利用生物兴趣小组活动落实生物核心素养中的“科学探究”

摘要：本文通过生物兴趣小组活动引导学生建立生物膜的物理模型，该活动中教师仅作为一个引导者，通过设置问题情境引出所要探究的问题，模型方案的设计和完善是学生交流、合作完成的，模型的建立是学生积极参与合作动手动脑完成的。通过本次生物兴趣探究活动，重点提升了学生生物核心素养中的科学探究能力。

关键词：高中生物;核心素养;科学探究

学生核心素养的培养是一个复杂而漫长的过程，由于生物课堂时间有限，生物教师很难通过课堂开展丰富多样的生物实验探究活动。因此，仅依靠课堂教学显然不能全面落实生物学科核心素养，尤其是生物学科核心素养中的“科学探究”这一素养。为全面落实学生生物核心素养，开展丰富多彩的生物课外兴趣小组活动就显得尤为重要。

“科学探究”是生物核心素养的重要组成之一，也生物教学的组成部分“。生物膜模型”是人教版高中生物必修①《分子与细胞》第四章第2节“生物膜的流动镶嵌模型”设置的一个课外制作-“利用废旧物品制作生物膜模型”。针对本节课时有限，很难落实生物核心素养中的“科学探究”。为此，我开展与课堂教学同步，以实践活动为主的生物兴趣活动“生物膜模型构建”来落实生物核心素养中的“科学探究”。

1     创设问题情，引入生物膜

同学们还记生物膜的基本组成成分有哪些膜？生物膜的基本支架是什么？蛋白质在生物膜生是怎样分布的？如何区分生物膜的内侧与外侧？通过上述设置的问题情境完成对学生“生物膜流动镶嵌模型”基本内容的复习，让学生对生物膜的结构特点有清晰的认识，为下面设计生物膜模型做铺垫。

2     明确任务，进行探究

2.1  分组

参加本次兴趣活动的有高一4班、12班和21班三个班共计54位学生，将学生分成9组，每组6人。

2.2  实验设计与实施

实施活动的活动前预先给每组发一张活动报告表，学生根据表内容通过小组合作、交流、讨论完成生物膜物理模型实验设计和制作，在这个过程中，针对学生的问题我只进行适当的引导和启发。

学生完成作品后，请每组的代表成员向大家进行展示本组的作品，并讲解模型的设计理念。

2.2.1      学生设计的生物膜模型制作方案

步骤1：用乒乓球作为磷脂分子的头部，铁丝穿两次过乒乓球，作为尾部，排列在一个水平面上，这就做好了“磷脂单分层”。用同样方法再做一个“磷脂单分子层”，这样就做好了“磷脂双分子层”。

步骤2：将两个“磷脂单分子层”固定在硬纸板上，构成膜的基本骨架-“磷脂双分子层”。再用橡皮泥加工成需要的“蛋白质”形状。一些“蛋白质”漂浮在膜的两测，一些“嵌入”膜中，还有一些“贯穿”整个膜。步骤3：用橡皮泥再制造多个“糖蛋白”，用铁丝穿起来，固定在膜的一侧，作为膜的外侧。

2.2.2      学生确定使用材料用具

乒乓球、小刀、纸板、铁丝、橡皮泥等。

2.2.3      学生通过讨论，优化设计方案，并确定合作分工

优化：小组反复谈论认为步骤2中将两个“磷脂单分子层”固定在硬纸板上，影响膜的科学性和美观度，决定用一根很长的铁丝直接连接成“磷脂双分子层”。

分工：小组成员分为三组分工，三个同学制作磷脂分子，两个同学制作蛋白质和糖蛋白，还一个同学负责组装。

2.2.4      学生合作动手制作模型

按照小组讨论优化后的方案分工制作模型。

2.2.5      对照方案，修补缺陷

为使得模型兼具有科学性、实用性、美观性，创意性和环保性，小组成员对完成的模型的磷脂分子、蛋白质和糖蛋白的分布、用料等进行多次调整，结果如下图3-1。

3     评价与反思

“科学探究”主要注重的是学生的实践过程，也就是高度关注学生学习过程中的实践，强调学生学习过程是主动参与的过程。因此，为了全面落实生物学科核心素养培养，开展与课堂教学同步，以实践活动为主的生物兴趣活动非常有必要。本次生物兴趣小组活动——“生物膜模型构建”就很好落实生物核心素养中的“科学探究”。该活动中教师仅作为一个引导者，通过设置问题情境引出所要探究的问题，模型方案的设计和完善是学生交流、合作完成的，模型的建立是学生积极参与合作动手动脑完成的，整个活动过程中遇到的各种困难都是小组共同集思广益解决的。在模型的建立过程中，有些小组先是制作磷脂单分子层，发现固定在泡沫盒纸板上的模型，既不科学，也不美观。他们又改用贯穿膜的“蛋白质”来帮助固定“磷脂双分子层”，穿铁丝的时候把它们连同上下层磷脂单分子一同穿上，这样模型既科学又美观。但是问题又来了，用贯穿膜的“蛋白质”来帮助固定“磷脂双分子层”模型很不稳定，容易散架。活动中发现在探究过程学生在不断发现问题，不断解决问题，再不断的总结和创新，使得模型更具有科学性、实用性和美观性。由此可见，通过本次生物興趣探究活动，加深了学生对生物膜结构的理解，提升了学生应用知识的能量，培养了学生创新精神，进而使学生能用生物学的观点、知识、思路和方法，探究和解决现实生活中的生物学问题。

本次生物兴趣小组学生制作的生物膜模型也是对教材“利用废物制作生物膜模型”实验的一次改进，教材上的模型只考虑膜的基本支架-“磷脂双分子层”和蛋白质的分布，缺少“糖蛋白”分布，不能区别膜的内外两侧。改进后的生物膜可以通过“糖蛋白”区分膜两侧，更具科学性。此外，该模型还可以供教师当教具使用，用于课堂帮助学生更好的理解生物膜的结构与功能相适应的特点。当然该模型也有不足，如不能动，因此，学生还要改进的空间。

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）[M].北京：人民教育出版社，2018.

作者简介

谢光兵（1988.06—），男，研究生，高中生物教师，中二。