李紀(jì)聰

(福建省泉州市培元中學(xué) 362000)

1 教材分析

“細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作”是人教版高中生物學(xué)教材《分子與細(xì)胞》第3章第2節(jié)，主要包括幾種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能、生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能等內(nèi)容，其重點(diǎn)和難點(diǎn)是細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合。該節(jié)課的內(nèi)容是學(xué)習(xí)光合作用、呼吸作用、蛋白質(zhì)的合成、動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂等的基礎(chǔ)，從系統(tǒng)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞，認(rèn)識(shí)主要細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能及細(xì)胞器之間是怎樣分工合作、協(xié)調(diào)配合來(lái)完成細(xì)胞生命活動(dòng)的。細(xì)胞器和生物膜都具有復(fù)雜多樣的微觀結(jié)構(gòu)，功能也很復(fù)雜，學(xué)生雖然已經(jīng)學(xué)過(guò)，但形成的可能是一些錯(cuò)誤的前概念，對(duì)于研究細(xì)胞器的實(shí)驗(yàn)方法也不甚清楚。因此，本節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)是在前概念檢測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)引發(fā)認(rèn)知沖突來(lái)批判前概念，最后進(jìn)行認(rèn)知調(diào)整解決沖突，從而實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 說(shuō)出細(xì)胞器的名稱及結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)，歸納進(jìn)行細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能研究的方法，舉例說(shuō)出生物膜系統(tǒng)的組成及結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系。

2.2 能力目標(biāo) 培養(yǎng)觀察想象能力和分析解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)科學(xué)規(guī)范的表達(dá)能力，培養(yǎng)注重實(shí)驗(yàn)證據(jù)和邏輯的理性思維品質(zhì)。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 認(rèn)同生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、系統(tǒng)的分工與合作、生命的動(dòng)態(tài)變化觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)方法、模型建構(gòu)等在科學(xué)研究中的作用。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入新課 展示幻燈片，提問(wèn)：圖片中的新住宅裝修后分隔成客廳、餐廳、廚房、臥室，這樣分隔有什么作用？細(xì)胞內(nèi)要進(jìn)行各種各樣的生命活動(dòng)，細(xì)胞是怎樣防止這些生命活動(dòng)的相互干擾？學(xué)生通過(guò)思考、回答：細(xì)胞就像一所大房子，細(xì)胞器就相當(dāng)于沙發(fā)、餐桌、煤氣灶等生活用具，需要在細(xì)胞的特定區(qū)域才能使生命活動(dòng)有序進(jìn)行。通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.2 “細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能”概念轉(zhuǎn)變教學(xué) 引導(dǎo)學(xué)生辨認(rèn)并說(shuō)出各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，采用以下步驟進(jìn)行。

3.2.1 前概念檢測(cè) 課前學(xué)案展示各種細(xì)胞器模式圖，讓學(xué)生寫(xiě)出各種細(xì)胞器的名稱、結(jié)構(gòu)和功能。判斷以下問(wèn)題并說(shuō)明理由：①進(jìn)行光合作用的生物都有葉綠體；②進(jìn)行有氧呼吸的生物都有線粒體；③細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和葉綠體基質(zhì)的成分和功能是相同的；④有中心體的一定是動(dòng)物細(xì)胞；⑤所有植物細(xì)胞都有細(xì)胞壁、大液泡和葉綠體。整理學(xué)生的前概念如下：無(wú)法準(zhǔn)確辨認(rèn)并說(shuō)出各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能；認(rèn)為藍(lán)藻屬于植物、原核生物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，無(wú)法準(zhǔn)確說(shuō)出上述三種基質(zhì)的功能；認(rèn)為植物細(xì)胞都有大液泡和葉綠體。

3.2.2 引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變 在課堂上對(duì)學(xué)生前概念檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行反饋的情況下，通過(guò)PPT展示顯微鏡下各種細(xì)胞器的真實(shí)照片，在新的情境下提問(wèn)圖示的細(xì)胞器名稱、結(jié)構(gòu)和功能。通過(guò)不同圖片的比較可以讓學(xué)生更準(zhǔn)確理解各種細(xì)胞器形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。結(jié)合圖片提問(wèn)：細(xì)胞器的這種結(jié)構(gòu)跟它的功能有什么聯(lián)系？不同細(xì)胞同一種細(xì)胞器形態(tài)一樣嗎？細(xì)胞器形態(tài)會(huì)不會(huì)發(fā)生改變？種類、數(shù)量會(huì)不會(huì)發(fā)生變化？為什么？通過(guò)問(wèn)答讓學(xué)生更好地理解概念的本質(zhì)，認(rèn)同結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)、生命動(dòng)態(tài)變化的觀點(diǎn)。

3.3 “細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法”概念轉(zhuǎn)變教學(xué) 歸納細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能的研究方法， 采用以下步驟進(jìn)行。

3.3.1 前概念檢測(cè) 除了復(fù)習(xí)觀察線粒體、葉綠體的實(shí)驗(yàn)，高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)還要求學(xué)生掌握有關(guān)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能研究的實(shí)驗(yàn)方法。因此，在前概念檢測(cè)中設(shè)置以下問(wèn)題：①科學(xué)家進(jìn)行細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能研究采用了哪些方法？②觀察線粒體、葉綠體的實(shí)驗(yàn)在材料的選擇和處理上有什么要求？為什么？③差速離心和密度梯度離心有什么區(qū)別？④科學(xué)家是如何研究分泌蛋白的合成和分泌過(guò)程的？整理學(xué)生的前概念如下：不清楚差速離心法與密度梯度離心的區(qū)別；沒(méi)有認(rèn)識(shí)到顯微觀察、模型建構(gòu)也是研究采用的方法；材料的選擇和處理只是按照教材進(jìn)行闡述，不能進(jìn)一步歸納拓展。

3.3.2 引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變 展示各種細(xì)胞器在電鏡下的顯微照片，提問(wèn)：為什么有的細(xì)胞器呈紅色，有的呈黃色？總結(jié)：觀察沒(méi)有顏色的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般需要染色，選材要考慮材料是否容易獲取等。展示圖片區(qū)別差速離心和密度梯度離心：①差速離心法是交替使用低速和高速離心，用不同強(qiáng)度的離心力使具有不同質(zhì)量的物質(zhì)分級(jí)分離的方法。此法適用于混合樣品中各結(jié)構(gòu)大小差別較大組分的分離。②密度梯度離心法可以同時(shí)使樣品中幾個(gè)或全部組分分離，具有良好的分辨率。分離細(xì)胞器時(shí)科學(xué)家采用的是差速離心法，而研究DNA復(fù)制是否為半保留復(fù)制時(shí)科學(xué)家采用的是密度梯度離心。通過(guò)圖片的直觀展示可以讓學(xué)生很好的區(qū)別兩者，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。復(fù)習(xí)同位素標(biāo)記方法時(shí)先提問(wèn)后歸納，教材中提到的同位素有3H、14C、15N、18O、32P、35S，加強(qiáng)前后知識(shí)的聯(lián)系。

3.4 “生物膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能”概念轉(zhuǎn)變教學(xué) 使學(xué)生從系統(tǒng)的角度認(rèn)識(shí)生物膜系統(tǒng)的分工合作、協(xié)調(diào)配合，采用以下步驟進(jìn)行。

3.4.1 前概念檢測(cè) 課前進(jìn)行有關(guān)生物膜系統(tǒng)的組成及功能的前概念檢測(cè)。判斷以下問(wèn)題并說(shuō)明理由：①生物膜系統(tǒng)指生物體內(nèi)所有膜結(jié)構(gòu)；②生物膜系統(tǒng)的各個(gè)結(jié)構(gòu)可通過(guò)囊泡進(jìn)行直接聯(lián)系；③原核生物、病毒類生物無(wú)生物膜系統(tǒng)；④囊泡的運(yùn)輸方向只能從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體；⑤分泌蛋白、膜蛋白都要由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體合成、加工、運(yùn)輸。整理學(xué)生的前概念如下：對(duì)生物體內(nèi)有哪些膜結(jié)構(gòu)不清楚；說(shuō)不清生物膜的直接聯(lián)系和間接聯(lián)系的區(qū)別；對(duì)囊泡運(yùn)輸方向的內(nèi)在原因不明白；對(duì)膜蛋白的合成、加工、運(yùn)輸過(guò)程不清楚。

3.4.2 引發(fā)認(rèn)知沖突，實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變 教師播放哈佛教師制作的視頻《細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)》。播放前提出以下問(wèn)題：①視頻中有哪些細(xì)胞器？②分泌蛋白、膜蛋白的形成過(guò)程有何異同？③細(xì)胞是如何決定囊泡的運(yùn)輸方向？④為什么一些酶要附著在生物膜上面？該視頻能讓學(xué)生從三維立體的角度來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞的各種結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)了解細(xì)胞內(nèi)各種復(fù)雜的生命活動(dòng)，很好地促進(jìn)學(xué)生理解細(xì)胞器的分工協(xié)作。通過(guò)直觀教具糾正學(xué)生的前概念，幫助學(xué)生形成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)、系統(tǒng)的分工合作的觀點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。觀看后請(qǐng)學(xué)生回答上述問(wèn)題，教師進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充：如囊泡是可沿著細(xì)胞骨架進(jìn)行運(yùn)輸，不同結(jié)構(gòu)的膜是否相互融合與膜上特定的蛋白質(zhì)有關(guān)，幾種酶共同附著在同一生物膜上可能有助于一些復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。

4 教學(xué)反思

通過(guò)前概念檢測(cè)，了解學(xué)生中存在的前概念，是實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。通過(guò)問(wèn)題串、直觀教具的展示、類比是實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的重要途徑。本節(jié)復(fù)習(xí)課的多個(gè)環(huán)節(jié)都是在了解學(xué)生概念學(xué)習(xí)情況下，通過(guò)訪談交流、畫(huà)概念圖、列表比較、變式訓(xùn)練等方式，進(jìn)行概念檢測(cè)，有效指導(dǎo)下一步的教學(xué)。通過(guò)真實(shí)的顯微照片及模型，相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和方法的介紹，播放小視頻，讓學(xué)生領(lǐng)悟觀察、想象、實(shí)驗(yàn)、模型建構(gòu)在科學(xué)研究中的作用，較好地實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變，同時(shí)幫助學(xué)生樹(shù)立正確的生命觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維和探究精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。