教学设计|具身认知驱动下的高中生物学建模教学基本模式和实施策略—以细胞膜模型构建为例

   今天分享的是发表在《中学生物学》2021年第1 期的一篇论文，作者是浙江省乐清中学的陈娴婷老师， 论文题为《具身认知驱动下的高中生物学建模教学基本模式和实施策略——以细胞膜模型构建为例》。

    论文以具身认知理论为指导，构建高中生物学建模教学基本模式 。通过具身化的建模过程加强学生的身体参与和认知互动 ，设计以核心素养为导向的多维评价体系 ，以发展学生的建模能力与生物学学科核心素养。

声明：此文版权归原作者所有，如有侵权请联系删除。

论文原文

具身认知驱动下的高中生物学

建模教学基本模式

 具身认知理论的核心思想是个体本身在认知过程中发挥关键作用 ，通过身体体验及行为活动形成认知 。具身认知驱动下的高中生物学建模教学基本模式由建模准备 、具身情境创设 、身体具身探索 、模型初步构建 、具身体验反思 、模型优化完善 、情境化模型应用 、建模评价等环节构成。

具身认知驱动下的高中生物学

建模教学实施策略

教师引导学生观察光学显微镜下的人血涂片，再进行红细胞吸水涨破和失水皱缩实验，感受细胞膜的存在。并让学生轻触卵黄膜，接触细胞膜，形成对生物原型的真实认知。

活动1：观察并思考为什么卵黄与清水没有混合 ；戳破卵黄膜并观察现象 ，总结出细胞膜具有将细胞与外界分隔开的功能 。

 活动2：滴加台酚蓝染料到卵黄膜上 ，观察卵黄内部是否被染色 ，总结出细胞膜具有控制物质进出的功能 。

活动3 ：用卵黄膜进行膜的透过性探究实验 ，总结出细胞膜具有选择透过性的特点 。

活动4 ：根据教师提供的精卵结合后的鸡蛋发育成小鸡的视频和双黄蛋图片 ，思考双黄蛋的两个蛋黄没有融合在一起的原因 ，总结出细胞膜具有细胞间信息交流的功能 。（前四个活动总结出细胞膜的功能）

 活动5 ：根据相似相溶原理推测细胞膜由脂质组成 ；制作猪油薄膜 ，模拟细胞膜的脂质 ，用滴管在两个猪油薄膜上分别滴加碘酒 （脂溶性）与亚甲基蓝（水溶性） ，观察渗透现象 ，总结细胞膜成分包含脂质。

活动6 ：由科学史资料推测出细胞膜的成分后 ，向卵黄膜上滴加蛋白酶 ，观察现象并验证有关细胞膜成分的猜想。（后两个活动总结出细胞膜的成分）

（1）教师引导学生了解磷脂分子的结构 ，构建磷脂分子模型。

（2）分析磷脂分子的特性 ，构建磷脂分子在空气 — 水界面上和水中的物理模型 ，并让学生根据细胞内外的水环境构建磷脂分子在细胞膜上的模型。

（3）分析罗伯特的实验 ，展示“三明治”细胞膜模型及通过冰冻蚀刻技术观察到的细胞膜断裂面电镜照片让学生分析蛋白质的化学性质并通过调整磁贴分布构建蛋白质在细胞膜上的模型。

（4）展示人鼠细胞融合实验 ，与学生一起归纳细胞膜的结构特点。

（5）教师提供糖被和胆固醇相关资料 ，引导学生阅读资料并完善细胞膜流动镶嵌模型 。

本环节构建磷脂模型、磷脂在空气-水界面模型、磷脂在水-水界面模型，分析三明治模型及其缺点，提供实验证据修改模型，得到细胞膜的流动镶嵌模型。

教师展示细胞膜脂筏结构图片 ，让学生了解细胞膜的最新研究进展并与自己构建的细胞膜流动镶嵌模型进行比较 ，使其产生认知偏差 。

教师介绍红细胞膜 、脂质体 （创新模型）作为载体用于抗肿瘤药物靶向递送的研究进展 ，并提出思考问题 ，让学生运用本节课知识，解决改造细胞膜实现药物的靶向递送。

END