“SNP”教學模式在高中生物課堂教學中的應用

摘 要：“SNP”教學模式是一種在新式教育環境下，隨著教育者與教育接受者的需求而衍生的一種教學方法。本文將針對當前高中生物課堂上應用“SNP”教學模式的具體策略展開分析，并且結合當前高中生物科學史的教學內容進行全面的探索與研究。為詳細教學策略，提高學生學習效率，筆者將結合《生物膜的流動鑲嵌模型》這一課題進行論證，希望能給廣大教師提供一些幫助。

關鍵詞：高中生物;“SNP”教學模式;生物科學史;應用策略

“SNP”教學模式，從根本上來分析屬于一種具有科學研究性質的論證方法，將之引入到高中生物課堂教學中，不僅可以讓學生在學習生物知識的時候能夠利用科學的論證方法去思考相關內容，而且還能讓學生在不斷地探究過程中尋找出一種可以將之付諸實踐的方法，感受整體學習的過程，從而建立起一種解決問題的良好習慣。

一、 具體策略

在此就以《生物膜的流動鑲嵌模型》這一課為例，主要把生物膜結構的探索經歷區分為三個內容板塊，并且從中尋找出核心問題進行思考與分析。同時本著對科學研究的嚴謹態度，教師在開展教學并且通過論證方式引導學生的時候，要嚴格按照設計問題、提出問題、表明觀點、產生懷疑、辯駁論證的整體流程進行教學活動的開展，以此來引導學生分析和研究科學家在構建生物膜模型時候逐步衍生出來的各種問題與各種科學觀點。

二、 高中生物科學史

在人教版高中生物教材中，有關于生物科學史的內容主要包括了生物膜結構的探索歷程、細胞學說的建立過程、酶的本質、基因位于染色體上、光合作用的探究歷程、DNA雙螺旋結構模型的構建方式以及植物生長素的發現等內容。而在對這些內容的學習與分析中可以得出一個結論，就是生物科學史的發展與過程實際上就是一個不斷進行肯定與否定的過程。周而復始，無限循環，經過特定的階段給出特定的答案，利用局部的研究成果給出全面的論證方式等。通過這樣的方式，以求進行不斷地質疑、不斷地辯駁、不斷地論證、不斷地精進。由此可見，“SNP”教學模式在高中生物科學史的教學環境中非常適用。

三、 生物膜的流動鑲嵌模型論證方法

此環節整體為課堂教學中的案例論證過程，通過教師與學生的對話以及互動方式來展現相關內容，并且會清晰體現出“SNP”教學模式在高中生物科學史教學中的應用方式。

（一） 分析生物膜成分

例如：教師可以提問學生：“一個物體的結構，或者是一種物質，從本質上來分析就是它們所組成的方式以及組成方式的成分和內容是什么？在此基礎上，可以對生物膜的結構進行探索，首先要了解的內容就是關于生物膜的組成成分主要有什么？”隨后，教師可給學生提供相關參考資料，如：“在19世紀中期到19世紀末期，歐文頓進行過幾萬次的研究實驗，他通過對五百多種植物細胞物質的研究，得出了一個結論為，但凡是溶于脂質的物質，就一定要比不能溶于脂質的物質更先、更容易侵入到生物的細胞中?！贝藭r，教師可以引導學生提出一個基礎的理論依據，學生可能會提出假設為：“生物膜的建立，是通過脂質所形成的。”當學生提出假設之后，教師便要按照科學論證的流程進行下一步的教學工作，也就是引導學生對自己所提出的假設進行質疑與辯駁。如教師可以給學生舉例為：“參考的材料能不能為該假設提供有力的支撐呢？”此時學生會重點關注教師所提供的參考資料，而且會在資料中發現：首先，在科學家進行實驗的過程中發現了細胞膜會溶解在有溶解脂質的溶液中，同時也會分解于蛋白酶中，溶解或者分解之后，都會破壞細胞膜的完整性。其次，學生會結合之前所學內容分析到，在20世紀初期，生物學家把細胞膜從一個哺乳動物的紅細胞中提取了出來，通過對其進行分析得出了細胞膜的主要組成成分是蛋白質與脂質物質。在學生通過質疑階段找到正確答案之后，教師便可以引導學生總結出最終的結論，讓學生知道生物膜的主要組成部分就是蛋白質與脂質物質兩種成分。

（二） 分析磷脂分子的排布方式

例如：教師可以對學生提出一個基礎性問題：“通過之前的論證得出了生物膜的主要組成成分為蛋白質和脂質物質。這些成分是如何組成生物膜的？”教師在提出問題之后，學生自然無法解答，此時需要教師給學生提供相應的參考資料，如：“通過不斷地實驗與研究表明，生物膜中脂質物質的主要成分為磷脂，而磷脂又是一種由脂肪酸、磷酸以及甘油所組成的分子結構，且磷酸的頭部親水，脂肪酸的末尾疏水?！碑攲W生對參考資料進行分析與研究之后，教師便可以引導學生進行磷脂分子的排布方式探索，并且引導學生建立相關模型，如：“大家可以將磷脂分子在空氣中和水界面中的排序方式通過繪圖的形式表現出來?！碑攲W生做完表示結構圖之后，教師便可以提出關于磷脂分子排布方式的論據：“在1917年，朗姆瓦把磷脂分子在空氣中和水界面中進行了單層排序，最終導致了磷脂分子的頭部沉入了水面，而末尾卻留在了水面之上?！彪S后，教師再提供論據：“草履蟲屬于單細胞生物，而通過研究表明，草履蟲所生活的環境必須有水，就像是人體內的血細胞一樣，若想要生存，就必須要依附于液體的循環，所以可以得出結論為，人體內的血液主要成分是水結構，就算是在血細胞內部，也有85%以上的組成部分為水。”通過教師不斷提出的論證依據，此時學生會明白磷脂分子的排布方式以及在水界面與空氣中的體現方式，而且還在論證依據中了解到細胞的主要結構成分。隨后，教師便可以引導學生提出質疑，如：“如果外界環境不是單純的空氣環境與水界面環境，該如何判定這一研究內容？”此時學生會說：“如果整體環境都為水環境，磷脂分子在排布方式上會有什么不同呢？是不是就不會出現尾部結構了呢？”當學生提出質疑之后，教師務必要幫助學生學習如何構建模型，如教師可引導學生進行相關內容的模型繪制，如在完全是水環境的狀態下，磷脂分子的排布方式是怎樣的。當學生繪制完成后，教師要適時提出供學生參考的論據，如：“在1925年的時候，荷蘭的著名科學家格倫德和哥特，通過丙酮從人體的紅細胞膜里提取了部分脂質物質，然后將之在空氣中與水界面中進行了単分子層的排布分析，且將之鋪展于水界面上，最終得出結果為，単分子層的面積大概是紅細胞膜面積的兩倍略多?！贝藭r，學生自然會明白如果磷脂分子在水環境下會如何進行排布，從而也可得出最終的論證結果為：磷脂分子的頭部沖外部，末尾沖內部，可排布為連續雙層。

（三） 分析蛋白質分子的排布和膜流動性

例如：教師可設計問題為：“生物膜的主要成分是蛋白質和磷脂，而現在大家對磷脂分子的排布方式也已經掌握。蛋白質的排布方式是怎樣的？”隨后，教師可對學生提供相關參考資料：在20世紀50年代，世界上出現了第一臺真正意義上的電子顯微鏡探測儀。且當時的電子顯微鏡探測原理與如今的顯微鏡探測原理大致相同，均是通過電子光束的照射，使其在大分子物質上產生黑板與暗影，反之會呈現為明亮現象。隨后，羅伯特森在1959年對細胞膜進行了觀察與分析，且在觀察過程中發現了細胞膜在電子顯微鏡下呈現出了“暗、明、暗”的三層結構狀態，對此，羅伯特森大膽地設計出了生物膜的單位膜模型。學生經過對參考資料的研究與分析之后，會對如何提煉出單位膜模型產生濃厚的學習興趣，此時教師便可引導學生進行提煉單位膜模型的教學活動，并且提出相應觀點，首先，教師要讓學生明白，生物膜是由蛋白質、脂質物質、蛋白質三層所構成的，且蛋白質在整體構成成分中屬于對稱排布的;其次，教師要讓學生明白，脂質分子與蛋白質分子在結構中都不是靜止的。此時，教師便可對學生進行理論依據上的提供，如：“在構成蛋白質時，氨基酸的側鏈基團有的是親水的，有的是疏水的，還有的在蛋白質的外圍都是親水的，而疏水部分藏在了內部的基團中，還有的是蛋白質外圍是疏水的，而親水部分藏在了基團中。所以由此可以證明，蛋白質是部分親水，部分疏水的物質?！蓖ㄟ^教師的不斷引導與帶動，此時學生可能會提出疑問為：“那么蛋白質是否是以對稱的方式排布在脂質物質的外圍呢？”在此，就需要教師幫助學生構建一個模型來體現磷脂雙分子層中的蛋白質排布方式。教師提供依據為：因冰凍技術，現科學家可觀察細胞膜的詳細結構。冰凍技術是通過液氮冷凍之后，利用冷刀切割，通過升溫處理使之升華，從而展露出斷裂部分的結構狀況，再經過處理，方可進行觀察。此外，教師還要糾正學生的觀點，首先讓學生明白，蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層的中間，有的則在表面，有的卻跨越整個分子層進行排布。隨后可提供依據為：變形蟲在進食和運動、洋蔥鱗片葉的表皮細胞質壁分離等。此時學生會提出疑問為：“生物膜一定是靜止的嗎？”根據質疑教師可為學生提供參考依據：在1970年，艾迪登和弗雷德進行了小白鼠細胞與人類細胞的結合實驗。并且通過紅色熒光物質表示人類細胞的蛋白質分子，通過綠色熒光物質表示小白鼠細胞的蛋白質分子。融合之后，新細胞呈半紅半綠狀態，在體溫狀態下，四十分鐘之后顏色分布均勻。此時學生會明白，生物膜上的磷脂分子運動方式分為多種，主要有平面側向運動、軸心圍繞旋轉、尾部搖擺運動以及雙層分子的翻轉運動。此時學生的觀點會較之前有所不同，經過教師的引導，學生便會明白生物膜上的磷脂分子和蛋白質分子并不是靜止的。

最后，教師與學生可同時認可1972年尼克森和桑格所提出的“流動鑲嵌模型”這一主張。

四、 總結與反思

1. 教師要嚴格問題導向，認真梳理課堂問題的脈絡，保證清晰明確。

2. 教師要嚴格論證教學方法，秉承科學態度，嚴密教學邏輯，端正教學態度。

3. 務必結合提出問題、提出觀點、提出質疑、辯駁論證、修正與認可觀點的流程開展教學。

參考文獻：

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[4]潘瑤珍.科學教育中的論證教學[D].上海：華東師范大學，2013.

作者簡介：

盧志薇，福建省建甌市，福建省建甌市第二中學。