開展細胞模型制作活動培養生物學科核心素養

攔生發

摘 要 開展制作細胞模型活動，從方案設計、實施、選材、制作、修正、完善、展評等環節，為學生提供趣味性、知識性、實用性為一體的探究情境和創新空間，培養學生學科思想、創新精神、科學品質等核心素養。

關鍵詞 細胞模型 制作活動 學科核心素養

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

1 引言

師：生命精彩無限，細胞奧秘無窮，一個小小的微粒，卻奇妙地影響著我們的生命，讓我們用細胞模型這把鑰匙打開細胞之門，走進神秘的細胞世界，去解開一個個科學之謎。

2 活動背景

《普通高中生物學課程標準（實驗）》指出：“要讓學生領悟建立模型的科學方法及其在科學研究中的作用”。模型制作是對學生在高中生物學習中遇到的疑難問題進行抽象處理的學習方法，利用模型的形（形象化、直觀化、簡約化）去揭示原型的神（形態、特征、本質和規律）。

3 活動流程

3.1 活動前動員

（1） 教師網上搜集學生制作模型的活動視頻，篩選、剪輯后，制作成短小又不乏精彩的視頻；（2） 制作優秀細胞模型的展播視頻；（3） 展示往屆學生制作的各種細胞模型；（4） 營造模型制作的激情氛圍，激發學生的探究欲望。

3.2 活動前準備

（1） 學生分組、分工；（2） 教師參考要求：具科學性、藝術性、創新性、安全性、經濟性等特點。每天下午第四節課在生物實驗室進行制作，為期一周。由5名教師、10名學生組成評委。評比程序：宣布評分標準→模型展示→模型解說→模型答辯→現場打分→頒獎儀式。

3.3 制作過程

學生小組討論制作方案、論證方案的可行性、分析方案的可操作性等；預期模型制作過程，對所遇困難，提出解決方案，進行修正、完善；在制作過程中，小組成員既有明確分工，又要相互協作，既要明確原型的形態、特征和本質，又要通過感性材料和創意設計加深對事物的理解、領悟從實踐上升為理論的成就感；最后小組討論、總結制作模型的流程，歸納該模型在科學性、藝術性、創新性等方面的閃光點。

4 活動案例（表1）

5 活動反思

5.1 認知方面的誤區及分析

（1） 盡管制作模型顏色不做要求，但通過統計發現大部分小組都把制作細胞壁的材料顏色選為綠色或涂染成綠色，誤認為植物細胞應該是綠色，卻未進一步分析細胞壁的組成成分。

（2） 細胞核機械定位在細胞中央，從細胞核結構和功能的角度考慮，認為細胞核是細胞的“中央司令”，沒有從細胞整體角度考慮，疏忽了細胞質流動性的理念。

（3） 過分依賴、模仿課本亞顯微細胞結構模型，使細胞器的數量、定位與課本亞顯微結構模式圖像一致，未充分理解細胞結構統一性和差異性的生物學觀點，缺乏創造性。

（4） 忽略了各個細胞器間的大致比例關系，有“鼻子大過臉”的嫌疑。查閱相關資料不夠詳實，未了解不同細胞結構和不同細胞器的大小及比例關系，沒有從局部與整體的觀點考慮布局。

（5） 未能充分考慮形神兼備，注重形態的相似，忽視結構的凸顯（如線粒體模型，選材上注重球形或橢球形卻忽視了如何增大內膜表面積等結構），不能很好地體現形態、結構與功能相統一的生物學觀點。

（6） 展評講解環節，大部分小組代表視細胞模型（靜態）等同于原細胞（動態），沒有理清模型與原事物的關系，模型是把復雜的問題簡單化，抽象的事物形象化，靜止的事物生動化，抓住事物的本質特征和生命的內在規律，解釋原型的本質和規律。

5.2 生物學科核心素養方面的的培養

劉恩山教授指出：“核心素養是課程設計的指向標，是教育目標的抓手；學科核心素養是核心素養在學科課程中的分解和落地；生物核心素養是課程宗旨，指學生持久的品格和能力，是學生學習生物學課程后終身受益的結果，能展現生物學科特有的育人價值”。開展細胞模型制作活動是構建學生有效獲得生物學科核心素養的實踐策略之一。

5.2.1 形成生物學科思維方式

生物學科思想是人們在認識自然界各種事物變化的時間活動中建立起來的一種思維意識。細胞模型制作體現著結構與功能相適應的思想，局部與整體的思想，從特殊到一般的研究問題的思想，強調建構模型分析問題的思想，強調直觀實踐性解決問題的思想。

5.2.2 知識與技能的有機融合

盡管模型制作費時費力，但模型的制作過程讓學生對抽象的知識有了更形象的認知和體驗，激發起學生的創意和制作的欲望，使基礎知識與動手操作有機結合，是連接理論與應用的橋梁，既利于相關知識理解，又提高了動手制作技能，便于幫助學生尋找解決問題的途徑與方法。

5.2.3 培養探究與創新的科學品質

蘇霍姆林斯基認為：“讓學生體驗到一種自己在親自參與掌握知識的情景，乃是喚起青少年特有的對知識的興趣的重要條件。”在建構模型時，學生需要確定研究對象，選擇合適的研究方法，檢驗模型的科學性和準確性，在親歷思考和探究中完成知識體系的構建。學生通過主動思考，動手參與，不斷分析、交流、答辯、反思和修正，極大地豐富了形象思維和創新思維，培養了創新意識與創新能力。

5.2.4 培養協作能力和團隊精神

在模型建構中，教師通過設置情境來引導學生進行探索，讓學生以小組為單位，共同討論、求同存異、揚長補短、共同建構，開展生生間、師生間等多種交流活動，使學生從不同層面、不同角度去思考問題，對自己和他人的成果進行反思，在合作交流中相互啟發、相互促進、共同發展，培養了學生的協作精神和團隊意識。

參考文獻：

[1] 朱正威，趙占良.生物·必修1·分子與細胞[M].北京：人民教育出版社，2007：54-55.

[2] 邰玉韋.聚焦多個維度，培養學生的生物學科核心素養[J].中學生物教學，2016（8）：9-11.

[3] 許海云.模型制作：提升高中生探究思維能力聚焦多個維度[J].中學生物教學，2016（6）：4-5.