高中生物学专题复习课中学生核心素养的培养途径——以“生物膜系统的结构和功能”复习为例

尹利军 张 瑜 翁 妍

(河北省迁安市第一中学西校区 迁安 064404)

教学实践中，笔者尝试在高三专题复习课中以问题为引导，拓展学生思维，有针对性地培养学生核心素养的几个维度。本文以“生物膜系统的结构和功能”复习为例加以总结分析，供教学参考。

1 通过构建概念图进行重要概念比较，建构生命观念

生物学核心概念对学生掌握基础知识具有引领作用，在课堂教学中，教师要帮助学生正确理解生物学重要概念，一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑；另一方面，教师组织的教学活动应克服让学生停留在记住一些零散的生物学事实的层面上，要通过对事实的抽象和概括，帮助学生建立生物学概念，并以此来建构合理的知识框架，为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。

在高考命题中，生命观念考查主要是通过对生物核心概念的理解、迁移和运用能力等方面进行[1]。在“生物膜系统的结构和功能”复习中，为落实教学目标，使学生能建构生物体结构与功能统一的生命观念，教师设计以概念为中心的系列问题串： ①生物膜系统的概念是什么，它包含的结构有哪些？②细胞膜的结构特点有什么，这种结构与细胞膜的功能关系是怎样的？③从膜结构的有、无角度对细胞器进行分类，并回想它们的功能是什么？④与能量代谢有关的细胞器、与细胞增殖有关的细胞器、与抗体合成有关的细胞器、含核酸的细胞器(能发生碱基互补配对)，及与物质跨膜运输有关的细胞器有哪些？⑤比较叶绿体和线粒体的异同点，说明其适应功能的结构特点。让学生在问题串的引导下，利用学案自主构建概念图(图1)，并通过小组说图形式，引导学生从生物学核心概念到一般概念的知识梳理，并根据概念图强化学生对知识的理解，强调学生易混易错的知识。通过概念比较，让学生在理解知识基础上辨别概念，记忆知识，并通过典例分析与应用，提升学生的解题能力。

图1 生物膜系统组成及各结构功能概念图

例题(2018年全国Ⅰ卷1题)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是(D)

A. 叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶

B. 溶酶体膜破裂后释放出的酶会造成细胞结构的破坏

C. 细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道

D. 线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶

例题以生命观念中的结构与功能观、物质与能量观为命题依据，考查生物膜系统的结构和功能。学生利用课堂中构建的概念模型，用生物学的生命观念为主要推断依据，利用比较和综合的方法进行选项分析，可发现D选项中“线粒体DNA位于线粒体外膜上”应为线粒体DNA位于线粒体基质中,这样在建构生命观念基础上，提升自己的分析问题和解决问题能力。

2 通过归纳和概括、分析与综合和建立模型等方式运用知识，培养学生的科学思维

在复习生物膜系统的结构和功能中，为了让学生充分理解、熟知生物膜系统中各组分的功能，在学生熟知生物膜系统各结构特点的基础上，首先让学生根据人教版高中生物必修1第49页图示和文字提示，自主构建图2所示的生物膜系统结构间的联系模型，理解细胞内各种结构间的协调关系。

由于高三学生已经具备了细胞膜等生物膜结构和功能知识，具备了一定的归纳、概括和综合分析能力，学生能根据教师提供的相应素材，自己构建知识网络，利用科学思维方法，形成细胞结构和功能相适应、物质与能量观的生命观念。在本节复习中，教师设计问题导向的教学活动： ①根据教材分泌蛋白合成和分泌过程图，绘出分泌蛋白合成和分泌过程流程图；②根据提供的细胞各结构间功能联系(图3左上)，补充绘制的流程图，重点区分不同类型的核糖体合成蛋白质的去向；③根据分子的大小，说出细胞膜进行控制物质运输功能中的物质跨膜运输方式和特点。让学生自主构建概念模型图，并通过学习小组研究讨论，师生共同构建如图3所示的概念模型。

在整个教学环节中，始终发挥学生的主体地位，让学生在自主—探究活动中掌握知识，强化学生对知识的归纳和概括能力，在分析与综合、归纳和概括知识及建立模型过程中逐渐形成知识逻辑，发展学生的科学思维能力[2]。

图3 生物膜系统各结构间功能联系的概念模型

3 在探究活动中培养学生的科学思维和科学探究能力

生物学是一门以实验为基础的自然科学，《普通高等学校招生全国统一考试生物大纲(2018年)》考核目标与要求中关于实验与探究能力，与新课标中科学探究的要求(能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力)一致。新课标认为，以探究为特点的课堂教学会直接影响核心素养中“科学思维”“科学探究”的落实，也会间接影响另外两个核心素养的达成。因此，在课堂教学中教师应该设计合理的情境，提供更多的机会，让学生对生物学现象或问题进行探究，培养学生科学思维和科学探究能力[3]。在复习生物膜系统结构和功能中，为了提升学生科学探究能力，教师依据教学内容和学生实际设计如下探究问题： ①探究细胞膜的主要成分；②探究细胞膜物质跨膜运输方式及特点；③探究细胞膜是否为选择透过性膜；④分泌蛋白合成和分泌过程探究。要求学生根据题目，自选材料和用具进行相关探究方向的设计思路的梳理。根据课堂情况最终总结学生的探究活动思路(表1)，如果条件允许，还可通过学习小组进行相关探究活动。

表1 生物膜系统结构与功能探究实验设计思路

4 利用学习与生物膜相关的生物科技热点问题，培养学生社会责任

在本节复习中，教师在课堂激趣导入环节中，引导学生回顾有关细胞生物膜系统的科研成果及在生产生活中的应用实例，学生积极思考，举出如农业上培养抗寒和抗旱的农作物知识、解决我国淡水资源短缺的海水淡化问题、世界医疗难题“尿毒症病因与治疗”和“糖尿病介绍与胰岛素治疗原理”(图4、5)等，教师依据这些素材设计相应的问题： 尿毒症患者透析原理运用了高中生物学的什么知识？据图分析胰岛素作用原理是什么？如何治疗不同类型糖尿病？让学生根据鲜活的素材或实例分析推理、迁移生物学知识，解决这些与民生相关的生物学知识和问题，提升对知识运用能力。

同时利用所学知识在家庭和社会上宣传健康的生活方式和习惯，树立关爱生命的意识。

图4 血液透析过程图示

图5 胰岛素调节血糖机制图示