基于“双史”和“模型建构”的“细胞”一课教学设计

黄建林

(浙江省杭州市文海实验学校 杭州 310018)

1 教材分析及设计思路

“细胞”是浙教版科学七年级上册第2章第2节的内容，这节内容将为深入学习生物学奠定基础知识，例如： 细胞膜知识是学习水分代谢、光合作用及呼吸作用及动物新陈代谢的基础。细胞的部分内容在小学科学六年级已有所涉及，但因未涉及细胞的结构与功能相适应的相关概念，对学生的理解来说有一定难度。本节课以科学和技术发展历史为主线，并通过模型建构，来突破本节课的教学难点。

2 教学目标

基于课程标准，并围绕培养学生核心素养的要求，制订了如下的教学目标：

(1) 认识细胞是生命活动的基本结构和功能单位，初步形成“结构与功能观”。

(2) 通过模型建构及重温科学家的探究过程，培养观察获取信息的能力、解决问题的能力，体会透过现象看本质的科学观念。

(3) 通过细胞发现史的学习，感受科学发展往往需要付出几代人的共同努力，是一个长期的过程，培养尊重科学、崇尚科学的社会责任。

3 教学过程

3.1 呈现图片，导入新课 教师首先呈现显微镜下的变形虫、蓝藻、食盐颗粒等图片，并设问： 这些图中呈现的都是细胞吗？在学生不同观点的回答中，教师提出： 希望通过“细胞”这节课的学习，大家拿出相应的证据来证明自己的观点。

设计意图： 通过图片唤醒学生的前概念，通过任务驱动激发学生的求知欲和学习积极性，要求通过自行寻找证据解开疑惑，培养学生的实证意识。

3.2 重温探究之路，观察软木细胞 首先要求学生用肉眼观察软木细胞，统一学生的认知，即肉眼看不到细胞。进而教师提问： 这说明了细胞的什么特点？你会用桌上的放大镜去观察软木细胞吗？当学生发现用放大镜无法观察到细胞后，教师继续追问： 能否通过改进放大镜使我们看得到细胞呢？个别学生提出： 把两个放大镜组合起来观察。教师鼓励学生采用这种方法尝试观察，并适时指出： 1665年英国科学家胡克就是把两块放大镜进行一定的叠加制成了复式显微镜，并用它观察到了PPT上的这幅图，这时教师把自制的软木切片用数码显微镜投射到屏幕上并指出： 当时胡克把这些小室命名为“细胞”。同时，教师对屏幕上呈现的蜂窝状小孔进行强调： 实际上，当时胡克发现的仅是死亡植物细胞的细胞壁。

设计意图： 通过用肉眼观察过渡到借助工具观察，最后到改进工具观察，该过程可使学生感受科学家的科学思维过程，同时形成科学、技术两者相互促进、共同发展的社会发展观。通过强调胡克发现的仅是死亡的植物细胞壁，激发学生想了解真实细胞的兴趣。

3.3 建构细胞模型，理解结构功能 教师再现胡克发现细胞后的近200年间科学家用显微镜观察和研究了各种各样的生物的场景，并请学生一起来看各种动物细胞和植物细胞的显微图片(包括： 动物的精子细胞、平滑肌细胞、心肌细胞和神经细胞及植物的洋葱表皮细胞、石细胞、根毛细胞和叶表皮细胞等)后，要求学生说出细胞的各种形态特征。

教师要求学生按所看到的动物细胞和植物细胞的结构，结合学案上提供的细胞各部分结构的功能资料，通过小组讨论、分工合作，用桌上的各色各样的橡皮泥搭建细胞模型并标注各结构名称。学生搭建期间，教师适时指导模型搭建的方法，并提醒学生相应的注意事项。此后，各组展示已搭建好的细胞模型，并说明这样搭建的理由。例如： A组模型的细胞膜上有很多洞，其理由是细胞膜要与外界进行物质交换，因此他们根据功能推测细胞膜应该有洞才能让物质通过；B组的细胞核是用红色橡皮泥制成的圆，理由是它是细胞生命活动的控制中心，红色表示重要；C组细胞膜制作的很薄，理由是要让物质能透过；……

教师在肯定学生的一些正确思路和做法的同时，及时且明确地指出他们的错误，例如： 明确指出A组细胞膜上留洞是错误的，原因是学生依据功能推测其结构的过程中，错误地将宏观现象中物质进出方式运用到了微观结构上。如果学生感觉细胞膜的结构及物质进出细胞的方式过于抽象、无法理解时，教师可以通过打比喻的方式帮助学生理解。存在的问题及错误都解决后，让学生再次修正模型。其间，许多学生对植物细胞是否具细胞膜存在质疑，理由是在显微镜图片中只看到了细胞壁，这时教师可以制作一个临时装片，通过滴加盐水导致质壁分离的现象，让学生直观看到植物细胞的细胞膜。

教师再次在PPT上呈现精子细胞、平滑肌细胞、心肌细胞和神经细胞等四种动物细胞显微图，让学生根据这些细胞形态结构，尝试推测它们在人体内的功能；或直接告知学生它们在人体内的功能，让学生说一说这些细胞适应于这些功能的结构特点。依次，再展示几种植物细胞的显微图，让学生从结构推测功能或从功能描述其结构特点。例如，让学生说出植物之所以能长成参天大树，都与植物细胞的哪些结构有关等。其间，反复强调结构与功能相适应的特点。

最终，教师引导学生根据动物和植物细胞各自功能的差异，结合自己搭建的细胞模型，通过比较归纳出植物细胞与动物细胞的异同点。

设计意图： 通过呈现的动物和植物细胞显微图，学生自行观察其结构特点，搭建细胞模型，学生阐述模型搭建的理由，教师指正、学生修正、知识迁移等环节，使学生理解结构与功能相适应的生物学观点，同时培养学生分析、归纳、建模等科学思维能力。并针对植物细胞是否存在细胞膜及其结构的疑问，引发学生的认知冲突，不仅培养了他们的质疑精神和求实精神，同时教师通过质壁分离演示等活动突破了难点。

3.4 总结前人成果，提出细胞学说 教师引导提问： 根据刚才观察的结果，动物和植物拥有共同的哪种结构？说明了什么？学生回答后，教师讲解： 19世纪40年代，德国科学家施莱登和施旺在前人基础上，通过归纳提出： 动物和植物都是由相同的基本单位——细胞所构成的。

教师设问： 细胞又是来自于哪里呢？学生讨论。然后，教师通过播放细胞分裂视频，学生得出： 细胞是由细胞分裂产生的。

教师引导学生对本节课学习的内容进行归纳总结，得到细胞学说的三个主要内容。

设计意图： 通过猜测，让学生明白学说产生的过程，并让学生理解，学说不一定是对的，它是不断改进不断发展的过程，同时通过细胞学说得出的漫长过程，说明科学的发展不是一蹴而就，需要许多代科学家不断努力，同时通过科学史的教育，让学生尊重科学劳动成果并让他们有立志为人类作贡献的信心和决心。

3.5 依据所学知识判断真假，提出研究问题 通过此节课的学习，请学生依据所掌握的知识，来说说课堂导入阶段展示的图片变形虫、蓝藻、食盐颗粒等是否都是细胞？并逐一说明理由。教师提问： 同学们还想知道细胞的哪些问题？

设计意图： 前后呼应，利用所学知识作为依据来判断细胞真假，培养学生的证据意识。通过提问，激发学生的学习能动性和学习积极性，同时也说明教学是一项马拉松，不是一节课的学习就够了的。

4 教学反思

生物学上有很多有关科学史的内容，我们要充分利用这些科学史，在教学过程中，让学生像科学家一样的探究，重温科学之路，体验探究过程，体味探究之美，理解研究的艰辛，让学生树立远大理想，以后也像科学家一样，为人类的进步作出自己应有的贡献。在科学的发展过程中，肯定并行着技术的发展，笔者建议： 在以后的科学史教学过程中，可以把科学史和技术史这“双史”作为双主线进行教学。在类似细胞这样的模型教学过程中，最好让学生亲自动手进行模型建构，通过模型建构，掌握知识和建模方法的同时，理解模型的作用、优点及相应的缺点。当然在传授知识的同时，我们更应该注重科学思维和科学方法的传授，通过知识、方法、技能等的传授，提高学生的生物学核心素养。

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