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利用模式生物进行“一境到底”的教学设计

摘要：本文根据模式动物果蝇的相关研究成果创设情境，以“一境到底”的方式将科研成果贯穿于“细胞的衰老与死亡”一节的教学过程中。本文采用概念教学的方式，从宏观现象过渡至微观特征，最后探究分子机理，层层递进、深度学习，旨在引导学生主动构建知识概念，贯彻学科课程标准的要求，从而培养学生的生命观念、科学思维和社会责任，从而发展生物学学科核心素养。

关键词：细胞衰老；细胞死亡；核心素养；一境到底

文章编号：1003-7586（2024）07-0012-04中图分类号：G633.91文献标识码：B

“细胞的衰老与死亡”是人教版普通高中教科书《生物学·必修1·分子与细胞》（以下简称“教材”）第6章第3节的内容，根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）要求，学生应掌握“描述在正常情况下，细胞的衰老和死亡是自然的生理过程”这一次位概念。学习细胞衰老过程中的形态、结构及功能的变化是促进学生形成次位概念，深化结构与功能观的基础。［1］“细胞的衰老与死亡”一节的教学存在一些有待优化的细节，一方面，学生对细胞衰老的微观特征缺乏认知和理解；另一方面，教学内容和情境过于碎片化、片面化。［2］［3］

基于此，本教学设计以模式动物果蝇的研究科学史和必威体育精装版的科研成果创设情境，在微观层面加深学生对细胞衰老的认知。通过维生素E对果蝇衰老的影响［4］，引出关于细胞衰老（自由基学说）的学习内容，再以老龄和幼龄果蝇肠道干细胞分裂分化的情况差异为例，解释细胞衰老与个体衰老的关系。最后以老龄化果蝇飞行肌细胞凋亡标志物Caspase-3显著上升为例［5］，开展细胞凋亡的学习，并阐述细胞凋亡对个体发育、稳态维持的重要意义。

1教材分析及教学思路

1.1教材分析

《课程标准》要求学生掌握“在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种正常的生理过程”这一次位概念。教材在“细胞的衰老与死亡”一节中新增关于细胞自噬的内容。下文分别从知识价值、思维价值、育人价值的三重逻辑对本节教学进行分析。

1.1.1知识价值

学生此前已深入理解细胞分裂和分化的相关知识。在此基础上，本节介绍了细胞衰老的特征和原因、细胞衰老与个体衰老的关系，以及细胞死亡的几种方式。学生通过本节的学习，进一步完善了对细胞生命历程的认识，从而建立起相应的知识体系。

1.1.2思维价值

教材内容的安排遵循生命周期的基本规律，不仅符合学生的逻辑认知，还以图文结合的方式展示细胞衰老涉及细胞形态和结构的改变，加深学生的直观理解。学生先系统地学习细胞的形态和结构，再深入探究细胞代谢的变化过程，进一步探究细胞衰老的机理。由此，教师基于事实和证据，培养学生归纳与概括的科学思维能力。

1.1.3育人价值

细胞衰老是生命科学领域的热点研究，其过程机制的研究对人类健康和社会发展至关重要，反映了生物学知识在社会发展中承担的责任。在学习该研究的过程中，学生要深入理解科学技术进步与社会发展的密切联系，从而增强社会责任意识。

本节内容紧密联系实际生活，但对于较为抽象、易混淆的概念，以及细胞衰老过程中细胞形态、结构与功能产生变化等微观现象，需要教师在教学过程中深入挖掘素材，适当补充，帮助学生克服难以理解的知识点。

1.2教学思路

本教学设计以模式动物果蝇的相关材料创设“一境到底”的教学情境，将果蝇的研究科学史和必威体育精装版的科研成果引入课堂，通过概念教学的方式推进教学进程。

对于“细胞的衰老”的教学部分，首先，教师引导学生观察果蝇肠上皮细胞衰老变化的电镜图，归纳细胞衰老的特征，加深微观层面的认知。接着，教师引导学生探究细胞衰老的本质原因，领悟其机制，通过维生素E对果蝇抗衰老的影响，深入理解细胞衰老的本质。最后由教师制造认知冲突，帮助学生厘清个体衰老与细胞衰老的关系，学生小组合作，主动思考并辨析不同观点。

在“细胞的死亡”的教学部分，教师以老龄化果蝇飞行肌细胞的凋亡标志物Caspase-3显著上升为例，引导学生学习细胞凋亡，并体会其对个体发育和稳态维持的重要意义，依托学科前沿构建概念。教师列举细胞坏死相关实例，引导学生辨别并归纳总结细胞凋亡与细胞坏死的差异，深化和应用概念，从而构建完整的知识结构。

2教学目标

（1）通过对果蝇肠上皮细胞衰老变化电镜图的观察，识图并分析推理，描述细胞衰老的特征，提高归纳与概括的能力。

（2）通过了解维生素E对果蝇抗衰老的影响，描述细胞衰老原因，说出导致细胞衰老的主要因素。

（3）分析果蝇衰老图谱，辩证地说明细胞衰老与个体衰老的关系，形成批判性思维。

（4）阐明细胞凋亡与细胞坏死的区别，概述凋亡对个体发育和稳态维持的重要意义。

（5）了解细胞衰老和凋亡的研究进展，探讨细胞衰老和死亡与人体健康的关系，关注老年人的健康，增强社会责任意识。

3教学过程