赵婷婷

(天津师范大学教师教育学院 300387)

如何在教学中呈现逻辑化的教学内容，为学生建构核心概念、落实核心素养提供帮助，是每一位教师在备课时应该思考的问题。下面以人教版高中教材“物质跨膜运输的实例”一节为例，介绍围绕核心概念的教学内容分析方式。

1 教学内容分析

本节内容除理论知识外，还包括一个探究实验，一般分2课时完成，实验单独占1课时，其原理可以在理论课学习，本文的分析均针对1课时的理论课。

1.1 知识点整理 本节内容为物质跨膜运输的实例，学生通过学习能够阐述细胞膜如何控制不同物质的进出，保证细胞保持相对独立并与外界进行物质交换。具体内容涉及水与其他物质的跨膜运输，其中细胞的吸水与失水是本节重点。

细胞的吸水与失水部分，具体涉及细胞吸水与失水的原理、渗透作用的发生条件、动物细胞的吸水与失水和植物细胞的吸水与失水，其中动物细胞与植物细胞的半透膜不同，吸水与失水的表现也不完全相同。本部分内容较多，且存在原生质层和质壁分离等学生初次接触的概念，动物细胞与植物细胞的不同特点也使学生在记忆知识点时易发生困难，教师在教学中要厘清头绪，帮助学生克服教学难点。

其他物质的跨膜运输部分内容相对较少，学生主要通过资料分析得出细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜的结论，从而进一步理解生物膜在细胞这一生命系统中的重要作用。

1.2 核心概念与重要概念梳理 查阅课程标准的内容标准，可以看出本节内容落脚点为模块1的2.1.1“阐明质膜具有选择透过性”，从属于核心概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”下的重要概念2.1“物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”。所以在教学时，教师不能只把教学目标定在记忆细胞吸水或失水的条件与表现这种水平，甚至不能简单停留在阐明质膜具有选择透过性。而要站在更高的层次上，以生命系统宏观视角来进行分析，使学生思考质膜的选择透过性对细胞来讲有什么意义，对我们每一个生命体来讲又有怎样的意义，这样才能随着课程的进行使学生逐步构建相应的核心概念。

同时，通过知识点的整理，可以看到本节内容与先前所学的知识有着千丝万缕的联系，学生通过本节课的学习，不仅可以构建重要概念2.1，也可以为构建核心概念1“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”下的一些重要概念添砖加瓦。重要概念1.2为“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”，本节内容中所阐明的生物膜的选择透过性正是这一重要概念的良好注脚。重要概念1.3为“各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”，植物细胞与动物细胞在吸水与失水方面表现出的异同很好地对其进行了诠释。所以教师在教学中可以借助这些核心概念来组织教学内容，使看似零碎的知识点形成整体的系统网络。

1.3 构建概念图 根据上述思想，本文对本节内容作了分析，并构建了概念图(图1)。

图1 “物质跨膜运输的实例”一节概念图

物质跨膜运输的实例包括水和其他物质，它们的跨膜运输都体现出了细胞选择透过性的特点。

水的跨膜运输原理为渗透作用，体现为顺浓度梯度进出细胞，与细胞膜的功能密切相关，体现了重要概念1.2“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”和重要概念2.1“物质通过被动运输或主动运输方式进出细胞，以维持细胞的正常代谢活动”。借助问题探讨中的实验可以使学生很好地对动物与植物细胞的吸水与失水进行类比推理和比较：渗透作用的条件之一为具有半透膜，动物细胞的细胞膜相当于半透膜，而植物细胞的相应结构为原生质层；另一条件为半透膜两侧溶液具有浓度差，动物细胞的两侧溶液分别为细胞内液和细胞外液，植物细胞则为细胞液和细胞外液；渗透作用的表现为实验中的液面变化和细胞的吸水与失水，由于植物细胞存在细胞壁，所以动植物细胞吸水与失水时的表现不完全相同。动植物细胞的这些差异体现了重要概念1.3“各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异”。

其他物质的跨膜运输不一定表现为顺浓度梯度，细胞膜存在选择透过性，而且不同生物、不同细胞的选择透过性有所差别，体现了重要概念1.2、1.3和2.1。

2 教学方法建议

在将教学内容组织成系统知识网络后，教师下一步要做的是将其以合适的方式呈现给学生，教学过程应条理清晰、逻辑严密，并适应学生的认知规律。不同教师所采取的教学方法不可能是千篇一律的，本文在此仅做出一些建议，供广大教师参考，开拓思路。

2.1 利用先行组织者，促进知识体系建构 先行组织者是奥苏伯尔于20世纪60年代初提出的一个教育心理学的重要概念，它是先于学习材料呈现之前呈现的一个引导性材料，它在概括与包容的水平上高于要学习的新材料，但以学习者易懂的通俗语言呈现，是新旧知识发生联系的桥梁[1]。在本节内容的学习中，问题探讨中的实验正是这样的一个先行组织者。

问题探讨中的实验呈现了一个渗透装置，学生可以根据已学过的物理化学知识轻松理解其原理，并通过问题串得出渗透作用发生的条件：存在半透膜且半透膜两侧溶液具有浓度差。之后，教师可以将动物细胞与植物细胞分别与该渗透装置进行类比，在学习了先行组织者后，学生就可以将动物细胞与植物细胞的吸水与失水纳入到刚刚形成的认知结构中了：不同的细胞其半透膜分别是什么？半透膜两侧的溶液又指什么？当外侧溶液浓度小于内侧溶液浓度时细胞有什么表现？大于呢？等于呢？而其他物质跨膜运输和水的运输特点一样么？这样，学生脑海中即可形成一定的认知网络，并理解生物学现象符合物理化学规律但生物体也存在自己的特点的道理。

要注意的是，一般教师在进行细胞的吸水与失水的教学时所采用的顺序都是问题探讨中的实验—动物细胞的吸水与失水—植物细胞的吸水与失水，与上述利用先行组织者的方式的教学步骤看似完全一致，但是否有意识运用先行组织者，其教学效果是不同的。如果教师在进行后续内容教学时缺乏与先行组织者的联系，学生往往容易将新学的内容孤立理解，学了后面忘了前面，而在注重联系时，后续内容的学习是一个概念同化的过程，旧知促进新知的理解，新知也促进旧知的记忆。

2.2 用好导学案，体现核心素养教育 导学案是当前中学教学中用得较多的一种教学辅助手段，良好的导学案有利于学生自主建构知识，也便于课后复习。

本节课内容经梳理后，具有较强的逻辑体系，教师可以通过导学案上的问题设计，引导学生自主分析。同时，与任何一节课相同，本节课能够且应当体现核心素养教育，内容中涉及细胞和生物膜的结构与功能，体现结构决定功能的“生命观念”，探究实验能够体现“科学探究”，教师精心设计的问题串能够帮助学生培养“科学思维”，这些核心素养教育可以体现于导学案中。

“物质跨膜运输的实例”导学案具体设计如下：

一、水

(一) 渗透作用

1. 半透膜可以让________________通过，而________________不能通过。

2. 渗透作用发生的条件是(1)

(2)

3. 渗透作用中，水自________浓度溶液流向________溶度溶液，表现为(顺/逆)浓度梯度。

(二) 动物细胞的吸水与失水

1. 哺乳动物成熟红细胞是提取细胞膜的好材料，将其放于清水中，细胞会吸水胀破，这与渗透装置有什么相似之处？

2. ________具有控制物质进出细胞的作用，相当于一层半透膜，这与它的结构有什么关系？

3. 当外界溶液浓度小于细胞质浓度时，动物细胞________________________；当外界溶液浓度大于细胞质浓度时，动物细胞________________________；当外界溶液浓度等于细胞质浓度时，动物细胞________________________；

(三) 植物细胞的吸水与失水

1. 原生质层包括：________、________和这两层膜之间的细胞质。

2. 植物细胞与动物细胞的结构存在明显差异，其内部液体环境主要由________决定，所以推测________相当于半透膜。

3. 探究实验：

探究实验的一般步骤：提出问题→________→________→________→________→

关于植物细胞的吸水与失水，除了教材上的问题，你还可以提出什么问题？请于下节实验课上进行探究实践。

4. 当植物细胞失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性________，因而会出现________和________分离的现象，称为质壁分离。质壁分离后的细胞吸水后，原生质层恢复原状，称为________________。

(四) 比较动植物细胞吸水与失水的异同。

动物细胞植物细胞相同点原理水运输方向不同点半透膜半透膜两侧溶液吸水条件与表现失水条件与表现

动植物细胞在吸水与失水方面的差异由什么引起？请用结构决定功能的观点加以解释。

二、其他物质

其他物质跨膜运输的特点与水相同么？细胞对不同物质的吸收是否存在选择？不同生物对同一物质的选择性表现一致么？这些特点体现出生物膜的________________，是活细胞的重要特征。

3 总结

对于任意一节课的教学内容，教师都可以采取本文的方法进行分析，首先进行知识点的提炼，然后分析其涉及的核心概念与重要概念，再根据概念间的关系构建概念图，明确要通过教学帮助学生构建的知识体系。当然，无论是概念图的构建，还是教学方法的选择，甚至具体导学案的设计，不同教师都不会完全相同，但只要遵循建构核心概念、培养核心素养的原则，教师就可以自由发挥，运用自己的聪明才智灵活进行教学，取得良好的教学效果。

(基金项目：天津市2017年度哲学社会科学规划课题“基于学科核心素养的生物教师教育行动研究”，No.TJJXQN17-006)