基于课程思政理念的“细胞膜的结构和功能”教学设计

王佳双?熊洪林?陈嶙

摘 要：将课程思政贯穿于中学生物学教学，是进一步推动立德树人工作的要求。“细胞膜的结构和功能”一课具有丰富的思政元素，教师进行教学设计时，要重视在课堂上巧妙引入思政教育，培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任素养。对此，文章尝试挖掘“细胞膜的结构和功能”的思政元素进行教学构思和设计，以为相关教育工作者提供参考。

关键词：细胞膜；课程思政；高中生物学

基金项目：2020年贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目“基于课程思政理念的《动物生物学》教学改革研究”（2020238）。

作者简介：王佳双（1998—），女，黔南民族师范学院生物科学与农学院。

陈 嶙（1977—），女，黔南民族师范学院生物科学与农学院。

通信作者：熊洪林（1967—），男，黔南民族师范学院生物科学与农学院。

课程思政是实现立德树人的重要途径，是现代化教育的发展要求。曹文泽指出应全面把握和推进思想政治教育，开展课程思政建设，促进各类各科课程与思想政治教育融合，挖掘和丰富各类课程的思想政治元素［1］。陆道坤认为课程思政应该将思想政治元素融入课堂教学的各个环节和内容中，潜移默化地影响学生的世界观、人生观和价值观，并与思想政治课共同完成新时代新课程的育人要求［2］。人教版高中生物学新教材指向学科核心素养培养，其中蕴含家国情怀、爱国主义、社会责任等多种丰富的思想政治元素，是课程思政的重要载体。然而，有部分教师缺乏课程思政意识，在教学中只注重传授知识，忽视课堂思政教育，或者认为思政教育仅是思想政治课程老师的事。对此，本文以“细胞膜的结构和功能”为例，探讨挖掘高中生物学课程思政元素，推进课程思政建设的有效路径。

一、教材分析

“细胞膜的结构和功能”是人教版高中生物学新教材必修一第三章《细胞的基本结构》第一节的内容，该节内容要求学生从分子水平上认识细胞膜的结构和功能，包括细胞膜的功能、对细胞膜成分和结构的探索以及流动镶嵌模型的基本内容等教学知识点［3］。与旧教材不同，新教材删减了体验制备细胞膜方法的实验，并将旧教材中第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型内容编排在这节，同时增加了探索细胞膜成分和结构的科学史内容。

本课首先以“问题探讨”引导学生推测细胞膜的功能［4］。接着以文字和插图展示细胞膜的三个功能，再通过“思考·讨论：对细胞膜成分的探索”这一科学史内容，加上相应的插图和问题串引出细胞膜的组成成分，并讲述科学家研究发现细胞膜结构的历程，补充“提出假说”的科学方法。最后展示流动镶嵌模型的基本内容。本节课的教学重点是“细胞膜的结构及功能”“细胞膜的成分”“流动镶嵌模型”；难点是“细胞膜的功能”。本节的教学为后面的水分代谢、矿质代谢、免疫以及生物膜系统和跨膜运输等内容教学奠定了基础。

二、学情分析

细胞是生物体结构和生命活动的基本单位，作为一个基本的生命系统，它的边界是细胞膜。学生在初中已经初步学习了关于细胞的基础知识，在高中生物学必修一第一章《走近细胞》中也重新复习并深入了解了细胞的知识，知道细胞都有细胞膜。但这部分学习内容比较抽象，而高一学生的知识建构和抽象思维仍未完善，因此，教师在教学中可以通过形象而直观的图片和视频帮助学生学习知识。具体而言，可以先以音乐导入激起学生的兴趣，再通过展示细胞膜三大功能的图片和视频，引导学生探索分析细胞膜的成分和结构，逐步帮助学生理解细胞膜的相关内容。

三、教学及课程思政目标

本节课教学内容比较丰富，含有较多的思政元素。通过本节课的教学活动，应达到以下的教学目标和思政目标［5］。

（1）概述细胞膜的成分和功能，说出细胞膜的基本结构和流动镶嵌模型的内容，在理解细胞膜结构的基础上，形成结构与功能相适应的生命观念。

（2）通过对“细胞膜成分及结构的探索”相关科学史的自主阅读和讨论，在学习过程中基于生物学事例发展归纳与概括、演绎与推理的科学思维［6］。

（3）在科学史的自主探究学习中，增强对生物学的好奇心和求知欲，逐步掌握科学探究的基本方法和思路。

（4）通过细胞膜功能的讲解，联系生活实际，关注社会问题，培养学生的爱国主义精神和社会责任感。

四、“细胞膜的结构和功能”课程思政教学设计

（一）导入：“细胞膜——细胞系统的边界”

展示脂质体药物临床使用的模拟动画，提出问题：为什么这类药物能够提高药物治疗效率，降低药物的不良反应？学生带着疑问学习，通过本节课内容找到问题答案。

设计意图：以脂质体药物模拟动画导入，吸引学生对该节内容的注意力，并引导学生关注社会问题，培养学生的社会责任意识。

（二）细胞膜的三大功能

（1）展示地图，以省界划分省内、省外，以国界划分国内、国外，和细胞膜进行类比，即以细胞膜为界限可分为细胞内部环境和细胞外部环境，引导学生探索细胞膜的第一个功能——细胞膜是细胞这一基本生命系统的边界，能将细胞内部环境与外部环境分隔开。由于细胞膜的存在，細胞内部环境相对稳定，这保证了细胞生命活动的正常进行。而一个国家有陆地、海域的边界，边界的稳定对国家的稳定和发展至关重要。教师可借机为学生播放我国边防战士冒着风雪巡逻的视频，让学生体会边防战士吃苦奉献，为安定和平的幸福生活提供保障的崇高家国情怀，由此培养学生的爱国情怀与家国责任感、使命感，增加课程思政教育的感染力。

（2）展示海关严格检查进出人员的画面，以海关或边防检查站类比细胞膜，对进出细胞的物质进行严格的“检查”。探讨鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，死细胞会被染成蓝色，活细胞不会着色。探究活细胞为什么不会被染色，从而引导学生推测活细胞的细胞膜对物质进出有控制作用，得出细胞膜的第二个功能：能控制物质进出细胞。我国海关官员不怕麻烦、不受诱惑、始终如一地进行安全检查，防止文物以及严禁出国的物品流出国外，严禁入关的物品流入国内。这样，通过情境联想，提高学生的家国情怀和对海关工作人员的理解和崇高敬意，培养和引导学生形成为国家和社会做贡献的人生目标。

（3）播放视频《细胞间的交流》和《国际外交视频》，引出细胞膜的第三个功能：进行细胞间的信息交流。多细胞生物体是一个繁忙而有序的细胞社会，如果没有信息交流，生物体就不可能作为一个整体完成生命活动。细胞间的信息交流与细胞膜息息相关，就像一个个系统由于某种结构的存在而得以顺利交流，由此联系我国外交形势，对比新中国成立初期和现在的外在影响力，不难看出：在中国共产党的领导下，中国日益强大。以此提高学生对我国的政治制度的认同和爱国主义情怀。

（4）小结

本节设计意图：以图片和视频引导学生学习和理解细胞膜的三个功能；以小结的形式强化和巩固学生的细胞膜功能知识建构，完善学生的认知结构。在课程思政方面，与细胞膜进行类比，潜移默化地培养学生的爱国主义精神和民族自豪感、国家认同感。

（三）细胞膜成分和结构探索

（1）细胞膜的功能由其成分和结构决定。展示“对细胞膜成分的探索”科学史资料，并提出问题：①通过资料一和资料二，可以得出什么结论？②阅读资料三和资料四，又能得出什么结论？③请各位同学探索四则科学史资料的内容并总结细胞膜的成分。

资料一呈现的是1895年欧文顿的植物细胞的通透性实验，发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。资料二呈现的是科学家利用不同的动物细胞作为研究材料，最后利用哺乳动物的红细胞制备出纯净的细胞膜并进行化学分析，发现组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。科学家据此初步归纳出细胞膜的组成成分及分子特点。资料三呈现了1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，进一步验证了细胞膜中磷脂双分子层的排列方式。资料四呈现的是1935年英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞膜的张力，推测细胞膜除了含有脂质分子，可能还附有蛋白质。

学生交流讨论问题串，逐步得出细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类的结论。而通过自主阅读资料，并按要求梳理思路，揣摩和领悟科学家的研究方法，感受科学研究的步骤，写出科学家探索细胞膜成分历程的训练，学生能够知道科学家并不是一开始就直接得出细胞膜的成分，而是在不断的摸索中才得出正确的结果，这能提高学生科学的精神和态度，提升其科学素养。

（2）用多媒体设备展示科学家探索细胞膜结构的科学史资料和相应的图片。学生通过阅读分析四则资料，分组讨论交流，能够对细胞膜的流动镶嵌模型形成清晰的印象，深化认知结构。

资料一呈现的是1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，结合其他科学家的工作，大胆提出了细胞膜模型的静态结构假说。资料二呈现的是20世纪60年代后，科学家对细胞膜是静态结构的观点提出质疑，发现蛋白质不是全部平铺于脂质表面，有的蛋白质镶嵌在脂质双分子层中。资料三呈现的是1970年科学家用荧光显微技术发现细胞膜具有流动性。资料四呈现的是1972年辛格和尼科尔森提出细胞膜的流动镶嵌模型。

在学生阅读、分析资料后，教师再以视频的形式展现科学家探索发现细胞膜结构的历史进程以及流动镶嵌模型的基本内容，以深化学生的理解，帮助学生完善认知结构。学生在进一步理解细胞膜结构的基础上，联系细胞膜的功能，能形成结构与功能相适应的生命观念。同时，通过细胞膜结构的探索历程，学生能深入感悟科学家不断探索、持之以恒、百折不挠的精神，从而形成正确的科学态度和价值观。在自主学习和小组讨论的过程中，学生能基于生物学事例发展归纳与概括、演绎与推理的科学思维，通过资料分析初步体验科学家不怕困难和失敗，严谨的科学研究态度，提升科学精神和科学素养［7］。

（四）总结

本节课设计意图：引导学生整理知识体系，梳理生物学概念，制作本节课概念图，同时以课后练习及提问形式进行总结，帮助学生总结课堂知识，落实课程思政教育。

五、教学反思

通过学习细胞膜的结构和功能，学生能够了解科学研究方法，发展归纳与概括、演绎与推理的科学思维，培养科学精神和科学素养，坚定理想信念，树立崇高志向。因此，教师要重视在学生学习细胞膜相关知识的基础上，潜移默化地进行课程思政教育，以提升学生思想道德修养，达成立德树人要求。

［参考文献］

［1］曹文泽.以“思政课程”为抓手创新育人手段［N］.学习时报，2016-12-26（8）.

［2］陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路：基于专业课程思政的探讨［J］.思想理论教育，2018（3）：64-69.

［3］熊佳，殷俊才.“细胞膜的结构和功能”一节的教学设计［J］.生物学教学，2022，47（1）：47-49.

［4］索姗姗.探寻科学家足迹 建构细胞膜模型：“细胞膜的结构和功能”教学设计［J］.中学生物教学，2021（15）：63-66.

［5］赵英，任琪，朱宇林，等.高中生物学课程思政研究初探［J］.公关世界，2020（14）：143-144.

［6］韩齐.“细胞膜——系统的边界”教学设计［J］.中学生物教学，2021（24）：51-53.

［7］罗福海.高中生物学课程思政教学探索：以必修二“遗传与进化”为例［J］.课程教材教学研究（教育研究），2021（合刊4）：56-58.