以“物质跨膜运输的方式”为例对高中生物新教材的分析与思考
钟石娣
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钟石娣,. 以“物质跨膜运输的方式”为例对高中生物新教材的分析与思考[J]. 生物学报,2021.9. DOI:10.12721/ccn.2021.157090.
摘要:
高中生物教学实施对学生的发展具有非常积极的意义,如何带领学生深入探究生物知识并激发学生的学习欲望与学习兴趣是教师关注的重点。但是新教材相对于旧教材在知识框架上进行了较大的改动,而由于部分教师对实验教学感到无从下手和无所适从,导致学生的实验学习水平不甚理想。因此,基于高中生物新教材的分析研究,只有改变教学模式进行创新实验教学,转变教学思维和教学方式,打造出高效的生物课堂,从而有效提升学生的科学素养。才能为学生设计了符合他们学习需求与探索欲望的教学情境,有助于学生知识学习效率的提升。
本文以高中生物新教材“物质跨膜运输的方式”为例,分析在高中生物教材改革的背景下教师如何针对新教材开展新型的教学策略。 
关键词: 物质跨膜运输的方式高中生物新教材分析与思考 
DOI:10.12721/ccn.2021.157090
基金资助:

引言
随着高中生物新教材的投入使用教学中,许多知识的教授方式需要根据课本内容和学生做出相应的改变,而在细胞这一大章节中,物质的跨膜转运对细胞的存活和生长非常重要。物质通过细胞膜的转运主要有三种方式:被动转运、主动转运、胞吞与胞吐。本文主要探讨了高中生物新教材中对于物质跨膜运输的关系这一章节的教学方法,为一线教师课堂教学提供参考。 

一、教材分析及设计思路

“物质跨膜运输方式”是第四章第三节的重要内容,学生在完成生物膜结构特征和功能这两节内容后开始学习本节知识,本节着重在现有知识的基础上探讨细胞膜控制的物质进入和吐出具体方法以及原理。

二、“物质跨膜运输的方式”内容对比分析

新旧两版教材对跨膜运输概念的不同理解是争议出现的根本原因。一种理解认为:跨膜运输是指进出细胞的物质穿过膜从膜的一侧到另一侧的过程,即穿膜运输。胞吞与胞吐转运的物质进出细胞并没有穿过细胞膜,因此胞吞与胞吐不属于物质的跨膜运输。由于胞吞与胞吐在转运物质过程中,将物质包裹在脂双层膜包被的囊泡中,所以将胞吞与胞吐称为膜泡运输。另一种理解是,凡是物质在细胞膜的参与下进出细胞的过程均为跨膜运输,胞吞与胞吐也属于跨膜运输。

另外,从物质跨膜运输的方式知识的呈现方式来看,旧版教材在主动运输之后,以详细的方式介绍了物质跨膜运输的方式,供学生一般了解或选学。新版教材中,物质跨膜运输的方式在主动运输之后的章节里,该章节属于供学生课外阅读。从这两个版本教材的设计可以看出,物质跨膜运输的方式是本节课的拓展内容,旨在开阔学生的视野,提高学生的生物学素养。因此,课程标准(实验版)仅要求说明物质进出细胞的方式,没有出现“跨膜运输”这种说法,也没有对物质进出细胞的方式展开说明,所以教材对于该部分知识有较大的处理空间。 

三、以“物质跨膜运输的方式”为例教学策略 

目前对于新教材中物质的跨膜运输方式这一章节发生了改变,生物教师应密切关注新课标和新教材的这一改变,及时更新原有观念,以新课标指导课堂教学,让课堂教学紧跟时代步伐。同时,相关的教学方法也要及时更新,以适应教学需要。

(一)联系知识前后逻辑顺序 
以“物质跨膜运输”举例,“细胞的物质输入与输出”包含“物质跨膜运输时实例”以及“细胞吸水以及失水”这两部分的内容。教师在讲解“物质跨膜运输”之前可以通过提问的方式引导学生回顾上节课所学习“细胞的物质输入与输出”通过这样的联系,学生能够自主地推导之间的关系,所学的知识点也就更加牢固。在了解学生掌握生物和细胞结构或功能的基础上,为下一节课程内容奠定了基础。因此,在教学过程中,教师应不断引导学生复习以前的知识,建立不同知识点之间的关系,创建完整的知识网络。

例如,在书中“细胞膜”这一章的内容中,对细胞膜相关的问题得到了更深入的处理。书中遵循提取和鉴定细胞膜成分的认知过程进行编写。举例说明了细胞膜具有选择性通透性,并利用电镜实验提出了“流动镶嵌模型”的细胞结构,回答了细胞膜的具体结构和特性以及根据这些可以使其选择物质的问题,从而自然过渡到本节知识点。通过总结本届学习内容可以得知,有必要非常透彻地掌握教科书的内容,澄清知识点的逻辑顺序,并相应地调整教学内容顺序。

(二)利用思维导图提高课堂有效性

在开展高中生物教学活动前,教师需要结合本节课的内容,进行必要的设计和规划,这样才能够确保正式教学的有效性。对此,教师就可以将课前预习与思维导图有机融合起来,提高预习教学的实效,为后续教学做好铺垫。还是以“物质跨膜运输的方式”举例在教授这部分知识内容的时候,教师可以为学生设置了以下任务,有效避免学生出现不知从何预习的问题,并提高学生的积极性,让学生有针对性、有目的地展开预习。具体如下:①通读全文。对本章节的知识有一个初步的了解;②细读全文。借助一些辅助资料、信息,对本章节的内容,如概念、原理以及关键词进行思考、解读,并且寻找这些知识之间的内在联系;③分类,将以上提到的关键词进行划分,以中心词汇、一级主题以及二级主题等形式呈现。如本节课的中心词汇是“物质跨膜转运方式”,一级主题是“细胞营养物质”的概念、特点、意义以及实质,二级主题为“物质跨膜运输的方式”的概念、特点、意义以及实质的具体内容,换言之就是一级主题的细分。④绘制思维导图。准备一张纸,在纸的中央写上中心词汇,将其作为入手点,按照一级主题的数量绘制出对应的分支,各个分支继续绘制,在不同的分支连接一个关键词。需要注意的是,不同的分支尽可能采用不同的色彩,并保证线条的自然、弯曲,这样则能够更好地区分,为后续听讲提供极大便利。当绘制完预习思维导图后,则进入课堂教学环节。在这个过程中,学生需要结合教师的讲解对思维导图进行相应的调整和补充,标注出本节课的重点和难点,并将绘制有误的地方批注出来,以便于课后修改。除此以外,教师还需要检验学生的学习成果,并根据实际情况予以点评、指导,让学生及时发现个人的长处和不足。这样,学生就可以对前后的思维导图进行比对、分析,从而进一步健全自己的生物知识架构,加深自己对生物知识的理解和把握。

(三)创新问题设计,利用实验筑牢基础 
生物知识是庞大且复杂的,与传统的人文学科不同的是,生物教学必须配以问题设计和动手实验才能掌握知识原理和思维框架。在新教材的要求下,教师要学会利用学生们的好奇心积极设计与众不同的问题项目,并引导学生们独立思考,必要时可以通过实验的方式帮助学生们自己寻找问题的答案,才能在总体上提高学生们的思维反应能力。高中生物的课堂教学离不开问题的创设问题和实验设计思考。理论联系实际是教育过程中不可缺少关键环节,只有学会将课本中学来的知识与实际生活相互融会贯通,才能做到“从实践中来,到实践中去”,培养学生们对待科学的严谨态度和未来工作学习的务实心理。

例如,教师展示了脂质双层膜对不同分子的通透性示意图,询问哪些分子可以通过脂质双层膜,哪些分子不能通过,以及如何验证该假设。学生通过分析得出:O2、甘油、CO2能通过脂双层膜,葡萄糖、水合离子不能通过,与假说一致;然而只有水分子可以通过脂质双层,其余的可能需要膜上蛋白质的帮助。这时候教师可以询问如何验证这一观点。并给出讨论时间。经过讨论,学生们提议根据“加法原理”再做一组实验,脂质双层中添加蛋白质。如果水分子的渗透性增加,则表明其跨膜转运需要蛋白质的帮助。以所提供的材料为基础,推断物质跨膜转运的模式,培养学生基于生物事实演绎和推理的科学思维。

(四)增加师生互动,提升学生的自主学习能力

师生关系的建立是提高课堂教学有效性的前提。通过师生之间的交流与互动,可以缩短师生之间的距离感。这样在课堂教学的发展中,教师和学生处于同一个地位。在这种教学氛围下学生可以通过渗透新的学习理念更有效地发挥自己的主体地位,促进学生真正占据课堂的主体地位,从而构建高效的生物课堂。

而在教学实践中,教师通过教学目标与学生的认知水平为其提供更多地实践契机,帮助学生强化对基础知识的理解。例如教师可以在课堂上设置话题,引发兴趣,激发学生的探究心理。高中生没有丰富的科研经历阅历,对于生物中所讲解的一些知识,所体现的一些原理并没有太实质性的了解。比如高中生物中关于人体内的细胞生活环境,这方面的知识对于大部分学生来说都是一个盲点。虽然在初中生物中也会接触一些这方面的知识,但这种认知太过于浅显,对细胞学这整个大学科来讲是微不足道的一点。在深入学习细胞生活环境及其相关内容的时候,教师可以通过设置话题来引发学生的探究兴趣,激发学生的探究心理。比如,教师可以问大家一个问题:“请大家想一下,人体内的细胞有多少个?假如我们划分出100km2的森林,那么这座森林里拥有的树叶量会比一个人体内的细胞量更多么?”又或者,教师可以问学生“细胞是怎么维持自己的生命力的呢?”带着这样一些学生平时不太会想到的问题去开启接下来的课程,让学生了解细胞的结构、构成及其内环境、外环境等相关概念;或者鼓励学生通过手机去查询相关的资料,寻找答案。这样的授课方式既可以激发学生的兴趣,又能够把课堂上死板的知识变得灵活起来,对于加深学生对知识点的理解等等也是很有帮助的。 

四、结语 
综上所述,基于未来教育发展的大趋势,教材改革一旦开始就不会停滞不前,在这种背景下,就需要教师们在不断提升自身的综合知识水平,同时学会教学反思与方法革新,在新课改的理念下深入钻研教材,在理论与实际中寻找连接点,通过精心设计的高水平问题来引导学生们组织知识结构,培养高中生们对生物知识的整体建构,进而提高他们的整体学习素质。 
参考文献 

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