是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞膜的呢？然后請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)分析討論下面的材料。

資料3：1925年，兩位荷蘭科學(xué)家E.Gortert和F.Grendel作了丙酮抽提紅細(xì)胞脂質(zhì)實(shí)驗(yàn)：將被提出的脂質(zhì)在空氣——水界面上鋪成單分子層，測(cè)得其分子所占的面積相當(dāng)于所用的紅細(xì)胞表面積的2倍。說(shuō)明了什么？在認(rèn)真閱讀完資料后，同學(xué)開(kāi)始思考和討論，但是沒(méi)有人要發(fā)表自己的意見(jiàn)，于是老師鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，才有個(gè)別學(xué)生不自信的說(shuō)：“可能是細(xì)胞膜中的脂質(zhì)排列為兩層。”老師微笑著鼓勵(lì)：“這位同學(xué)的推測(cè)與科學(xué)家相同。”發(fā)現(xiàn)自己的推測(cè)與科學(xué)家的不謀而合時(shí)，露出了自豪的神情。

接著連續(xù)設(shè)疑，老師問(wèn)：細(xì)胞膜中的脂質(zhì)為什么會(huì)排列為連續(xù)的兩層呢？學(xué)生又陷入思考中，但是卻被難住了，看著學(xué)生求知欲被提起來(lái)，老師才介紹：這與構(gòu)成細(xì)胞膜的脂質(zhì)——磷脂分子的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。磷脂分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：磷脂分子是由磷酸、甘油、脂肪酸組成，其磷酸“頭部”是親水性的，其脂肪酸“尾部”是疏水性的。該結(jié)構(gòu)決定了細(xì)胞膜中的磷脂分子的排列方式。接著老師又問(wèn)：那么，細(xì)胞膜中的磷脂分子會(huì)排列為怎樣連續(xù)的兩層呢？是“頭”相對(duì)“尾”朝外？“尾”相對(duì)“頭”朝外？還是“頭”“尾”相接？因?yàn)橛袆偛诺闹R(shí)基礎(chǔ)，學(xué)生進(jìn)行著熱烈的討論，最后大家得出的結(jié)論是：只有“尾”相對(duì)“頭”朝外，才符合細(xì)胞內(nèi)外均為有水環(huán)境的事實(shí)。由此我們推斷出細(xì)胞膜的磷脂分子的排列方式。

資料4：展示20世紀(jì)50年代電子顯微鏡誕生后拍攝的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片。讓學(xué)生根據(jù)電鏡照片修正和自己提出的假說(shuō)。然后指出：1959年，J.D.Robertsen根據(jù)電鏡下觀察到的細(xì)胞膜暗——亮——暗的三層結(jié)構(gòu)，提出單位膜結(jié)構(gòu)模型。展示單位膜結(jié)構(gòu)模型的主要內(nèi)容，并引導(dǎo)學(xué)生分析謬論模型的局限性。然后指出，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。人們從新的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象入手對(duì)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)作出了新的判斷。

資料5：展示20世紀(jì)60年代電鏡冰凍蝕刻細(xì)胞膜示意圖。從這幅圖上看到了什么？學(xué)生討論回答：蛋白質(zhì)分子可以嵌入磷脂雙分子層中，且蛋白質(zhì)的分布是不均勻的。

通過(guò)上述資料的分析和推理，學(xué)生不僅知道了細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)，還學(xué)習(xí)了科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)尋找科學(xué)方法的思路。這時(shí)接著給學(xué)生講細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)——以磷脂雙分子層作為基本骨架，蛋白質(zhì)分子鑲、嵌插、貫穿在整個(gè)磷脂雙分子層中，就有水到渠成的感覺(jué)。

三、 教學(xué)反思

本節(jié)課所用的主要教學(xué)方法是“問(wèn)題探究教學(xué)法”，把問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為探究性思考題，設(shè)計(jì)學(xué)生主體探究過(guò)程，把學(xué)生由知識(shí)的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的探究者和研究者。通過(guò)對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇和組織，向?qū)W生展示人類揭開(kāi)生物世界的奧秘和令人興奮的探索歷程，讓學(xué)生在興趣的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)積極參與和親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程來(lái)學(xué)習(xí)，這樣可以使學(xué)生能動(dòng)地獲得對(duì)科學(xué)的真正理解。總之，設(shè)置循序漸進(jìn)、連續(xù)不斷地探究問(wèn)題情景體系是本節(jié)課設(shè)計(jì)的一個(gè)重要策略，目的是最大限度地啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)學(xué)生潛在的思維能力，有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣和求知欲，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

聽(tīng)課老師在評(píng)課時(shí)對(duì)本課的設(shè)計(jì)與施教予以肯定，他們認(rèn)為這一嘗試：1.體現(xiàn)了課堂教學(xué)以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的教法，符合新的教學(xué)理念；2.教學(xué)既扣緊了知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)，又充分地放開(kāi)去——引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑探究，各抒己見(jiàn)，不給學(xué)生造成束縛，學(xué)生的思維得到多方面訓(xùn)練；3.教師的角色實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，老師站講臺(tái)的時(shí)間不到10分鐘，講話的時(shí)間更短，沒(méi)有以權(quán)威身份灌輸什么答案，而是與學(xué)生一起平等地探究學(xué)習(xí)；4.用網(wǎng)頁(yè)為學(xué)生提供豐富的參考資料，信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到利用。課后，學(xué)生也向老師反映，這樣的課他們學(xué)得主動(dòng)積極，很有興趣。施教中存在的問(wèn)題主要是討論時(shí)間安排不足，全班交流發(fā)言原定8人，實(shí)際發(fā)言6人，教師的小結(jié)很匆促。這是備課時(shí)對(duì)學(xué)生發(fā)言的長(zhǎng)度估計(jì)不足造成的。而這一缺憾恰恰也反映出我雖然是有意識(shí)地在以新的教育觀組織教學(xué)，而自以為是的舊觀念仍頑固地在起作用，低估學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。由此可見(jiàn)，以新觀念、新手段改革課堂教學(xué)將會(huì)有一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林靜.對(duì)探究性學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí).生物學(xué)教學(xué)，2002.

[2]石明國(guó).拓寬學(xué)生思維空間的策略.中學(xué)生物教學(xué)，2005.