高中生生物结构与功能观的培养-以《细胞器-系统内的分工合作》设计为例

高中生生物结构与功能观的培养 -以《细胞器 -系统内的分工合作》设计为例

李静

厦门海沧实验中学

摘要：《普通高中生物学课程标准2017年》的基本理念提出以核心素养为宗旨，体现生物课程的学科特点和育人价值。高中生物核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。生命观念中包含结构与功能观等，本文以《细胞器-系统内的分工合作》教学设计为例，探讨如何在教学之中培养高中生生物结构与功能观。

关键词：高中生物 核心素养 结构与功能观

《普通高中生物学课程标准2017年》中明确了高中生物核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。其中“生命观念”包括了结构与功能观。结构与功能观是指一定的结构必然有与之相对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成。无论分子、细胞，还是个体、生态系统，构成生命体的各个层次无不体现出“结构与功能”的统一性。^1li如何在课堂教学中落实结构与功能观？立足学生已知，通过观察、概念模型构建等互动，由宏观到微观，突出“结构与功能相适应”的观点，指导学生运用此生命观念形成重要概念，有利于学生掌握科学探究方法，以此类推实现抽象概念的具体化获得，以《细胞器-系统内的分工合作》教学设计为例。

1. 聚焦核心素养，转变教学目标

教学目标是课堂教学的起点和归宿，是教学的灵魂，指导着整个教学过程和教学评价，在教学活动中有很重要的作用。核心素养的提出促使教学目标由三维目标转向核心素养，内容要聚焦大概念，精简内容、突出重点，确保学生有相对充裕的时间主动学习，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科核心素养。《细胞器-系统内的分工合作》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第三章“细胞的基本结构”第二节内容，该节内容是学生学习了构成细胞的元素和化合物、细胞膜后的内容，而下一节是细胞核的学习。通过该节的学习，学生若形成“结构与功能观”，则有关类似的生命观念章节学生可以以此类推，形成核心素养，故本节有承上启下的作用，而且是形成“结构与功能观”的良好“载体”，笔者认为应该以概念的形成作为教学目标，通过观察与分析，归纳与概括“阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量和信息转换等生命活动”“举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项功能”，从而形成“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”的基本概念。学生不仅要说出结构与功能观在细胞结构中的体现，同时还要举例阐明结构与功能是如何相互依存的。

2．基于学生学情，深化教学策略

2.1创设真实情境，通过类比-推理法认识细胞内各个“车间”及其分工。

高中生由于缺乏生活经验，对工厂的车间和部门不熟悉，若是以课本中问题探讨“忙碌的车间”为例，恐怕难以达到较好的效果。基于学生长期在学校学习和生活的经历，可将构成学校的功能室“德育室”“教研室”“教务室”“办公室”“心理辅导室”等让学生说出各功能室的组成与功能，从而类比细胞中的结构与功能，让学生初步形成细胞中结构与功能相适应的观点。

2.2提前实验和使用多媒体，利用观察、动画、图解直观教学，感悟细胞的结构和功能。

细胞中的细胞器属于亚显微结构，学生在生活中接触较少，难以有直观的感受，可将“用高倍显微镜观察细胞结构”的课本实验提前在实验室中进行，学生在获得细胞器真实存在于细胞中，并具有一定的形态结构的“具身体验”后，再结合多媒体播放细胞器的具体结构和分泌蛋白合成的动画过程，充分调动学生多种感官，思考分泌蛋白合成和运输的过程中各细胞器的结构与其行使的功能之间的联系。

3．项目化教学，建构结构与功能观概念模型

概念是一种思维形式，是反应客观事物一般本质特征的。我们在认识事物和学习知识的过程中，把所感觉和学习到的事物或知识的共同特点抽象出来，加以概括，就形成了概念。²本节内容涉及很多概念，如“阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量和信息转换等生命活动”等概念，如何让学生建构概念？笔者认为可以通过以下方法，达到教学目标。

3.1指向“阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量和信息转换等生命活动”教学目标

创设情境，进行项目化学习。从资料分析-观察后问题驱动-让学生感知事实-引导归纳、概括，形成科学概念。以分泌蛋白的合成与运输为例，先让学生阅读课本资料分析，提出问题“分泌蛋白的合成涉及哪些细胞器？”，利用多媒体动画展示豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的动画过程，引导学生进一步写出涉及的细胞器各自的结构与功能，从而通过具体事例体会细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量和信息转换等生命活动。

3.2指向 “举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项功能”教学目标

问题串驱动，“分泌蛋白的合成可以单独依赖一种细胞器吗？”，“分泌蛋白可以直接从内质网中合成吗？”“阐述分泌蛋白合成过程中各细胞器之间的联系？”学生通过一系列问题驱动，最后可以形成以下概念模型，从而完成分泌蛋白合成的概念模型构建，并且明白细胞中各部分是相互联系并协调统一，共同执行细胞的功能。

细胞器 结构 功能

核糖体 无膜，大小亚基结合mRNA 合成多肽链

附着于核糖体

内质网 膜连接的网状结构 合成和加工蛋白质

可形成囊泡

高尔基体 单位膜构成的囊状结构 加工、分类和包装蛋白质

可形成囊泡

线粒体 双层膜，内膜折叠成嵴 提供能量

含多种呼吸酶

3.3指向形成“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”基本概念

学生形成以上概念模型后，设置问题串，驱动思考，引发认知冲突，从而形成新的概念。如问题“若缺乏线粒体提供能量，分泌蛋白可以合成吗？”“使用一种化学抑制剂，抑制内质网或者高尔基体的功能，可以合成分泌蛋白吗？”“其他细胞器如液泡等可以替代模型中的某种细胞器的功能吗？”“内质网和高尔基体都可以加工蛋白质，是否可以不通过其中一个细胞器，就可以得到有功能的蛋白质？”学生通过回答问题，深刻意识到“分泌蛋白合成过程中每个细胞器发挥独立的功能时又相互依存，不可替代，共同完成分泌蛋白的功能”，同时在课堂观察中，可以通过学生对问题的反馈，及时调整问题的难度值，适当补充相关真实实验与数据，充分科学地论证该基本概念。

结语

综上所述，《细胞器-系统内的分工合作》是落实生命观念中的结构与功能观较好的载体，如何在设计课程的过程中聚焦核心素养，提升学生的关键能力是新课程实施的过程中需要长期思考与反复实践的问题。笔者依据《普通高中生物学课程标准2017年》仅从以上三个方面提出个人的教学设计，以期达到抛转引玉的作用。

参考文献

1.唐庆园.例析高中生物中的“结构与功能观”[J].中学生物学，2016,32(06):3-4

2.柳莹莹.浅谈高中生物教材中概念的形成、判断与推理[J].魅力中国,2010,5:94-95

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