抽象知识形象化教学在高中生物教学中的应用

张莹昕+李娘辉

摘 要 针对微观抽象的物质跨膜运输方式的特点，运用形象化的实验演示、多媒体动画模拟、对比类比等多种教学方法开展课堂教学，使课堂更具吸引力，有效地激发学生学习主动性、形成理性思维的习惯、树立生命观念，提高生物课堂教学效率。

关键词 物质跨膜运输 抽象知识 高中生物教学

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

形象化教学的目的是使学生对教学中的难点和重点准确理解并熟练掌握。在生物教学中，有些知识涉及到微观领域，较为抽象复杂。教师如果在课堂教学过程中把抽象知识形象化，往往会取得意想不到的效果。

1 设计理念

以“物质跨膜运输的方式”一节为例，进行教学设计。该设计利用演示实验、多媒体动画课件、与生活现象进行类比相结合，着重把微观抽象的物质跨膜运输的几种方式形象化，使学生更好地理解物质跨膜运输的方式、被动运输和主动运输的异同，从而完成教学目标。

2 教学设计

2.1 教材分析

“物质跨膜运输的方式”选自人教版高中生物必修1第四章第五节。本章前两节分别从“功能、结构”的角度介绍了细胞膜是一种选择透过性膜和水分跨膜运输实例、生物膜的结构和流动镶嵌模型；而本节从“功能”的角度介绍了物质跨膜运输的几种方式，既是对第1、2节生物膜功能和结构的深入学习，同时为后面学习呼吸、光合作用等内容做铺垫，是建立知识网络的重要环节。编者把三节内容按照“功能—结构—功能”进行编排，符合学生的认知规律，有利于学生建立“生物体结构与功能相适应”的观点，认同生物体结构的精确与奥妙。

2.2 学情分析

本节课授课对象是高一学生，他们对生物充满好奇心且已经掌握细胞膜的结构和功能、生物膜流动镶嵌模型等内容。但是，学生抽象思维能力相对较弱，理解抽象微观领域的分子运动有一定难度，且相对缺乏自主对比、建构知识的能力。

2.3 教学目标

知识目标：说明物质跨膜运输方式的类型、特点以及实例；比较被动运输和主动运输的异同。

能力目标：运用类比与对比的方法，进行知识构建；提高对表格的分析能力；形成理性思维的习惯。

情感、态度与价值观目标：认同生物体结构的精确与奥妙；树立生命观念。

2.4 教学重难点

教学重点：主动运输的运输方式。

教学难点：主动运输的方向及其特点。

2.5 教学过程

2.5.1 演示实验，导入新课

教师演示实验——把红墨水滴入清水中，并提问：这是什么现象？人体内有无这样的扩散现象？学生观察实验现象，思考问题，说出该实验的特点；回忆初中相关内容，说出人体的扩散现象：人体肺泡处的气体交换，并与演示实验进行对比，找出它们之间的联系与区别。教师引导学生认识肺泡处气体交换这一扩散现象是一种跨膜的扩散现象。

设计意图：教师通过演示实验吸引学生的注意力，把生物体内看不见，摸不着的扩散现象与可用肉眼观察的实验现象进行联系，把抽象问题形象化，降低学习难度，激发学生的求知欲；把人体肺泡处的气体交换与演示实验进行对比，明确本节课的学习内容，同时提高学生联系、对比事物的能力。

2.5.2 动画演示，新课讲解——自由扩散

教师利用多媒体动画演示人体肺泡处的气体（以O2为例）交换这一运输过程。通过观察动画以及教师引导，学生说出该过程中O2的运输方向及特点。教师总结学生的回答，梳理语言，引导学生构建自由扩散的概念，并列举自由扩散的实例。

设计意图：把抽象微观水平的分子运动通过动画形象直观地展示在学生面前，降低学习难度，学生根据动画归纳自由扩散的特点，提高学习兴趣，达成知识目标；同时，学生通过把人体内部物质交换与自由扩散建立联系，可以更好地理解生物体对营养物质的吸收。

2.5.3 動画演示，联系对比——协助扩散

教师利用多媒体展示教材问题，探讨关于“人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性”，提问：葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层，但却能进入红细胞，怎么解释这个现象？教师利用多媒体展示细胞膜的结构模式图，引导学生把人工膜与细胞膜进行对比，找出区别。

随后，利用多媒体动画演示红细胞吸收葡萄糖运输过程，组织学生小组讨论该过程的特点，并与自由扩散的运输特点进行比较，进而构建协助扩散的概念，列举协助扩散的实例。

设计意图：教师要充分利用教材的图片，把前后知识进行联系，使抽象的细胞膜结构形象化，把抽象微观的协助扩散通过动画形象直观地展现在学生面前。学生在协助扩散与自由扩散特点的对比中更好地掌握协助扩散的特点，构建新知识，充分调动学生的学习积极性，激发学习思维，达成知识目标；同时向学生渗透“生物体结构与功能相适应”的思想，帮助学生认同生物体结构的精确与奥妙，达成能力目标。

2.5.4 巧用类比，深入理解

教师提问：既然自由扩散和协助扩散不需要外界提供能量，也不需要自身消耗能量，那么它们是如何完成扩散的呢？它们的运输动力是什么呢？并组织学生小组讨论，大胆猜测。教师把自由扩散和协助扩散两过程分别类比成小球、小车载物可以自发地从高处向低处运动，并及时出示动画，引导学生理解其运输动力是浓度差，并给出被动运输的定义。同时再次通过有无小车巩固自由扩散与协助扩散是否需要载体协助。

随后，教师提问：在协助扩散动画中，葡萄糖选择载体并没有遵循就近原则，选择离它较近的右侧的蛋白质分子，而是选择更远的左侧的载体。这说明载体蛋白具有什么特性？教师以此引导学生思考载体蛋白具有特异性。

设计意图：把被动运输的运输动力与学生熟悉的生活现象进行类比，把抽象问题形象化，帮助学生对该过程的理解。教师利用葡萄糖分子的“六边形”和两种不同的载体蛋白进行区别（图1），刺激学生感官，把抽象知识形象化，加深学生对载体蛋白具有特异性的理解，达成知识目标；教师向学生渗透生物体结构的精确性这一思想，使学生认同生物体的奥妙与精确，达成情感目标。

2.5.5 案例动画，构建新知——主动运输

教师运用教材中“丽藻细胞液与池水的多种离子浓度比值”这一案例，引导学生观察现象、分析表格数据，发现问题。教师提出问题：离子来源是什么？比值为何大于一？如果假设是由被动运输完成离子运输的过程，会出现什么结果？从而引导学生思考丽藻细胞的离子来源、做出假设、分析结果，通过推理分析得到假设结果与案例现象相矛盾的事实，继而引出主动运输，并由学生归纳该运输方式的方向。

随后，教师提问：既然被动运输是顺浓度梯度运输的，其运输动力为浓度差，但是主动运输是逆浓度运输，那么怎么给它提供动力呢？教师组织学生相互讨论，大胆假设。教师利用多媒体展示动画，进行类比：利用小车载物上坡需要借助外力的动画，类比在主动运输中，从低浓度到高浓度的运输过程也需要借助外力，帮助学生理解主动运输需要消耗能量；同时，再次展示图片“人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性”中离子无法通过人工膜，而离子可以通过丽藻细胞膜，帮助学生理解主动运输需要载体蛋白的协助；并通过表格的形式比较被动运输和主动运输的异同点。

设计意图：主动运输是本節课的重难点，教师如何处理好本部分的内容，让学生更好地理解主动运输的特点是本节课的关键。教师把抽象的运输过程通过直观的表格数据、层层递进的问题推理、动画演示、形象类比，把抽象问题形象化，引导学生深刻理解主动运输的方向及其条件，激发学生的探知欲，突出本节课的教学重点、突破教学难点，达成知识目标；培养学生分析表格数据的能力、形成理性思维的习惯，达成能力目标；再次向学生渗透生物体结构的精确性这一思想，使学生认同生物体的奥妙与精确，达成情感目标。

2.5.6 联系旧知，构建新知——胞吞胞吐

教师总结被动运输和主动运输的运输物质都是气体、离子、葡萄糖等小分子物质，并提出疑问：大分子物质是如何进出细胞的？教师带领学生回忆“分泌蛋白的形成”，并利用Flash动画演示其过程，再展示白细胞吞噬细菌的过程，总结特点，构建胞吞胞吐的概念。

设计意图：教师联系“分泌蛋白的形成”，由旧知构建新知，符合学生认识特点；把抽象微观的分子运动通过动画形象直观地展现在学生面前，把抽象问题形象化，帮助学生更好地理解胞吞胞吐的运输过程，达成知识目标。

2.5.7 渗透情感，结束教学

教师创设“自由扩散”“协助扩散”“主动运输”和“胞吞胞吐”之间的对话情景，将全班学生分成四组，分别代表四种运输方式，进行朗读。学生结合本节课所学的知识，理解对话中蕴含的信息，强化理解。

设计意图：通过师生共同朗读，引导学生梳理回顾所学知识，理解对话内容，产生情感共鸣，让学生认识生命活动不仅需要物质，还需要能量，树立正确的生命观念，认识微观领域的生命现象，探索生命规律。

2.5.8 布置作业，巩固提升

教师要求学生根据课堂所学内容，画出本节课的概念图（图2、图3示学生作品）。

3 教学效果与反思

本节课知识点较多且物质跨膜运输属于微观水平的分子运动，学生看不见摸不着，容易把各知识点混淆。为了让学生更清楚地理解各知识点，在教学过程中，教师通过演示实验导入新课，联系新旧知识，充分调动学生学习的主动性，使学生形成完整的知识体系；利用多媒体动画，与生活现象进行类比，把抽象知识形象化，刺激学生感官、降低学习难度、激发学生学习的思维；为了让学生更清晰地梳理各知识点的知识脉络，在课后布置学生画出本节课的概念图。从作业反馈看，学生较好地掌握了本节课的内容，能够清晰地梳理各知识点，形成知识体系网络。

如果教师在教学过程中能把抽象问题通过直观形象的动画、教具、生活现象等巧妙地联系起来，把抽象知识形象化，使教学更具吸引力，在激发学生学习生物的兴趣的同时，促进学生通过主动思考问题获取知识，让学生深刻理解，以取得高效课堂的效果。

参考文献：

人民教育出版社，课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心.分子与细胞[M].北京：人民教育出版社，2007：70-73.