設疑·探究·延伸——“物質跨膜運輸的實例”教學設計芻議

劉曉芳 吳小鴻

摘 ? 要：通過“物質跨膜運輸的實例”這節內容的學習，不但可使學生體會到滲透作用的實際應用，而且還可培養實驗探究能力和空間想象能力。本文試圖圍繞高中生物學科核心素養，結合中學教學實踐，創新生物學科思維，從滲透作用的條件、滲透作用的實例和滲透作用的應用等三個方面展開教學設計，旨在對“物質跨膜運輸的實例”一節的教學作出探討。

關鍵詞：設疑;探究;延伸;滲透作用

“物質跨膜運輸的實例”是人教版高中生物教科書必修1《分子與細胞》第4章第1節的內容。教科書以細胞的分子組成與基本結構為基礎，結合具體的案例和資料，介紹水分子和一些離子的跨膜運輸，說明細胞膜是選擇透過性膜。這將為之后學習“細胞的代謝”“生物的穩態與調節”等內容打下堅實基礎，尤其是水分子的跨膜運輸更為重要，教科書安排的探究實驗“植物細胞的吸水和失水”，是生物必修1的第一個探究實驗，目的是讓學生初步掌握探究性實驗的基本步驟[ 1 ]。本節課前，學生對組成細胞的分子有一定了解，這將有助于對半透膜特征的描述，更好形成滲透作用的概念。同時，對動、植物細胞結構也有一定認識，能夠分析水分子進出細胞的路徑，并與滲透裝置進行對比，自主構建起動植物細胞吸水和失水的模型。

1 ?關于教學結構模式與教學流程的設計

1.1 ?教學結構

課堂上，要引導學生構建生成新的概念，并用生物學原理去解釋相關實驗現象和生活現象。為培養學生科學探究的學習精神，在教學中可以通過設計類比實驗來探究滲透作用的條件和影響因素，通過學生自主獲取知識，培養對生物學科的好奇心與求知欲。關于滲透作用的實際應用，則在教學中還應廣泛聯系生產、生活實際，如燒苗、在餡里放鹽會有水滲出、吃咸的食物嘴唇會皺縮等，以體現教學內容的生活性。基于以上兩點考慮，本節課的教學設計采用探究式教學，其遵循“設疑-探究-延伸”教學結構模式，如圖1所示。

1.2 ? 教學流程

根據以上教學結構模式，設計相應的教學流程圖，如圖2所示。

2 ?關于教學指導思想與教學過程的設計

2.1 ?教學目標分析

本節課教學目標為：

（1）運用批判性思維分析評價改進的滲透裝置，生成滲透作用的概念及發生條件，類比推理并構建動植物細胞中的滲透模型，認同細胞的結構和功能觀[ 2 ]（生命觀念和科學思維）。

（2）基于滲透實驗的改進裝置，學習科學探究的基本步驟，提高實驗探究能力，并能運用到其它相關的科學探究活動中。通過類比、建模初步建立起科學探究的一般思路，輔以分組討論、評價，促進科學思維的形成[ 2 ]（科學思維和科學探究）。

（3）能運用“物質跨膜運輸”的相關知識，解釋生產、生活中的現象，如“燒苗”、果蔬腌制等問題（社會責任）。

2.2 ?教學重難點分析

本節課教學重點是探究滲透現象出現的條件，探究植物細胞的原生質層是否相當于一層半透膜。教學難點是觀察植物細胞的吸水與失水的實驗現象，學會提出假設，進行實驗預期，分析實驗現象。演示用器材有：大燒杯、長頸漏斗、鐵架臺、海帶、紅糖等。

2.3 ?教學過程分析

本節課主要教學過程設計如表1所示。

3 ?教有所思

本文論述的教學案例主要意在突出培養學生良好的科學探究能力和創新思維品質。案例從滲透實驗的原理探析、類比推理的逐層遞進、探究思維的遷移提升等三個方面，對“物質跨膜運輸的實例”的探究式教學設計策略作出探討。實踐證明，本教學案例結構合理，教學設計較充分地體現了新課程理念，教學過程注重啟發式和探究式教學方式的運用，通過創設問題串，努力構建進階式的生物課堂。課堂上師生互動、生生互動，充滿活力，教學目標有效達成。本教學設計符合學生的認知規律，易使學生產生共鳴[ 3 ]。筆者有以下感悟：

（1）本教學設計對“問題探討”做了創新改進。用海帶替換半透膜，方便取材;用紅糖替換蔗糖，紅糖雜質多，與水的對比度大，更易于觀察到實驗現象。向學生展示滲透裝置，讓學生觀察實驗現象并討論相關問題，認識半透膜的作用，歸納出發生滲透作用的條件，為學習細胞的吸水和失水打下堅實基礎。

（2）對動物細胞和植物細胞的吸水和失水的探究，做好引導是關鍵。探究動物細胞的吸水和失水比較簡單，應考慮先行予以教學實施。植物細胞的吸水和失水的探究可用類比的方法進行引導，比如：水分在什么條件下進出動、植物細胞;動、植物細胞結構的相同點和不同點;細胞對不同物質的吸收量不一定相同，也不一定是順濃度梯度。組織、引導好學生的討論非常關鍵，教學實踐表明，可以小組先討論，然后選出代表發言，最后老師再引導、總結和歸納[ 4 ]。

（3）本節課的教學設計要著重放在滲透作用的條件上。為此，教學中穿插運用了創設情景、實驗探究、問題引導和啟發討論等多種教學手段，學生對滲透作用的學習是通過觀察現象、解決問題、設計實驗、合作交流、歸納總結等系列過程得出結論，然后再學以致用，從而領悟滲透作用在生產生活實踐中的應用[ 3 ]。教學實踐表明，能夠取得較好的教學效果。

（4）本節案例堂容量偏大，教學內容較難，課堂上讓學生思考的時間有限。筆者經過課后反思，認為如果設計一份導學案，布置學生課前預習時先思考導學案上的問題，對實驗方案做初步設計，則課堂教與學將會更加從容，特別是對學習程度中下的學生，將更加有利于其對知識的接受與理解。

總之，新高考視域下的高中生物探究式教學，我們實踐運用“設疑-探究-延伸”的課堂教學結構模式，課堂的民主、活躍與互動可使學生的思維更具發散性和創新性，使探索性實驗的研究更具個性化。教學中，我們要真正發揮學生學習的主體性和教師的主導作用，注重研究知識的獲取方法，注重研究實驗探究能力和空間想象能力的培養，從而促進學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等生物學學科素養的培育和發展。同時，我們還要特別注意培養學生學以致用的實踐能力，知識的廣泛應用將使學生頗具成就感，有利于其終身學習，從而實現真正意義的學以為樂！

參考文獻：

[1]張進. “物質跨膜運輸的實例”的類比教學設計[J]. 生物學教學， 2016（11）：42-43.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]羅翀，廖柳清. 感知·內化·延伸——“磁場對電流的作用”教學設計[J].物理教師，2015（6）：15-19.

[4]朱正威，趙占良. 普通高中課程標準實驗教科書（人教版）生物必修1·教師用書[M].第2版.北京：人民教育出版社， 2013：79-81.