“SNP”教学模式在高中生物课堂教学中的应用

摘 要：“SNP”教学模式是一种在新式教育环境下，随着教育者与教育接受者的需求而衍生的一种教学方法。本文将针对当前高中生物课堂上应用“SNP”教学模式的具体策略展开分析，并且结合当前高中生物科学史的教学内容进行全面的探索与研究。为详细教学策略，提高学生学习效率，笔者将结合《生物膜的流动镶嵌模型》这一课题进行论证，希望能给广大教师提供一些帮助。

关键词：高中生物;“SNP”教学模式;生物科学史;应用策略

“SNP”教学模式，从根本上来分析属于一种具有科学研究性质的论证方法，将之引入到高中生物课堂教学中，不仅可以让学生在学习生物知识的时候能够利用科学的论证方法去思考相关内容，而且还能让学生在不断地探究过程中寻找出一种可以将之付诸实践的方法，感受整体学习的过程，从而建立起一种解决问题的良好习惯。

一、 具体策略

在此就以《生物膜的流动镶嵌模型》这一课为例，主要把生物膜结构的探索经历区分为三个内容板块，并且从中寻找出核心问题进行思考与分析。同时本着对科学研究的严谨态度，教师在开展教学并且通过论证方式引导学生的时候，要严格按照设计问题、提出问题、表明观点、产生怀疑、辩驳论证的整体流程进行教学活动的开展，以此来引导学生分析和研究科学家在构建生物膜模型时候逐步衍生出来的各种问题与各种科学观点。

二、 高中生物科学史

在人教版高中生物教材中，有关于生物科学史的内容主要包括了生物膜结构的探索历程、细胞学说的建立过程、酶的本质、基因位于染色体上、光合作用的探究历程、DNA双螺旋结构模型的构建方式以及植物生长素的发现等内容。而在对这些内容的学习与分析中可以得出一个结论，就是生物科学史的发展与过程实际上就是一个不断进行肯定与否定的过程。周而复始，无限循环，经过特定的阶段给出特定的答案，利用局部的研究成果给出全面的论证方式等。通过这样的方式，以求进行不断地质疑、不断地辩驳、不断地论证、不断地精进。由此可见，“SNP”教学模式在高中生物科学史的教学环境中非常适用。

三、 生物膜的流动镶嵌模型论证方法

此环节整体为课堂教学中的案例论证过程，通过教师与学生的对话以及互动方式来展现相关内容，并且会清晰体现出“SNP”教学模式在高中生物科学史教学中的应用方式。

（一） 分析生物膜成分

例如：教师可以提问学生：“一个物体的结构，或者是一种物质，从本质上来分析就是它们所组成的方式以及组成方式的成分和内容是什么？在此基础上，可以对生物膜的结构进行探索，首先要了解的内容就是关于生物膜的组成成分主要有什么？”随后，教师可给学生提供相关参考资料，如：“在19世纪中期到19世纪末期，欧文顿进行过几万次的研究实验，他通过对五百多种植物细胞物质的研究，得出了一个结论为，但凡是溶于脂质的物质，就一定要比不能溶于脂质的物质更先、更容易侵入到生物的细胞中。”此时，教师可以引导学生提出一个基础的理论依据，学生可能会提出假设为：“生物膜的建立，是通过脂质所形成的。”当学生提出假设之后，教师便要按照科学论证的流程进行下一步的教学工作，也就是引导学生对自己所提出的假设进行质疑与辩驳。如教师可以给学生举例为：“参考的材料能不能为该假设提供有力的支撑呢？”此时学生会重点关注教师所提供的参考资料，而且会在资料中发现：首先，在科學家进行实验的过程中发现了细胞膜会溶解在有溶解脂质的溶液中，同时也会分解于蛋白酶中，溶解或者分解之后，都会破坏细胞膜的完整性。其次，学生会结合之前所学内容分析到，在20世纪初期，生物学家把细胞膜从一个哺乳动物的红细胞中提取了出来，通过对其进行分析得出了细胞膜的主要组成成分是蛋白质与脂质物质。在学生通过质疑阶段找到正确答案之后，教师便可以引导学生总结出最终的结论，让学生知道生物膜的主要组成部分就是蛋白质与脂质物质两种成分。

（二） 分析磷脂分子的排布方式

例如：教师可以对学生提出一个基础性问题：“通过之前的论证得出了生物膜的主要组成成分为蛋白质和脂质物质。这些成分是如何组成生物膜的？”教师在提出问题之后，学生自然无法解答，此时需要教师给学生提供相应的参考资料，如：“通过不断地实验与研究表明，生物膜中脂质物质的主要成分为磷脂，而磷脂又是一种由脂肪酸、磷酸以及甘油所组成的分子结构，且磷酸的头部亲水，脂肪酸的末尾疏水。”当学生对参考资料进行分析与研究之后，教师便可以引导学生进行磷脂分子的排布方式探索，并且引导学生建立相关模型，如：“大家可以将磷脂分子在空气中和水界面中的排序方式通过绘图的形式表现出来。”当学生做完表示结构图之后，教师便可以提出关于磷脂分子排布方式的论据：“在1917年，朗姆瓦把磷脂分子在空气中和水界面中进行了单层排序，最终导致了磷脂分子的头部沉入了水面，而末尾却留在了水面之上。”随后，教师再提供论据：“草履虫属于单细胞生物，而通过研究表明，草履虫所生活的环境必须有水，就像是人体内的血细胞一样，若想要生存，就必须要依附于液体的循环，所以可以得出结论为，人体内的血液主要成分是水结构，就算是在血细胞内部，也有85%以上的组成部分为水。”通过教师不断提出的论证依据，此时学生会明白磷脂分子的排布方式以及在水界面与空气中的体现方式，而且还在论证依据中了解到细胞的主要结构成分。随后，教师便可以引导学生提出质疑，如：“如果外界环境不是单纯的空气环境与水界面环境，该如何判定这一研究内容？”此时学生会说：“如果整体环境都为水环境，磷脂分子在排布方式上会有什么不同呢？是不是就不会出现尾部结构了呢？”当学生提出质疑之后，教师务必要帮助学生学习如何构建模型，如教师可引导学生进行相关内容的模型绘制，如在完全是水环境的状态下，磷脂分子的排布方式是怎样的。当学生绘制完成后，教师要适时提出供学生参考的论据，如：“在1925年的时候，荷兰的著名科学家格伦德和哥特，通过丙酮从人体的红细胞膜里提取了部分脂质物质，然后将之在空气中与水界面中进行了単分子层的排布分析，且将之铺展于水界面上，最终得出结果为，単分子层的面积大概是红细胞膜面积的两倍略多。”此时，学生自然会明白如果磷脂分子在水环境下会如何进行排布，从而也可得出最终的论证结果为：磷脂分子的头部冲外部，末尾冲内部，可排布为连续双层。

（三） 分析蛋白质分子的排布和膜流动性

例如：教师可设计问题为：“生物膜的主要成分是蛋白质和磷脂，而现在大家对磷脂分子的排布方式也已经掌握。蛋白质的排布方式是怎样的？”随后，教师可对学生提供相关参考资料：在20世纪50年代，世界上出现了第一台真正意义上的电子显微镜探测仪。且当时的电子显微镜探测原理与如今的显微镜探测原理大致相同，均是通过电子光束的照射，使其在大分子物质上产生黑板与暗影，反之会呈现为明亮现象。随后，罗伯特森在1959年对细胞膜进行了观察与分析，且在观察过程中发现了细胞膜在电子显微镜下呈现出了“暗、明、暗”的三层结构状态，对此，罗伯特森大胆地设计出了生物膜的单位膜模型。学生经过对参考资料的研究与分析之后，会对如何提炼出单位膜模型产生浓厚的学习兴趣，此时教师便可引导学生进行提炼单位膜模型的教学活动，并且提出相应观点，首先，教师要让学生明白，生物膜是由蛋白质、脂质物质、蛋白质三层所构成的，且蛋白质在整体构成成分中属于对称排布的;其次，教师要让学生明白，脂质分子与蛋白质分子在结构中都不是静止的。此时，教师便可对学生进行理论依据上的提供，如：“在构成蛋白质时，氨基酸的侧链基团有的是亲水的，有的是疏水的，还有的在蛋白质的外围都是亲水的，而疏水部分藏在了内部的基团中，还有的是蛋白质外围是疏水的，而亲水部分藏在了基团中。所以由此可以证明，蛋白质是部分亲水，部分疏水的物质。”通过教师的不断引导与带动，此时学生可能会提出疑问为：“那么蛋白质是否是以对称的方式排布在脂质物质的外围呢？”在此，就需要教师帮助学生构建一个模型来体现磷脂双分子层中的蛋白质排布方式。教师提供依据为：因冰冻技术，现科学家可观察细胞膜的详细结构。冰冻技术是通过液氮冷冻之后，利用冷刀切割，通過升温处理使之升华，从而展露出断裂部分的结构状况，再经过处理，方可进行观察。此外，教师还要纠正学生的观点，首先让学生明白，蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层的中间，有的则在表面，有的却跨越整个分子层进行排布。随后可提供依据为：变形虫在进食和运动、洋葱鳞片叶的表皮细胞质壁分离等。此时学生会提出疑问为：“生物膜一定是静止的吗？”根据质疑教师可为学生提供参考依据：在1970年，艾迪登和弗雷德进行了小白鼠细胞与人类细胞的结合实验。并且通过红色荧光物质表示人类细胞的蛋白质分子，通过绿色荧光物质表示小白鼠细胞的蛋白质分子。融合之后，新细胞呈半红半绿状态，在体温状态下，四十分钟之后颜色分布均匀。此时学生会明白，生物膜上的磷脂分子运动方式分为多种，主要有平面侧向运动、轴心围绕旋转、尾部摇摆运动以及双层分子的翻转运动。此时学生的观点会较之前有所不同，经过教师的引导，学生便会明白生物膜上的磷脂分子和蛋白质分子并不是静止的。

最后，教师与学生可同时认可1972年尼克森和桑格所提出的“流动镶嵌模型”这一主张。

四、 总结与反思

1. 教师要严格问题导向，认真梳理课堂问题的脉络，保证清晰明确。

2. 教师要严格论证教学方法，秉承科学态度，严密教学逻辑，端正教学态度。

3. 务必结合提出问题、提出观点、提出质疑、辩驳论证、修正与认可观点的流程开展教学。

参考文献：

[1]黎琼.基于发展科学论证能力的教学活动设计研究[D].桂林：广西师范大学，2019.

[2]梁静华.高中生物论证教学的实践研究[D].桂林：广西师范大学，2018.

[3]陈欣，刘恩山.探索基于论证的探究教学途径[J].生物学通报，2016，51（10）：14-16.

[4]潘瑶珍.科学教育中的论证教学[D].上海：华东师范大学，2013.

作者简介：

卢志薇，福建省建瓯市，福建省建瓯市第二中学。