生命課堂中核心素養的培養策略
——以“生物膜的流動鑲嵌模型”教學設計為例

河北省石家莊市第一中學 趙 彬

2017 年教育部頒布的《普通高中生物學課程標準》（以下簡稱“新課程標準”）中指出，學科核心素養是學科育人價值的體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。生物學作為一門與實驗密切相關的學科，在其課程學習的過程中學生可逐漸發展該學科的核心素養，即生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。我校于2015 年開展的“生命課堂”教學模式（教學流程如圖1 所示），為生物學科核心素養的培養提供了有效的實施途徑。下面以“生物膜的流動鑲嵌模型”一節為例，淺談在日常的生命課堂中學生核心素養的培養策略。

一、教學依據

（一）課程標準

新課程標準里對細胞膜的功能知識的掌握提出了詳細的要求：概述細胞都由質膜包裹，質膜將細胞與其生活環境分開，能控制物質進出，并參與細胞間的信息交流。根據結構決定功能的生命觀，細胞膜的結構與功能要求同等重要。

（二）教材分析

“生物膜的流動鑲嵌模型”一節選自高中生物必修一第四章第二節，在本冊第三章第一節“細胞膜——系統的邊界”中，對細胞膜的功能進行了詳細的介紹，而本節通過對膜結構的學習，使細胞膜功能的相關知識由直接識記過渡到理解的層面。

（三）學情分析

本節內容通過學生對生物膜模型構建過程生命科學史的學習，在功能的基礎上學習結構，旨在讓學生通過對結構的了解，進一步理解細胞膜三項功能的具體由來，同時加深對結構決定功能生命觀念的認識。

二、核心素養

（一）生命觀念

學生通過本節學習，要能從結構與功能關系的角度闡釋生物膜的結構。

（二）科學思維

通過本節對生命科學史的學習，學生可以從模型建構的角度去分析生物膜模型的建立過程，感悟科學在質疑和創新中不斷發展。

（三）科學探究

在學生看書學習科學史的過程中，結合磷脂分子的特點，分組討論探究細胞膜中磷脂分子的排布情況。

（四）社會責任

結合生物膜結構的特點，理解并關注脂質體在醫學等方面的應用，體會學習科學知識與解決現實問題之間的密切聯系，增強社會責任感。

圖1 生命課堂基本操作流程

三、教學重難點

本節的教學重點是生物膜的流動鑲嵌模型的內容，而教學難點是生物膜結構的構建過程，以及在此過程對核心素養的培養。

四、教學過程

（一）情境導入，切入主題

課堂開始，提供給學生兩則資料和一段刺破蛋黃的視頻，引導學生回憶并說出資料中涉及的細胞膜功能。

資料1：1855 年，瑞典科學家奈利在實驗中發現，色素分子進入受損傷細胞的速度比進入完整細胞的速度要快得多。

資料2：海洋或河流湖泊中存在著很多不同生物的精子和卵細胞，不同種生物的精子與卵細胞并沒有發生相互結合。

設計意圖：該導入旨在讓學生通過分析資料和實驗現象總結出細胞膜的相應功能，培養學生提煉關鍵信息的能力。同時也創設情境，開啟本節主題。

（二）明確任務，獨立學習

導入之后，引出結構決定功能的生命觀。教師明確任務，要求學生自學課本及推送資料，沿著科學家的腳步，通過學習生物膜模型的整個建構過程，建立時間軸，并在重要時間節點標出科學家的重要成就。

在此過程中，教師作為引導者，在學生建軸過程中，用磁片教具呈現每個時間點下的模型結構（如圖2 所示）。

圖2 課堂中瓷片教具的應用

同時，在此過程中，教師抓準時機，將科學探究滲透其中。如1925 年荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞表面提取脂質，得出細胞膜中的脂質分子必然排列成連續的兩層的結論，由此向學生提出質疑：這兩層磷脂分子如何排布？引導學生自學磷脂分子的特點后，進行小組討論，并自行構建組內認可的模型（如圖3 所示）。教師全程進行巡視，以便為后期精講做準備。

圖3 學生討論過程中構建的兩種主流模型

教師結合學生的組間陳述和交流，向學生講解正確的模型，為后續的探索做好鋪墊。

在探索的過程中，教師還為學生提供自學的資料和視頻。如：在羅伯特森提出“三明治”結構模型之后，平板推送給學生視頻和資料，通過讓學生了解變形蟲的變形運動、酵母菌的出芽生殖等的方式，引發學生的認知沖突，推進探索的進程。

圖4 為學生補充冰凍蝕刻技術

此外，一些科學技術的講解和補充更有助于學生理解當時的探索歷程，如熒光蛋白標記法、冰凍蝕刻等技術（如圖4 所示）。

結合以上方式，沿著時間軸，逐步得出1972 年科學家認同的“流動鑲嵌模型”。

設計意圖：在此任務中，教師將引導學生自行學習建構的整個過程，旨在培養學生理解模型建構的過程，感悟科學是在質疑和創新中不斷發展的。磁片教具的應用不僅增加趣味性，同時在具體層面為學生展示了整個探索的過程。另外，教師選準切入口進行科學探究的滲透，從小的方面著手，去體會科學探究的意義和過程。在完成本節教學難點的同時，將科學素養的培養滲透其中。

圖5 縱向提出的三個問題

（三）橫向梳理，縱向總結

本節教學重點是“流動鑲嵌模型”的內容，教師讓學生自學課本，并借助教具進行展示和講解，加深印象。由此，在橫向上，沿著時間的順序學生對本節內容有了詳細的學習。教師轉換角度，拋出三個問題，在縱向上引導學生深入思考，串起本節。

設計意圖：時間軸的建立是在橫向上的學習，是為了了解整個探索過程。核心素養下的新課改要求學生更要理解科學家的科學思維等知識。故提出圖5 三個問題，讓學生回顧整個過程，對本節有一個縱向上的總結和升華。并通過這三個問題，理解結構決定功能的生命觀念，科學技術是推動科技進步的重要因素，以及科學研究起始于提出假說、結束于確切實驗結論的過程。

（四）實踐應用，社會擔當

課本所學的理論均是為生活實踐打基礎，故本節最后，教師呈現“脂質體”在醫學上的一些應用，如激素類藥物、抗腫瘤藥物的應用等，引發學生的思考，理解學習科學知識和解決實際問題之間的密切關系。同時，拋出如“膜上的蛋白質究竟是如何排布的？”“膜上的磷脂分子是如何運動的？”等問題，引導學生思考并理解，現今對生物膜模型的研究并未止步，鼓勵他們投身今后的科學研究，增強社會責任和擔當。

五、教學反思

本節內容為生命科學史的內容，采用教具、多媒體、學生討論、小組展示等多種手段進行講解，增加本節趣味性；同時在橫向和縱向上進行梳理和總結，邏輯清晰、結構完整；更為重要的是，本節準確、恰當地將核心素養中的生命觀念、科學思維、科學探究以及社會責任四個方面融入整個生命課堂的教學過程，不僅傳授知識，還在培養學生品格和能力方面起到一定的促進作用。

圖6 板書呈現模型研究并未止步

綜上所述，學生發展核心素養為生命課堂提供理論依據，而我校生命課堂的有效開展又為學生發展核心素養保駕護航。針對生命課堂下的核心素養培養，教師應依據新課標的基本理念和課程目標實施教學，根據學生的基礎和認知規律，創設問題情境和學習任務，找準切入點，不斷滲透與融合。本節呈現的是一節日常教學中較為枯燥、內容較少的范例，在高中生物的教學內容中，更為充實和飽滿的內容更應是我們培養學生核心素養的良好平臺。教師在教學設計和教學實踐過程中，應加強思考，提高教學設計的科學性、針對性和實效性，將生物核心素養教育落到實處。