核心素养视域下以情境为载体的细胞膜专题复习教学

唐文强

摘要 以课标为依据确定核心素养教学目标，从社会热点事件出发创设新情境，围绕情境以任务驱动完成高三复习的课堂教学，有利于激发学生兴趣，提高生物学学科核心素养。

关键词 情境教学 核心素养 细胞膜专题

中图分类号G633.91

文献标志码 B

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称新课标）中指出，生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题是所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生知识、能力、情感态度于价值观的综合体现。在高三复习课中，教师除了对教材主干知识进行必要的再次回顾，还应当重视编写新的或比较热门的真实情境材料，通过精心设计问题，来激发学生因知识陈旧而逐渐下降的学习兴趣，从而提高复习课的课堂效率。现以细胞膜专题复习为例，谈一谈高三专题复习中以社会热点事件为情境载体来实现核心素养教学目标的课堂设计。

1 教学目标的确定

有效的教学必然以明确的目标为指引，教学目标是课堂教学的初衷和出发点，同时也是一堂课的结果和落脚点。以指向核心素养的教学目标的界定必须基于新课标，并依据教学内容突出培养某几个方面的核心素养。本专题复习主要以“细胞膜——系统的边界”和“细胞膜的流动镶嵌模型”两节知识内容为主，对教材的整合，有利于知识的连贯性与系统性。新课标中对这两节的内容要求是建立次位概念“概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流”以及“阐明质膜具有选择透过性”;学业要求是建构并使用细胞模型，阐明细胞各部分结构通过分工与合作，形成相互协调的有机整体，实现细胞水平的各项生命活动（生命观念、科学思维、科学探究）。在充分研讀课程标准的基础上，结合学情，将本节的教学目标制定为：

（1）在简述细胞膜的成分的基础上，举例说明细胞膜的功能。

（2）设计实验方案验证细胞膜的功能——控制物质进出，提高科学探究能力。

（3）研读教材文本，整理归纳细胞膜的流动镶嵌模型的发现史，体会模型与建模、归纳与总结的科学思维。

（4）通过课前资料搜集，了解基因编辑的科学发展现状，并进行科学的思辨，理性评价“基因编辑婴儿事件”，学以致用。

2 教学过程

依照“创设情境一任务驱动一总结归纳”的流程，以真实的情境——“基因编辑婴儿”事件为科学材料，以“细胞膜的功能一结构一成分”为主线，一个情境贯穿课堂教学，让学生体会到基础生物学知识与实际生活、科学前沿是紧密联系的。

2.1 创设情境

教师提供材料：

2018年11月26日，贺建奎发布消息称，应用基因编辑技术成功“制造”了一对天生对艾滋病免疫的双胞胎婴儿。CCR5是位于T细胞膜表面的蛋白质，在免疫反应中有一定的作用，例如它是一些淋巴因子的受体。不幸的是，CCR5也是艾滋病毒（HIV）入侵T细胞的辅助受体。而少部分人（约10%的欧洲白人）的CCR5基因有缺陷，导致其CCR5蛋白失去功能，HIV就没法通过CCR5入侵T细胞，这些人天生对艾滋病具有抵抗力。贺建奎团队敲除了CCR5基因上的32个碱基，使其蛋白无法正常表达于细胞膜上，从而制造了“艾滋病免疫儿”。

设计意图：科研情境的创设要以促进学生的学科思维为目的，不仅要紧扣课堂内容，更要搭建“未知”新平台，具有一定的挑战性，激发学生的学习动力。本情境基于“基因编辑”的热门话题，遵照科学事实，精编素材文本，提供细胞膜结构及功能的相关知识背景，为后面的学习活动提供了载体。

2.2 任务驱动

以此科学材料为背景，设置“细胞膜的功能一结构一成分”为主线的层层递进的问题串，以任务驱动的形式，引导学生积极思考，并构建细胞膜——系统的边界的相关概念模型。

任务一：细胞膜的功能。

（1） HIV不能轻易进入细胞，是因为有

将细胞与外界环境隔开。

（2）淋巴因子与有关免疫细胞膜上的蛋白质结合后，能诱导其发挥免疫功能。这一过程体现了细胞膜具有什么功能？

（3）除此之外，请总结细胞膜的其他功能，并举例说明。

（4）请设计实验方案验证细胞膜具有控制物质进出的功能。实验材料和工具：新鲜的红色玫瑰花瓣，烧杯，15%的HCI，清水，量筒和标签。简述实验过程和结果预测。

设计意图：在新的情境下，教师引导学生学以致用，深化其对细胞膜功能的认识。教师利用递进的问题串，训练学生准确获取信息;利用生活中的材料设计实验方案的基本技能，着重培养学生科学探究、科学思维能力。

任务二：细胞膜的结构。

图1是细胞膜上CCR5和CD4等分子排布的三维模式图。CD4也是HIV识别靶细胞的标记分子。观察图中CD4和CCR5在膜上排布的区别，CD4分子的化学本质是什么？蛋白质在细胞膜上的排列方式有哪些？再观察其他结构，说出它们的含义，并总结细胞膜具有哪些与其功能相适应的结构。

设计意图：围绕同一素材，让学生从真实的情境中获取细胞膜上蛋白质排布方式的有关信息，并提炼和归纳。教师可以对网络上的图片进行适当加工，以符合课堂需要。既有新的情境刺激，避免了复习课的乏味，又紧扣教材夯实了基础知识，这是专题复习中尤其值得思考的教学策略。问题“总结细胞膜具有哪些与功能相适应的结构”具有一定的思维深度，需要学生在充分理解结构模型与功能的基础上才能准确作答。此过程着重培养学生的科学思维能力和生命观念中的结构与功能观。

任务三：细胞膜的成分。

（1）请将实验和结论对应起来：

1.将膜分离提纯，并进行化学分析

（ ）

2.脂溶性物质更易通过细胞膜

（ ）

3.电镜下细胞膜呈清晰的暗一亮一暗三层 （ ）

4.红细胞膜中脂质铺成单分子层后是红细胞表面积的两倍

（ ）

5.人一鼠细胞杂交实验

（ ）

6. 1972年桑格和尼克森不断观察及实验数据分析

（ ）

a.膜是由脂质组成的

b.膜的主要成分是脂质和蛋白质

c.细胞膜中的脂质分子排列为连续两层

d.生物膜是由蛋白质一脂质一蛋白质三层构成

e.提出生物膜的流动镶嵌模型

f.细胞膜具有流动性

（2）科学家要研究细胞膜，必先制备纯净的细胞膜，通常用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料。若选取T淋巴细胞作为材料验证细胞膜具有磷脂双分子结构会得到什么结论？要经过哪些处理才能得到较纯净的细胞膜，其原理分别是什么？

设计意图：这一任务涉及的知识点有细胞膜成分、结构研究的科学史以及制备细胞膜的方法等。很多教师在高三复习时，仍以上新课的形式呈現教材中的材料及结论，这样的复习课会低效和乏味。本任务的目的在于驱动学生归纳整合原本比较熟悉的知识，并迁移知识变换角度思考问题，加深对基础知识的理解，从而提升学生的归纳概括能力及科学思维能力。

2.3 归纳总结

教师引导学生归纳总结：

（1）细胞壁是植物细胞的边界吗，为什么？

（2）从细胞膜的功能、结构、成分三个方面，构建一个较完备的概念模型。

（3）我国明令禁止以生殖为目的的人类胚胎基因编辑活动。对于不经严格伦理和安全性审查，贸然尝试做可遗传的人体胚胎基因编辑的任何尝试，都要坚决反对和强烈谴责。请结合本节课的内容以及艾滋病的相关知识，就“基因编辑婴儿”事件可能带来的生物学及社会问题提出自己的看法。

设计意图：自主构建概念过程就是思维升华的过程。杜威主张，教育必须建立在经验的基础上，教育就是经验的生长和经验的改造。第一个问题是让学生从细胞膜的成分、结构及功能的角度思考细胞膜能作为系统边界的原因，是对本节内容的宏观回顾;通过实际问题让学生完成了对细胞结构及功能的认知，学生基本上可以对相应概念进行整合，建立概念图。第三个问题赋予学生话语权，激发了学生掌握科学知识、参与社会公共事件讨论的欲望，并引导学生谨慎对待科学这把双刃剑，在今后的科学工作中不应追逐个人名利而让科学走向负面，而要让科学为人类的繁荣发展服务。本任务着重培养学生生命观念、社会责任的生物学学科核心素养。

3 教学总结

本节课使用情境教学，利用社会热点事件融人生物学学科知识，搭建符合高三学生认知的课堂学习平台，通过任务驱动的方式，以问题串来达成相关知识复习和学科能力提升的目标。从学生课后不断追问与之相关的知识内容及事件细节来看，激发学生兴趣的初衷达成效果良好。另外，在培养核心素养方面，这节课的设计也具有较高的教学实用性。本节课注重问题设置的递进性和逻辑性，既有基础知识的回顾，又有能力立意的深入拓展，后者主要体现在实验设计、概念模型构建及较多的语言表达训练等方面。这些拓展问题并非所有学生都能较好的完成，因此在课堂上需要小组讨论、分享，有必要时教师需进行引导。总体来说，这些问题的难度适中，通过师生互动、生生互动均能很圆满的解决。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：5.

[2]卢光琇.通过编辑人类胚胎CCR5基因预防艾滋病事件的反思[J].医学与哲学，2019，（2）：7-11.