——以《生物膜的流动镶嵌模型》为例
井丽娟
“探究性学习”是生物教学中重要的学习方法之一，该课题的研究和实施，对提高学生科学素养、培养创新精神和实践能力有着十分重要的意义。本文以《生物膜的流动镶嵌模型》为例，从探究性学习与生物教学、探究性学习方法等来研究其在生物教学中的运用。
一、教材分析
《生物膜的流动镶嵌模型》是人教版第四章第二节内容。本章第一节主要说明细胞膜是选择透过性膜、为何具有选择透过性及细胞膜的结构等，于是进入第二节，而第二节内容又是第三节“物质跨膜运输的方式”的基础。这三节内容的内在联系为功能一结构一功能关系。因此，本节起着承上启下的作用，是架起第二节和第三节的一座桥梁，体现出结构决定功能的生物学观点。本课主要介绍对生物膜结构的探索历程，目的是让学生在认识生物膜结构的同时，了解人类探究生物膜结构的过程和方法，归纳出生物膜模型建构的基本方法。
二、教学目标
1．知识与技能：①简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容；②举例说明生物膜具有的流动性特点；③通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律。
2．过程与方法：分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，作出假设。
3．情感态度与价值观：认识结构与功能相应的辩证观点在生物膜结构探索历程所起的作用。
三、重点和难点
1．教学重点：①对生物膜结构的探索历程；②生物膜的流动镶嵌模型学说的基本内容。
2．教学难点：探讨建立生物膜模型的过程如何体现结构与功能相适应的观点。
四、教学手段
设计问题串，引导学生以“自主、探究、合作”形式进行学习。采用讨论、演绎、比较等方法实现师生互动、生生互动。
五、教学过程
1．创设情景，导入主题。师：让学生摸蛋黄，摸过蛋黄后有何感受？挑破蛋黄后有何变化？这说明了什么？鸡蛋孵化成小鸡后蛋清不见了，蛋清去哪了？生：分别向培养皿中打一个鸡蛋让小组每个同学都亲手触摸蛋黄，然后挑破它，通过思考、观察、讨论解决问题。
2．探究细胞膜组成成分。师：呈现科学史料：1895年，E.Overton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次研究。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。用蛋白酶处理细胞膜，膜又分解了。
探究：根据以上实验所观察到的实验现象，能得出什么结论？这个结论是我们针对前人实验作出的推论还是对膜进行化学分析得出的结果？用实验方法怎样进一步证明？生：阅读了解这些实验及假说。分析得出结论，体验推理过程（细胞膜由脂质和蛋白质所组成）。
3．探究蛋白质分布。师：磷脂和蛋白质是如何构成膜的，介绍磷脂分子的特点。磷脂分子若铺在水面上应是什么样的？在水中又是什么样的？给出细胞膜所处水环境特点。生：分组讨论，在桌上用模型摆放来显示结果，相互进行评价并阐述理由。学生选择磷脂的排布方式作出假设，认真思考得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。师：呈现科学史料：1925年，两位荷兰科学家对血影的研究，他们用丙酮抽提细胞膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢后测得总面积是红细胞表面积的2倍。师：科学家从细胞膜中提取的蛋白质都是亲水的。呈现科学史料，电镜下的细胞膜呈现了暗亮暗三层结构。设问1:暗代表什么物质？亮代表什么物质？设问2:蛋白质分子位于磷脂双分子层的什么位置？生：蛋白质是怎样排布在磷脂双分子层上的？作假设：（蛋白质覆盖在磷脂分子的两侧），选择罗伯纳森的电镜实验予以证明。
4．模型建构及修正完善。师：引导学生通过小组合作构建细胞膜结构模型。讲述罗伯特森的“蛋白质一脂质一蛋白质”静态模型的特点。提出三明治模型并指出不足：蛋白质均匀分布在磷脂双分子层的两侧并把膜描述成静态的。问：①按三明治模型构建细胞膜太厚了，怎么解决这个矛盾？②膜中的分子是静止的吗？生：分析并推导膜的结构模型。分析思考作出假设：蛋白质可插到磷脂双分子层中。通过观察让学生从感性上认识膜不是静态的。作出假设：细胞膜上的分子应是运动的。讨论后，对原有模型进行修正并总结出膜具有流动性的结论。师：给出冰冻蚀刻技术证明学生作出的假设是正确的。从现实生活中寻找证据，
观看录像：变形虫的变形运动和吞噬细胞的吞噬过程。从科学史料中寻找实验支持：1970年，Frye和Edidin的人一鼠细胞融合实验，整合后的细胞一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。将细胞放在37度的器皿中培养40分钟后，两种颜色均匀分布在融合后的细胞膜表面。
六、总结归纳
讨论“流动镶嵌模型”基本内容并总结建模的基本方法；总结生物膜结构探索历程并讨论科技起关键性推动作用；结构与功能相应的观点在生物膜结构探索历程中所起的作用；分析生物膜模型的建立过程，得到什么启示？
七、教学反思
亲身体验科学是一个不断发展的动态过程；通过多媒体和自制教具使抽象问题简单化；在探究学习中，学生的想象得到开放丰富。
（作者单位 河北临城中学）