论文部分内容阅读
【摘 要】随着核心素养的提出，各个学科也相继提出了学科核心素养。对学生的学科核心素养进行培养，是为了更好地促进学生全面成长。本文以具体教学内容为例，就基于学科核心素养下的教学设计进行了探讨。
【关键词】学科核心素养;教学设计;育人价值
学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过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。生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。本文以《细胞器之间的分工合作》一节的教学设计为例，尝试在教学中渗透学科核心素养。
1 教材分析
基于生物学科核心素养，教学内容要聚焦大概念。通过大概念的学习，帮助学生形成正确的生命观念，这就要求教师在设计教学方案时围绕重点概念展开，根据重要概念选择合适的教学活动，以利于学生生物学概念的建立、理解和应用[1]。《细胞器之间的分工合作》一节的内容是围绕“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”这一大概念下的两个重要概念展开的。教师要围绕重要概念，设计相应的教学方案。
2 教学目标
（1）从结构与功能相适应的角度阐明细胞内具有多个相对独立的结构，且每个结构都担负着物质运输、合成与分解，能量转换和信息传递等生命活动。
（2）基于对细胞器资料的分析，培养学生运用推理解决生物学问题的习惯。
（3）通过对分泌蛋白合成、运输过程的猜想和求证，培养学生发现问题、解决问题和科学探究的能力。
（4）通过小组合作制作细胞模型的活动，提高学生的团队意识。类比细胞是一个有机整体，各部分结构通过分工合作，实现细胞水平的各项生命活动。
3 教学过程
3.1 导入
人体由数万亿个细胞构成，一个小小的针头就可以装下4万个细胞，细胞是人体最小的单位。然而，在每一个细胞内部，是一个比任何科幻小说都要奇特的世界。在生命的每一秒都有数十亿的微小“机器”协同发挥作用。请观看视频，视频中提到的这些结构，它们都具有一定的形态特点，执行着特定的功能，科学家把它们称为细胞器，这些结构通过分工合作，共同完成细胞的各项生命活动。观看时注意视频中提到了哪些细胞结构。
3.2 细胞器
3.2.1 叶绿体（由结构到功能）
展示资料，介绍叶绿体的结构，根据绿色植物通过叶绿体进行光合作用，思考为什么光合作用在叶绿体内进行。
资料一：如果把水稻、苹果等被子植物的叶肉细胞放在光学显微镜下观察，则可以看到叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形，在电子显微镜下还可看到更精细的结构。
资料二：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
分析资料一、二，结合图示讨论回答：叶绿体中含有哪些结构或者物质使得绿色植物在叶绿体内进行光合作用？
资料三：每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上，叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。据计算，1g菠菜叶片中的类囊体总面积达60㎡左右。
分析资料三，结合图示讨论回答：类囊体堆叠形成基粒这种方式对于光合作用的进行有何益处？
【学生活动一】用橡皮泥制作叶绿体的模型，初步认识“结构与功能相适应”这一生命观点。
3.2.2 线粒体（由功能推测结构）
展示资料，提示由线粒体的分布特点（线粒体集中分布在细胞需要能量的地方）分析线粒体的功能——为细胞提供能量。
有机物在有氧条件下分解产生能量的过程称为有氧呼吸，科学研究表明线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
猜想：线粒体具有什么样的结构才成为有氧呼吸的主要场所呢？
资料1：在电子显微镜下观察到线粒体是由两层膜套叠而成的封闭的囊状结构。
资料2：有研究表明，大鼠肝细胞线粒体内膜的表面积比外膜大4倍，这极大地提高了线粒体内生化反应的速率。
资料3：细胞内几乎所有的生化反应都需要酶的参与，有氧呼吸也不例外。研究表明，与有氧呼吸有关的酶主要分布在线粒体内膜上及基质中。
引导：根据结构与功能相适应的观点，分析线粒体的结构。
【学生活动二】用橡皮泥制作线粒体的模型。
3.2.3 其他细胞器
【学生活动三】小组内分工合作搜集其他六种细胞器的形态、结构、分布等信息，完成模型制作。1、3、5小组完成动物细胞模型的制作，2、4、6小组完成植物细胞模型的制作。学生通过相互合作可以提高团结意识。
3.3 细胞器之间的协调配合
（1）介绍同位素标记法及关于豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白质的研究讨论。
1）什么是分泌蛋白？为什么研究蛋白质的合成、运输却要标记氨基酸？
2）分泌蛋白的合成和分泌，依次经过了哪些结构？尝试描述整个过程。
3）類比逆水行舟，分泌蛋白的合成和分泌过程需要能量吗？能量由哪种细胞器提供？
学生阅读材料，讨论回答，尝试对分泌蛋白的合成、分泌过程进行猜想、求证，小组派代表到讲台上画猜测的蛋白质合成流程图。
（2）观看动画，对猜想的分泌蛋白合成、加工、运输过程进行求证。
【学生活动四】应用制作的细胞模型，演示分泌蛋白的合成、加工、运输过程。
3.4 细胞的生物膜系统
观察教材中图3-8分泌蛋白运到细胞外的过程示意图和图3-9内质网与细胞膜、核膜的联系图，探讨下列有关问题。
（1）参与了分泌蛋白的合成和分泌过程的膜的结构有哪些？
（2）将内质网膜与细胞膜、核膜之间的联系用图表示出来。
学生通过自主学习，总结生物膜系统的组成，进一步体会细胞内各结构之间的协调与配合。
4 结束语
“结构与功能相适应”的观点为分析结构、推断功能提供思想方法。本课通过对细胞器结构和功能的推测，很好地渗透了生命观念，并且帮助学生建立正确的生命观念，对学生辩证思维和辩证唯物主义世界观的培养具有不可替代的价值，这鲜明体现了生物学科课程的育人价值。通过资料分析，推测并求证分泌蛋白的合成和运输过程，培养了学生的实证意识和寻求证据的能力，加强了学生科学思维的培养[2]。学生在参与探究活动的过程中，逐步增强对细胞结构的认识，乐于并善于团队合作，提高了科学探究能力以及团结意识。总之，通过本节的学习，学生在提高了能力的同时对细胞结构也会有整体性认识，促进了自身学科核心素养的发展。
【参考文献】
[1]汤华利.基于生物学科核心素养的模型建构——以“细胞器—系统内的分工合作”为例[J].亚太教育，2019（8）.
[2]胡兴昌，王炳成，王海霞，等.依托生物教学，落实学生发展性核心素养[J].基础教育课程，2019（14）.
【关键词】学科核心素养;教学设计;育人价值
学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过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。生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。本文以《细胞器之间的分工合作》一节的教学设计为例，尝试在教学中渗透学科核心素养。
1 教材分析
基于生物学科核心素养，教学内容要聚焦大概念。通过大概念的学习，帮助学生形成正确的生命观念，这就要求教师在设计教学方案时围绕重点概念展开，根据重要概念选择合适的教学活动，以利于学生生物学概念的建立、理解和应用[1]。《细胞器之间的分工合作》一节的内容是围绕“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”这一大概念下的两个重要概念展开的。教师要围绕重要概念，设计相应的教学方案。
2 教学目标
（1）从结构与功能相适应的角度阐明细胞内具有多个相对独立的结构，且每个结构都担负着物质运输、合成与分解，能量转换和信息传递等生命活动。
（2）基于对细胞器资料的分析，培养学生运用推理解决生物学问题的习惯。
（3）通过对分泌蛋白合成、运输过程的猜想和求证，培养学生发现问题、解决问题和科学探究的能力。
（4）通过小组合作制作细胞模型的活动，提高学生的团队意识。类比细胞是一个有机整体，各部分结构通过分工合作，实现细胞水平的各项生命活动。
3 教学过程
3.1 导入
人体由数万亿个细胞构成，一个小小的针头就可以装下4万个细胞，细胞是人体最小的单位。然而，在每一个细胞内部，是一个比任何科幻小说都要奇特的世界。在生命的每一秒都有数十亿的微小“机器”协同发挥作用。请观看视频，视频中提到的这些结构，它们都具有一定的形态特点，执行着特定的功能，科学家把它们称为细胞器，这些结构通过分工合作，共同完成细胞的各项生命活动。观看时注意视频中提到了哪些细胞结构。
3.2 细胞器
3.2.1 叶绿体（由结构到功能）
展示资料，介绍叶绿体的结构，根据绿色植物通过叶绿体进行光合作用，思考为什么光合作用在叶绿体内进行。
资料一：如果把水稻、苹果等被子植物的叶肉细胞放在光学显微镜下观察，则可以看到叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形，在电子显微镜下还可看到更精细的结构。
资料二：在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。
分析资料一、二，结合图示讨论回答：叶绿体中含有哪些结构或者物质使得绿色植物在叶绿体内进行光合作用？
资料三：每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上，叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。据计算，1g菠菜叶片中的类囊体总面积达60㎡左右。
分析资料三，结合图示讨论回答：类囊体堆叠形成基粒这种方式对于光合作用的进行有何益处？
【学生活动一】用橡皮泥制作叶绿体的模型，初步认识“结构与功能相适应”这一生命观点。
3.2.2 线粒体（由功能推测结构）
展示资料，提示由线粒体的分布特点（线粒体集中分布在细胞需要能量的地方）分析线粒体的功能——为细胞提供能量。
有机物在有氧条件下分解产生能量的过程称为有氧呼吸，科学研究表明线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。
猜想：线粒体具有什么样的结构才成为有氧呼吸的主要场所呢？
资料1：在电子显微镜下观察到线粒体是由两层膜套叠而成的封闭的囊状结构。
资料2：有研究表明，大鼠肝细胞线粒体内膜的表面积比外膜大4倍，这极大地提高了线粒体内生化反应的速率。
资料3：细胞内几乎所有的生化反应都需要酶的参与，有氧呼吸也不例外。研究表明，与有氧呼吸有关的酶主要分布在线粒体内膜上及基质中。
引导：根据结构与功能相适应的观点，分析线粒体的结构。
【学生活动二】用橡皮泥制作线粒体的模型。
3.2.3 其他细胞器
【学生活动三】小组内分工合作搜集其他六种细胞器的形态、结构、分布等信息，完成模型制作。1、3、5小组完成动物细胞模型的制作，2、4、6小组完成植物细胞模型的制作。学生通过相互合作可以提高团结意识。
3.3 细胞器之间的协调配合
（1）介绍同位素标记法及关于豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白质的研究讨论。
1）什么是分泌蛋白？为什么研究蛋白质的合成、运输却要标记氨基酸？
2）分泌蛋白的合成和分泌，依次经过了哪些结构？尝试描述整个过程。
3）類比逆水行舟，分泌蛋白的合成和分泌过程需要能量吗？能量由哪种细胞器提供？
学生阅读材料，讨论回答，尝试对分泌蛋白的合成、分泌过程进行猜想、求证，小组派代表到讲台上画猜测的蛋白质合成流程图。
（2）观看动画，对猜想的分泌蛋白合成、加工、运输过程进行求证。
【学生活动四】应用制作的细胞模型，演示分泌蛋白的合成、加工、运输过程。
3.4 细胞的生物膜系统
观察教材中图3-8分泌蛋白运到细胞外的过程示意图和图3-9内质网与细胞膜、核膜的联系图，探讨下列有关问题。
（1）参与了分泌蛋白的合成和分泌过程的膜的结构有哪些？
（2）将内质网膜与细胞膜、核膜之间的联系用图表示出来。
学生通过自主学习，总结生物膜系统的组成，进一步体会细胞内各结构之间的协调与配合。
4 结束语
“结构与功能相适应”的观点为分析结构、推断功能提供思想方法。本课通过对细胞器结构和功能的推测，很好地渗透了生命观念，并且帮助学生建立正确的生命观念，对学生辩证思维和辩证唯物主义世界观的培养具有不可替代的价值，这鲜明体现了生物学科课程的育人价值。通过资料分析，推测并求证分泌蛋白的合成和运输过程，培养了学生的实证意识和寻求证据的能力，加强了学生科学思维的培养[2]。学生在参与探究活动的过程中，逐步增强对细胞结构的认识，乐于并善于团队合作，提高了科学探究能力以及团结意识。总之，通过本节的学习，学生在提高了能力的同时对细胞结构也会有整体性认识，促进了自身学科核心素养的发展。
【参考文献】
[1]汤华利.基于生物学科核心素养的模型建构——以“细胞器—系统内的分工合作”为例[J].亚太教育，2019（8）.
[2]胡兴昌，王炳成，王海霞，等.依托生物教学，落实学生发展性核心素养[J].基础教育课程，2019（14）.