例談物質跨膜運輸的概念教學策略

江海泉

列寧說：“概念是幫助我們認識和掌握自然現象之網的網上扭結。”生物學中的概念是有效反映生物本質規律和生命生理現象的高度概括。理解和合理運用生物學概念，將關系到學習者如何有效地掌握教材中重點和難點。一些學生在學習過程中常會因為不理解概念、概念掌握得不完整甚至概念理解錯誤等，造成判斷不明確、推理有偏差及結論不正確的結果。所以，在高中生物教學中要有效地進行概念教學。

本文以高中生物必修1第4章“細胞的輸入和輸出”的第3節“物質跨膜運輸的方式”為例，探討本章節課堂教學過程中的多種生物概念教學策略的綜合應用策略，有利于大家在教學中有的放矢，提高課堂教學效率。

運用概念圖策略，提高對概念知識組織和表征的能力

指導學生繪制概念圖，發現知識間的內在關系，不僅樹立了知識的骨干網絡，而且能把新的知識整合到自身的信息儲備中，從而有利于學生更直觀、更全面地理解概念之間的內在聯系，形成較完善的生物知識體系以及知識遷移能力。

在本節課的教學中，教師可以先要求學生根據本章節聚焦的三個問題預習教材，繪制出概念圖，然后進行點評，幫助學生形成初步的認知結構。

由于學生是在預習的基礎上設計概念圖的，所以只要在圖中能體現本章節主要概念的內容就達到了預期教學目標。例如：

濃縮句子成分，突出概念的關鍵性質，準確理解概念

利用教材對概念描述的特點，濃縮句子成分，從描述概念的內容中提煉出有效、準確的關鍵詞語，使學生正確理解概念的內涵與外延，從而更有效地掌握概念。

例如教師可對上述概念圖中涉及的概念進行如下強化。對于“被動運輸”，強調物質進出細胞是通過“順濃度梯度”的擴散；而對于“自由擴散”，則要強調“簡單的擴散”；“協助擴散”與“自由擴散”是有區別的，物質進出細胞的擴散要借助“載體蛋白”；“主動運輸”這個概念則從“物質運輸方向”、要“載體蛋白”的協助、要“消耗能量”三個方面去強調；胞吞作用和胞吐作用則要突出“細胞膜的流動性”的要點。

通過比喻、簡圖、模型、flash課件等，突破概念理解上的瓶頸

教材中的概念一般都用文字來敘述，具有抽象性的特點，而本章節的概念又由于十分微觀而更加難以理解。適用生動貼切的比喻或者簡圖、模型、flash課件，不僅可以使語言表達更準確、有效、生動，而且可以使微觀的過程直觀顯現，使抽象的概念變得具體，使原理變得淺顯易懂，有利于學生形成形象思維。

例如，在對上述概念中的關鍵特征進行分析的過程中，可以同時投影課本提供的“自由擴散和協助擴散示意圖”“主動運輸示意圖”或者是演示相關的flash課件，深化學生對概念的關鍵特征的認識。

重視概念的比較，牢固掌握概念本質

教師在教學中要善于尋找概念之間的聯系和區別，把相關的概念放在一起，加以類比，形成反差，幫助學生將類似概念加以區分和記憶，加深學生的印象，避免對近似的概念產生混淆。教師在進行相似概念的對比時，要引導學生對相關概念進行比較，運用對比法找出它們的相同點、不同點及聯系。這樣，既可加快新知識的學習，避免學習中的負遷移作用，促進正遷移作用，又可培養學生求同、求異的思維能力。

例如，教師在解釋了本章節的相關概念后，可以要求學生再次研讀教材，通過列表的方式對這幾種物質運輸方式的特點、實例等進行歸納和比較。

根據學生的情況，在教學中適時補充某些概念

對于本節“科學前沿”中介紹的“授予諾貝爾化學獎的通道蛋白研究”，教師在教學中可以根據學生的認知程度進行具有針對性的處理。

對于認知程度較低的學生，該部分內容的介紹側重于使學生感悟現代生命科學的發展，產生認知興趣，把今日的學習融合到未來的工作與生活中去，以達成情感、態度價值觀目標為主。對于認知程度處于中等的學生，教師可以引導他們關注水通道蛋白，進一步思考本節課學習的自由擴散的實例中O2、CO2、水、甘油、乙醇、苯等物質進出細胞的性質是否完全相同。而對于優秀的學生而言，教師還可以此為載體，進一步分析關于“自由擴散”和“載體蛋白”這兩個概念的知識。一般認為，在自由擴散的跨膜轉運中，涉及跨膜物質溶解在膜脂中，再從膜脂一側擴散到另一側，最后進入細胞質水相中。因此，其通透性主要取決于分子的大小和分子極性。高中所學的“載體蛋白”和科學前沿中介紹的“通道蛋白”可以合稱為膜轉運蛋白。介導被動運輸可能是載體蛋白，也可能是通道蛋白，而介導主動運輸的均為載體蛋白。可見高中教材中實際上是淡化了通道蛋白的概念。

通道蛋白水性通道的內側面主要分布一些親水的氨基酸，從而有利于親水性的離子通過，其參與的只是被動運輸，并且是從高濃度向低濃度運輸，所以不消耗能量。離子通道不僅有選擇性，而且通道蛋白形成孔道的開與關是可調控的。

載體蛋白對所轉運的物質具有高度選擇性，它能與特定的分子或離子以及有機小分子結合，通過構象的改變將這些分子或離子從膜的一側轉運到另一側。

聯系舊概念，促使概念體系的完善

在講授到必修3的“興奮在神經纖維上的傳導”和“興奮在神經元之間的傳遞”的知識時，教師可以根據學生的認知能力進行適當拓展，從而深化學生對物質跨膜運輸方式的認識。其實，物質跨膜運輸的5種方式并不是涇渭分明、毫無聯系的，在某些生物現象如興奮的傳導和傳遞過程中，就同時體現了其中的幾種跨膜運輸方式。

在新概念教學中，教師有針對性地復習舊概念，同時注意挖掘新舊概念之間的聯系，有利于學生在學習過程中形成概念體系。而概念體系的完善不僅有利于復習鞏固舊概念、學習和理解新概念，而且有助于令知識更條理化、清晰化。