核心素养导向的生物课堂教学设计

程明　孙小木

生物学学科核心素养是生物学科育人价值的集中体现，是学生通过生物学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。为了让学生获得有效，甚至高效的学习效果，教师在开展教学活动时需要重视对学生进行学科核心素养的培养。下面以人教版教材《必修卜细胞与分子》第三章第一节“细胞膜——系统的边界”的课堂教学为例，谈一谈如何在教学中落实生物学科核心素养的途径。

1 合理寻找熟悉度，让课前预热起来

学生如果缺乏对知识的熟悉度，就会降低主动深入学习的动力。在导入环节，教师首先呈现学校的鸟瞰图，提问：同学们，这张图片的虚线部分代表本文是江苏省中小学教学研究第十二期课题“基于生物学核心素养的科学探究活动策略研究”（课题编号为2017JK12-L035）的研究成果。什么？学生观察后回答是学校的围墙。接着，在教师的引导下，学生迅速说出这也是学校的边界。教师提出问题：自然界中最基本的生命系统是什么？在学生回答出是细胞后，教师呈现动物细胞模式图，追问：“细胞作为最基本的生命系统，它的边界是什么？”这样学生比较容易得出细胞的边界是细胞膜。

设计意图：本节课从学生熟悉的校园鸟瞰图入手，激发学生的学习兴趣;同时，通过呈现学生初中就己经熟悉的动物细胞模式图，增加了学生的熟悉度，便于学生深入学习细胞膜的相关知识。所以，教师合理寻找熟悉度，可以让课前预热起来。

2 “环环”渗透核心素养，让课堂丰满起来

这里的环环指的是课堂教学的不同环节。要想实现全面渗透核心素养，教师就必须精心预设课堂教学的每个环节，熟练掌握和应用教学技能和方法。

2.1 教学环节一：感受细胞膜的存在

教师选择学生感兴趣的、与生活实际联系紧密的实验材料用于科学探究，学生容易获得成功，达到自我实现的满足感。在教学活动中，笔者选择未受精的鸡蛋为实验材料，让学生感受卵细胞膜的存在。

首先，教师提问：“同学们，你们触摸过细胞膜吗，为什么？”学生根据学习经验，得出由于细胞较小，不容易获取细胞膜。接着，教师请学生回忆初中学习的关于卵细胞的相关知识，得出未受精的鸡蛋卵黄即为卵细胞。教师示范蛋清分离器正确使用方法后，学生进行分组实验：学生以小组为单位，六人一大组，两人一小组使用蛋清分离器将卵白和卵黄分开，获取卵黄。将分离出的卵黄分别移入3只洁净的培养皿中，标号A、B、C：用玻璃棒轻轻触碰卵黄表面并观察现象。

设计意图：通过实验，学生从宏观上感受到细胞膜的存在，从而更关注学习过程中的实践经历，激发了对细胞膜微观知识学习的欲望。这也符合教学过程重实践的基本理念。

2.2 教学环节二：理解细胞膜的功能

学生利用获得的细胞膜继续进行实验：用牙签尖端刺破卵黄的细胞膜，观察现象。教师提问：“卵白和卵黄分离后，卵黄在没有刺破的情况下能保持其完整性，这能说明细胞膜具有什么功能？”学生思考后，得出细胞膜功能之一：细胞膜可以将细胞与外界环境分开。接着，学生观察教科书中的插图图3-1，用生物进化观点解释生命起源，认同原始生命向细胞进化所获得的重要形态特征之一是生命物质外面出现了一层膜性结构，即细胞膜。膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，从而保障了细胞内部环境的相对稳定。通过这部分学习，学生可以初步树立进化与适应观的生命观念。

接着，学生继续进行实验：向培养皿A中加入适量的中性红染液，B、C中分别加入等量的红墨水：生物课代表再向每组的培养皿C中再加入某“神秘物质”，染色3min。学生用吸管吸干A、B培养皿中卵黄外的液体，并用蒸馏水冲洗2或3次后用牙签刺破A和B的卵黄膜，比较卵黄的颜色变化。

学生观察和比较实验结果，得出细胞膜功能之二：控制物质进出细胞。接着，教师呈现图片并提问：“用凉水洗红苋菜，水不变红;煮苋菜汤，汤却是红色的。这与细胞膜的功能有何关系？”学生通过思考得出：只有活细胞才能控制物质进出细胞。教师将探究过程融入真实生活，可以激励学生积极探究。最后，在规定的时间内，教师要求学生自主阅读教材，总结细胞膜控制物质进出的特点，画出相关模式图（图1），加深记忆。

接着，教师语言过渡：当今人类社会中，人与人之间的沟通交流显得格外重要，交流方式主要有面对面交流、写信和打固定电话等。在多细胞生物体内，微观世界中的细胞也不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。并呈现下列图片（图2），学生通过类比法可以将图片的左右对号入座并能说出类比的依据。

设计意图：教师通过引导学生将所熟悉的日常生活中的交流方式去类比细胞间抽象的交流方式，使学生进一步得出細胞膜的功能之三：进行细胞间的信息交流。教师采用类比方法进行教学，化陌生为熟悉，使学生更轻松地理解与记忆原本抽象复杂的生物知识，也帮助学生展开想象的翅膀，拓展思维空间。

2.3 教学环节三：概述细胞膜的成分

教材中关于细胞膜成分的教学，是直接给出了科学家通过上万次的实验而得出的结论。笔者尝试通过学生实验和相关资料分析，让学生概述出细胞膜的成分，从而激发了学生学习的兴趣。

首先，学生观察并描述培养皿C中细胞的形态变化的情况。学生通过观察和分析得出：培养皿C中的细胞破裂的原因与课代表加入的物质有关。接着，课代表出示所加的物质（嫩肉粉），并向学生说明嫩肉粉的主要成分是木瓜蛋白酶。教师顺势提问：这说明细胞膜中含有什么成分？学生经过讨论，结合初中学习过的唾液淀粉酶等知识，得出：细胞膜含有蛋白质。

接着，教师出示资料1：19世纪末，欧文顿选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜;反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。这说明细胞膜中含有什么成分？学生通过资料分析得出：细胞膜含有脂质。

然后，出示人体不同细胞的细胞膜成分表（表1），并提问：分析表格内容，从中可以提炼出哪些信息？

学生通过资料分析得出如下结论：

①细胞膜中确实存在蛋白质和脂质，同时细胞膜中还含有糖类;

②细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质。教师引导学生分析不同膜的功能复杂程度，让学生明白：细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和含量越多。并呈现教材封面上的细胞流动镶嵌模型，联系细胞膜的功能，让学生感悟到结构与功能观这一生命观念。

最后，让学生阅读课本第41页的小字“与生活的联系”及旁栏“肿瘤医院检验报告单”，提问：你能得出什么结论？学生通过数据分析，小组交流，得出：癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。教师再结合身边关于癌症的实例，让学生感受癌症患者的痛苦以及应该从小事做起为癌症患者做些力所能及的事情，来提高学生的社会责任教育。

2.4 教学环节四：阐明细胞壁的成分和功能

教师引导学生思考：细胞壁的成分有哪些，为什么细胞壁不是植物细胞的边界？用纤维素酶或果胶酶处理植物细胞，植物细胞的细胞壁消失，无细胞壁的植物细胞在清水中会吸水涨破。细胞壁是由什么物质组成的，其功能是什么？学生分析后，可以得出：植物细胞壁中含有纤维素和果胶。

接着，教师呈现资料：“细胞壁没有生物活性，它对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它并不能保证细胞内部系统的稳定，所以说细胞壁不能称之为植物细胞的边界”。

学生通过对资料的分析，得出植物细胞的边界也是细胞膜。然后，教师通过一些实例，让学生再次体会到“结构与功能观”这一生命观念。

3 巧妙回归书本实验，让课后行动起来

人教版教材在本节内容中安排了“体验制备细胞膜的方法”的实验。通过这个实验，学生虽然无法从宏观上感受细胞膜的存在，但可以培养科学思维。因此，笔者布置学生在课后阅读课本40-41页，阐明选择红细胞的理由及处理方法。通过这样的安排，学生了解了科学的过程及结论，不仅学习了科学知识，还能提高能力，培养爱科学的情感和科学的世界观，学会运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力，提高了科学思维的能力。同时，通过小组合作，锻炼了学生大胆交流、表达的能力，又强化了学生的合作意识与团队精神。

本节课以学生熟悉的学校围墙切入，从感受细胞膜存在的小实验出发，运用实验探究、资料分析、类比等教学手段，使学生直观地概括和理解细胞膜的成分和功能，认同细胞膜作为系统边界对于细胞这个生命系统的重要意义。整個教学过程充分体现新课程生物学学科核心素养，即生命观念、科学思维、科学探究及社会责。