利用生物興趣小組活動落實生物核心素養中的“科學探究”

摘要：本文通過生物興趣小組活動引導學生建立生物膜的物理模型，該活動中教師僅作為一個引導者，通過設置問題情境引出所要探究的問題，模型方案的設計和完善是學生交流、合作完成的，模型的建立是學生積極參與合作動手動腦完成的。通過本次生物興趣探究活動，重點提升了學生生物核心素養中的科學探究能力。

關鍵詞：高中生物;核心素養;科學探究

學生核心素養的培養是一個復雜而漫長的過程，由于生物課堂時間有限，生物教師很難通過課堂開展豐富多樣的生物實驗探究活動。因此，僅依靠課堂教學顯然不能全面落實生物學科核心素養，尤其是生物學科核心素養中的“科學探究”這一素養。為全面落實學生生物核心素養，開展豐富多彩的生物課外興趣小組活動就顯得尤為重要。

“科學探究”是生物核心素養的重要組成之一，也生物教學的組成部分“。生物膜模型”是人教版高中生物必修①《分子與細胞》第四章第2節“生物膜的流動鑲嵌模型”設置的一個課外制作-“利用廢舊物品制作生物膜模型”。針對本節課時有限，很難落實生物核心素養中的“科學探究”。為此，我開展與課堂教學同步，以實踐活動為主的生物興趣活動“生物膜模型構建”來落實生物核心素養中的“科學探究”。

1???? 創設問題情，引入生物膜

同學們還記生物膜的基本組成成分有哪些膜？生物膜的基本支架是什么？蛋白質在生物膜生是怎樣分布的？如何區分生物膜的內側與外側？通過上述設置的問題情境完成對學生“生物膜流動鑲嵌模型”基本內容的復習，讓學生對生物膜的結構特點有清晰的認識，為下面設計生物膜模型做鋪墊。

2???? 明確任務，進行探究

2.1? 分組

參加本次興趣活動的有高一4班、12班和21班三個班共計54位學生，將學生分成9組，每組6人。

2.2? 實驗設計與實施

實施活動的活動前預先給每組發一張活動報告表，學生根據表內容通過小組合作、交流、討論完成生物膜物理模型實驗設計和制作，在這個過程中，針對學生的問題我只進行適當的引導和啟發。

學生完成作品后，請每組的代表成員向大家進行展示本組的作品，并講解模型的設計理念。

2.2.1????? 學生設計的生物膜模型制作方案

步驟1：用乒乓球作為磷脂分子的頭部，鐵絲穿兩次過乒乓球，作為尾部，排列在一個水平面上，這就做好了“磷脂單分層”。用同樣方法再做一個“磷脂單分子層”，這樣就做好了“磷脂雙分子層”。

步驟2：將兩個“磷脂單分子層”固定在硬紙板上，構成膜的基本骨架-“磷脂雙分子層”。再用橡皮泥加工成需要的“蛋白質”形狀。一些“蛋白質”漂浮在膜的兩測，一些“嵌入”膜中，還有一些“貫穿”整個膜。步驟3：用橡皮泥再制造多個“糖蛋白”，用鐵絲穿起來，固定在膜的一側，作為膜的外側。

2.2.2????? 學生確定使用材料用具

乒乓球、小刀、紙板、鐵絲、橡皮泥等。

2.2.3????? 學生通過討論，優化設計方案，并確定合作分工

優化：小組反復談論認為步驟2中將兩個“磷脂單分子層”固定在硬紙板上，影響膜的科學性和美觀度，決定用一根很長的鐵絲直接連接成“磷脂雙分子層”。

分工：小組成員分為三組分工，三個同學制作磷脂分子，兩個同學制作蛋白質和糖蛋白，還一個同學負責組裝。

2.2.4????? 學生合作動手制作模型

按照小組討論優化后的方案分工制作模型。

2.2.5????? 對照方案，修補缺陷

為使得模型兼具有科學性、實用性、美觀性，創意性和環保性，小組成員對完成的模型的磷脂分子、蛋白質和糖蛋白的分布、用料等進行多次調整，結果如下圖3-1。

3???? 評價與反思

“科學探究”主要注重的是學生的實踐過程，也就是高度關注學生學習過程中的實踐，強調學生學習過程是主動參與的過程。因此，為了全面落實生物學科核心素養培養，開展與課堂教學同步，以實踐活動為主的生物興趣活動非常有必要。本次生物興趣小組活動——“生物膜模型構建”就很好落實生物核心素養中的“科學探究”。該活動中教師僅作為一個引導者，通過設置問題情境引出所要探究的問題，模型方案的設計和完善是學生交流、合作完成的，模型的建立是學生積極參與合作動手動腦完成的，整個活動過程中遇到的各種困難都是小組共同集思廣益解決的。在模型的建立過程中，有些小組先是制作磷脂單分子層，發現固定在泡沫盒紙板上的模型，既不科學，也不美觀。他們又改用貫穿膜的“蛋白質”來幫助固定“磷脂雙分子層”，穿鐵絲的時候把它們連同上下層磷脂單分子一同穿上，這樣模型既科學又美觀。但是問題又來了，用貫穿膜的“蛋白質”來幫助固定“磷脂雙分子層”模型很不穩定，容易散架。活動中發現在探究過程學生在不斷發現問題，不斷解決問題，再不斷的總結和創新，使得模型更具有科學性、實用性和美觀性。由此可見，通過本次生物興趣探究活動，加深了學生對生物膜結構的理解，提升了學生應用知識的能量，培養了學生創新精神，進而使學生能用生物學的觀點、知識、思路和方法，探究和解決現實生活中的生物學問題。

本次生物興趣小組學生制作的生物膜模型也是對教材“利用廢物制作生物膜模型”實驗的一次改進，教材上的模型只考慮膜的基本支架-“磷脂雙分子層”和蛋白質的分布，缺少“糖蛋白”分布，不能區別膜的內外兩側。改進后的生物膜可以通過“糖蛋白”區分膜兩側，更具科學性。此外，該模型還可以供教師當教具使用，用于課堂幫助學生更好的理解生物膜的結構與功能相適應的特點。當然該模型也有不足，如不能動，因此，學生還要改進的空間。

參考文獻

[1]?? 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

作者簡介

謝光兵（1988.06—），男，研究生，高中生物教師，中二。