基于大概念發展學科核心素養
——以“細胞膜的結構和功能”一輪復習為例

四川師范大學附屬中學 勾國宇

一、背景

本節課程基于成都市“基于大概念發展學科核心素養”的課題，以大概念為指導，結合單元內容，確定核心問題和子問題群，在解決問題的同時梳理次位概念，進而上升至重要概念，體現大概念“細胞是生物體結構和生命活動的基本單位”。教師可以利用問題情境，結合物理模型和概念模型的構建，活用多媒體技術，幫助學生自行構建知識框架，并學會遷移至新的問題情境，實現活學活用。

二、課例

（一）設計思路

1．以大概念為核心，利用子問題群串連課堂

大概念：細胞是生物體結構和生命活動的基本單位。

重要概念：細胞各部分既分工又合作，共同執行細胞的各項生命活動。

次位概念：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。

2．立足教材，緊扣生活，培養生物學科核心素養

詳細闡述細胞膜的結構和功能，形成結構與功能相適應的生命觀念。通過流動鑲嵌模型、結構與功能關系的概念模型構建，培養模型與建構、歸納與概括、交流與討論的能力。通過流動鑲嵌模型建立過程的梳理，培養批判性思維。結合本節內容，對實際問題做出理性分析和判斷，關注生物學技術在生產生活中的應用，如人工透析、污水凈化和海水淡化等，樹立生態保護意識，主動參與環境保護。

3．尊重學生基礎，關注學生，以學定教

通過對必修一《分子與細胞》的整體學習，學生已初步樹立結構和功能相適應的生命觀念，高中二年級學生已具備較強的歸納與概括、交流與討論和模型建構的能力，在教師的引導下能對問題進行自主分析，得出科學的結論。

以高中生物必修一第二單元《細胞的基本結構》為例，包括“流動鑲嵌模型”“細胞膜的結構與功能”等知識點，建立在前一部分“組成細胞的分子”的基礎之上，又為后續復習“物質的跨膜運輸”及“細胞的生命活動”鋪墊了必要基礎，同時又讓學生更好地感受科學探究歷程，培養學生生物科學素養。

4．活用教學技術和方法，提高課堂效率

任務驅動法：將大概念轉化為核心問題，再分解成若干子問題群，以問題串連課堂，在解決問題的同時梳理知識脈絡，形成知識框架體系。

直觀演示法：設立若干問題情境，用直觀的視頻和圖片穿插其中，利用希沃上課助手投屏展示細胞膜的自制物理模型，將微觀的結構呈現在學生眼前；用拍照上傳的方式展示學生構建的概念模型，學生自主講解完善，提高課堂的生成性。

討論法：在建立結構與功能關系的概念模型時，教師指導學生以小組為單位，圍繞核心問題進行討論和交流，再在教師的引導下進行完善，突破難點，培養科學的思維模式。

（二）教學過程

1．創設情境，導入新課

播放視頻：血液透析的三維動畫演示，引發學生思考。引導學生說出半透膜。引出復習內容：細胞膜的結構和功能。

2．問題引導，展開新課

教師可通過問題的引導，幫助學生歸納細胞間信息傳遞的三種類型，并由教師補充細節。

3．知識反推，延伸新課

由教師引導學生建立糖蛋白和糖脂的模型并引發學生思考：

磷脂為什么是雙分子層，為什么磷脂分子的親水頭部朝向膜內和膜外，疏水尾部夾在中間？

由學生通過人鼠細胞融合實驗，明確細胞膜具有一定的流動性的內涵。

4．模型建構，歸納總結

最后教師通過對以上概念模型的梳理，使學生明白了“結構和功能相適應”這一生物學事實，這也是細胞作為生物體結構和生命活動的基本單位的前提條件。接著，教師還可以引導學生分享半透膜在生活中的應用實例，如透析療法、污水處理、海水淡化。

其中，污水處理、海水淡化和生態環境息息相關，可以凈化城市污水、將海水轉化為淡水，供應我國西北地區，緩解淡水資源壓力。但是對保護生態環境，人們不能僅僅依賴于科學技術，主動保護、從我做起的意識更加重要。習近平總書記指出：寧要綠水青山，不要金山銀山，綠水青山就是金山銀山。就是強調了保護生態環境的重要性。

隨堂小練習。

三、評析

本節內容是“大概念”教學的落實，將大概念轉化為核心問題，再分解成若干子問題群，以問題串連課堂，以教材為本，立足學生基礎，緊密聯系生活，培養學生的生物學學科核心素養，以多媒體技術為載體，提高課堂教學效率。

（一）教學思路

本節內容的設計思路來源于《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《生物學課程標準》），旨在落實學科核心素養。而“大概念”包含的內容具有整體性和統攝性，所以在進行教學設計時，需要明確大概念包含的重要概念，再定位至次位概念，將大概念轉化為核心問題，再分解成若干子問題群，以子問題群的解決梳理次位概念，使課程內容符合結構化的要求。

（二）教學內容

本節內容的設計立足于學生，重在樹立結構與功能相適應的生命觀念，培養模型與建構、歸納與概括、交流與討論的能力，鍛煉批判性思維，關注生物學技術在生產生活中的應用，養成主動保護生態環境的習慣。整體思路清晰，由血液透析引出并完善細胞膜的功能，由細胞膜的功能和物理模型推導細胞膜的結構，再將結構和功能聯系起來，構建概念模型。利用子問題群作主線，以學生自主思考和小組合作討論為主要形式，將問題延伸至生活實際，輔以必要的多媒體技術，最后上升到主動保護生態環境的高度，將學科核心素養落實到了課堂的各個環節。

（三）教學檢視

本節內容的設計緊扣《生物學課程標準》，學生參與度高，課堂氣氛好，充分體現了生物學學科核心素養，但仍有可再精進的余地。如本節前兩部分基礎“細胞膜的功能”“細胞膜的結構”，可采用課堂隨練的方式進行及時落實；板書的設計應該更加精細翔實，充分照應整堂課的思維；對學生的回答應進行更加詳細地總結和引導，問題過渡更加連貫；在建立結構與功能關系的概念模型后，由次位概念上升至重要概念、大概念的引導應更加明確。這些，在未來的教學中，都可以進一步探討。