“基于SNP教學模式的高中生物教學設計

摘 要：科學協商教學法（science negotiation pedagogy，SNP）是美國最新提出的一種整合建模與論證過程的滲透式教學模式。本文以“細胞膜的結構和功能”一節為例，構建生物膜的流動鑲嵌模型，闡述SNP教學模式在高中生物教學中的應用，為豐富高中生物教學理論提供參考。

關鍵詞：SNP教學模式；高中生物學；模型建構

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1001-0769（2024）05-0095-03

1 SNP教學模式

科學協商教學法（science negotiation pedagogy，SNP）是一種整合了建模與論證的教學模式，最早由美國教育學者陳應智于2016年提出。該教學模式由以下六個步驟組成：創設驅動問題；初步構建模型；初步構建論證；修改與論證模型；咨詢“專家”；反思性寫作[1]。在教學過程中，教師需要提前選擇本節課所要學習的大概念，以大概念為核心，引導學生進行模型構建，并圍繞模型開展論證，在反復多次進行的過程中，學生的科學素養將會不斷得到提升[2]。

2 教材分析

本文以人教版高中生物學必修《分子與細胞》中的第3章第1節“細胞膜的結構和功能”中的“流動鑲嵌模型”內容為例構建物理模型。課程主要由以下3部分組成：（1）細胞膜的功能； （2）對細胞膜成分和結構的探索；（3）流動鑲嵌模型的基本內容。學生在學習了細胞這個生命系統的物質基礎之后，通過本節課內容可以進一步學習細胞膜的基本結構，為后續更好地學習細胞器、細胞核等奠定基礎。

3 教學目標

本節課的教學目標有以下4個：

（1）生命觀念：通過學習細胞膜流動鑲嵌模型的內容，了解細胞膜的結構，初步形成結構與功能相適應的觀點，認識到細胞膜流動性的重要意義。

（2）科學思維：通過小組合作的形式制作流動鑲嵌模型，開展探究實踐活動，培養學生“模型與建模”的科學思維。

（3）科學探究：通過反復多次的“建立-推翻-再建立”細胞膜模型構建過程，培養學生的科學探究能力。

（4）社會責任：通過了解科學家對細胞膜結構的探索過程，體驗科學家在科學發現過程中的艱辛和智慧，以此激發學生的科研信心。

4 教學重難點

對細胞膜基本結構的理解，以及流動鑲嵌模型的構建。

5 教學過程

5.1 創設驅動問題

課程所涉及的核心概念是“細胞的邊界是細胞膜”“細胞膜可以將細胞與外界環境分隔開”“細胞膜可以控制物質進出細胞”“細胞膜可以進行細胞間信息交流”“細胞膜主要由磷脂分子和蛋白質分子構成”。

教師行為：讓學生觀察多媒體課件中有關國家地域的圖片，并對邊界提問。通過圖片，我們知道了國家與國家之間存在邊界，那么我們身上的細胞與細胞之間存在邊界嗎？教師在PPT上展示紅細胞的切片圖，提出一系列問題：這個細胞的邊界在哪里？邊界是什么？細胞膜的結構是怎么樣的？細胞膜是由什么構成的？它有什么特性和功能？

學生活動：在教師提出一系列的問題后，學生給出回答，引出教學內容——細胞膜的基本結構和功能。

設計意圖：明確課程所要解決的問題，通過層層遞進的方式向學生提出問題，引導學生思考；利用與學生息息相關的生活情境，激發學習興趣，引出課程的教學重點。

5.2 小組初步構建模型

5.2.1 各小組初步構建模型1

教師行為：讓學生閱讀教材中的科學史，引導學生得出細胞膜是由脂質（磷脂）組成的；在學生閱讀的過程中，教師要提示學生細胞膜的內外溶液均為水，引導學生根據細胞膜的結構特性構建出生物膜磷脂分子可能的排布方式模式圖。

學生活動：通過閱讀“紅細胞膜脂質雙層實驗”，學生可推斷出細胞膜中的磷脂分子排列為連續的兩層。學生結合細胞膜頭部親水，尾部疏水的特性，構建生物膜中磷脂分子可能的排布方式模式圖。

設計意圖：根據生物科學史構建物理模型，激發學生學習興趣，使學生初步形成結構與功能相適應的觀點，同時培養學生的模型構建能力。

5.2.2 各小組初步構建模型2

教師行為：讓學生閱讀教材中的科學史，引導學生得出“細胞膜是由蛋白質組成的”的結論；讓學生觀察教材中細胞膜結構的電鏡照片以及閱讀科學家對細胞膜結構的探索過程，初步嘗試模型構建。

學生活動：學生在構建模型1的基礎上進一步補充構建生物膜中蛋白質分子可能的排布方式模式圖。

設計意圖：根據生物科學史構建物理模型，激發學生學習興趣，加深學生對結構與功能觀的理解與認識，同時培養學生的模型構建能力。

5.3 小組初步構建論證

5.3.1 各小組初步構建模型論證1

教師行為：教師為學生提供論證指導，要求學生列出構建證據或說明構建理由，幫助學生完成書面論證。

學生活動：學生根據教材中現有資料，提取證據并進行推理論證。

設計意圖：學生通過教師提供的論證指導，進一步梳理書面論證思路；通過尋找支撐模型構建的證據并進行推理，培養學生的科學推理和邏輯思維能力。

5.3.2 各小組初步構建模型論證2

教師行為：教師根據教材中的科學史，提供蛋白質分子在細胞膜上排布的證據，并向學生說明理由。

學生活動：學生通過仔細閱讀教材，找出證據并進行適當的推理。

設計意圖：通過尋找支撐模型構建的證據并進行推理，培養學生的科學推理和論證能力，進而培養學生的生物學核心素養。

5.4 全班修改與論證模型

教師行為：教師請同學代表上臺展示本小組構建的模型（其中兩組展示磷脂分子模型，另外兩組展示蛋白質分子模型）。

學生活動：代表向大家展示并闡述模型構建的原因及過程；未上臺的同學仔細傾聽上臺同學的發言，尋找不合理之處并及時指出，修正模型。

設計意圖：通過構建模型，使學生理解細胞膜流動鑲嵌模型的基本內容，通過小組間口頭論證構建過程與討論評價，鍛煉學生的語言表達能力。

5.5 咨詢“專家”

教師行為：教師可以向學生展示“流動鑲嵌模型”的演示視頻，讓學生將二者進行對比，并說明自己構建模型的優缺點。在學生求證的過程中，教師要肯定學生構建模型與論證過程的合理性，加強學生一步理解細胞膜的結構與成分。

學生活動：在各小組輪流展示和答辯論證后，學生要了解自己的構建模型與權威的差距所在。

設計意圖：與權威進行對比，使學生的學習得到及時、積極的反饋；通過觀看視頻，學生能更好地體會生物膜的流動性，從而進一步強調本節課的教學重點。

5.QKZKVGn2MMR39MHOcD0+uA==6 反思性寫作

教師行為：教師要引導學生仔細回顧模型構建環節及過程，并進行總結和復盤，尤其是論證過程中出現爭議的部分。

學生活動：在師生共同回顧模型構建流程之后，學生對建模和論證的過程進行總結和反思，將所學內容進行一個系統性整合，形成書面報告。

設計意圖：通過反思在構建過程中遇到的問題，培養學生的書面論證能力；通過回顧構建過程，強化學生對結構與功能之間關系的理解，加深學生對“流動鑲嵌模型”的印象。

6 教學反思

在教學過程中，教師要注意引導學生進行構建和論證，給學生提供豐富的資料，通過拋出一系列問題的方式逐步幫助學生敢于質疑自己，通過反復推翻錯誤模型重新建立、完善新模型，從而使學生更好地理解流動鑲嵌模型。

綜上所述，將SNP教學模式應用于高中生物教學中具有一定的合理性與可行性。但由于我國對SNP教學模式的探索仍處于初級階段，在實踐過程中，教師可以根據實際情況進行一定的修改，以提高SNP教學模式的實用性以及可操作性。

參考文獻

[1] 邵迪．SNP在高中生物學模型構建教學中的應用[D]．上海：華東師范大學，2023.

[2] 弭樂，郭玉英．科學建模與科學論證整合的教學模式述評[J]．物理教師，2018，39（2）：7-12.