基于大概念发展学科核心素养——以“细胞膜的结构和功能”一轮复习为例

四川师范大学附属中学 勾国宇

一、背景

本节课程基于成都市“基于大概念发展学科核心素养”的课题，以大概念为指导，结合单元内容，确定核心问题和子问题群，在解决问题的同时梳理次位概念，进而上升至重要概念，体现大概念“细胞是生物体结构和生命活动的基本单位”。教师可以利用问题情境，结合物理模型和概念模型的构建，活用多媒体技术，帮助学生自行构建知识框架，并学会迁移至新的问题情境，实现活学活用。

二、课例

（一）设计思路

1．以大概念为核心，利用子问题群串连课堂

大概念：细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。

重要概念：细胞各部分既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动。

次位概念：细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。

2．立足教材，紧扣生活，培养生物学科核心素养

详细阐述细胞膜的结构和功能，形成结构与功能相适应的生命观念。通过流动镶嵌模型、结构与功能关系的概念模型构建，培养模型与建构、归纳与概括、交流与讨论的能力。通过流动镶嵌模型建立过程的梳理，培养批判性思维。结合本节内容，对实际问题做出理性分析和判断，关注生物学技术在生产生活中的应用，如人工透析、污水净化和海水淡化等，树立生态保护意识，主动参与环境保护。

3．尊重学生基础，关注学生，以学定教

通过对必修一《分子与细胞》的整体学习，学生已初步树立结构和功能相适应的生命观念，高中二年级学生已具备较强的归纳与概括、交流与讨论和模型建构的能力，在教师的引导下能对问题进行自主分析，得出科学的结论。

以高中生物必修一第二单元《细胞的基本结构》为例，包括“流动镶嵌模型”“细胞膜的结构与功能”等知识点，建立在前一部分“组成细胞的分子”的基础之上，又为后续复习“物质的跨膜运输”及“细胞的生命活动”铺垫了必要基础，同时又让学生更好地感受科学探究历程，培养学生生物科学素养。

4．活用教学技术和方法，提高课堂效率

任务驱动法：将大概念转化为核心问题，再分解成若干子问题群，以问题串连课堂，在解决问题的同时梳理知识脉络，形成知识框架体系。

直观演示法：设立若干问题情境，用直观的视频和图片穿插其中，利用希沃上课助手投屏展示细胞膜的自制物理模型，将微观的结构呈现在学生眼前；用拍照上传的方式展示学生构建的概念模型，学生自主讲解完善，提高课堂的生成性。

讨论法：在建立结构与功能关系的概念模型时，教师指导学生以小组为单位，围绕核心问题进行讨论和交流，再在教师的引导下进行完善，突破难点，培养科学的思维模式。

（二）教学过程

1．创设情境，导入新课

播放视频：血液透析的三维动画演示，引发学生思考。引导学生说出半透膜。引出复习内容：细胞膜的结构和功能。

2．问题引导，展开新课

教师可通过问题的引导，帮助学生归纳细胞间信息传递的三种类型，并由教师补充细节。

3．知识反推，延伸新课

由教师引导学生建立糖蛋白和糖脂的模型并引发学生思考：

磷脂为什么是双分子层，为什么磷脂分子的亲水头部朝向膜内和膜外，疏水尾部夹在中间？

由学生通过人鼠细胞融合实验，明确细胞膜具有一定的流动性的内涵。

4．模型建构，归纳总结

最后教师通过对以上概念模型的梳理，使学生明白了“结构和功能相适应”这一生物学事实，这也是细胞作为生物体结构和生命活动的基本单位的前提条件。接着，教师还可以引导学生分享半透膜在生活中的应用实例，如透析疗法、污水处理、海水淡化。

其中，污水处理、海水淡化和生态环境息息相关，可以净化城市污水、将海水转化为淡水，供应我国西北地区，缓解淡水资源压力。但是对保护生态环境，人们不能仅仅依赖于科学技术，主动保护、从我做起的意识更加重要。习近平总书记指出：宁要绿水青山，不要金山银山，绿水青山就是金山银山。就是强调了保护生态环境的重要性。

随堂小练习。

三、评析

本节内容是“大概念”教学的落实，将大概念转化为核心问题，再分解成若干子问题群，以问题串连课堂，以教材为本，立足学生基础，紧密联系生活，培养学生的生物学学科核心素养，以多媒体技术为载体，提高课堂教学效率。

（一）教学思路

本节内容的设计思路来源于《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《生物学课程标准》），旨在落实学科核心素养。而“大概念”包含的内容具有整体性和统摄性，所以在进行教学设计时，需要明确大概念包含的重要概念，再定位至次位概念，将大概念转化为核心问题，再分解成若干子问题群，以子问题群的解决梳理次位概念，使课程内容符合结构化的要求。

（二）教学内容

本节内容的设计立足于学生，重在树立结构与功能相适应的生命观念，培养模型与建构、归纳与概括、交流与讨论的能力，锻炼批判性思维，关注生物学技术在生产生活中的应用，养成主动保护生态环境的习惯。整体思路清晰，由血液透析引出并完善细胞膜的功能，由细胞膜的功能和物理模型推导细胞膜的结构，再将结构和功能联系起来，构建概念模型。利用子问题群作主线，以学生自主思考和小组合作讨论为主要形式，将问题延伸至生活实际，辅以必要的多媒体技术，最后上升到主动保护生态环境的高度，将学科核心素养落实到了课堂的各个环节。

（三）教学检视

本节内容的设计紧扣《生物学课程标准》，学生参与度高，课堂气氛好，充分体现了生物学学科核心素养，但仍有可再精进的余地。如本节前两部分基础“细胞膜的功能”“细胞膜的结构”，可采用课堂随练的方式进行及时落实；板书的设计应该更加精细翔实，充分照应整堂课的思维；对学生的回答应进行更加详细地总结和引导，问题过渡更加连贯；在建立结构与功能关系的概念模型后，由次位概念上升至重要概念、大概念的引导应更加明确。这些，在未来的教学中，都可以进一步探讨。