Page 134 - 核心素养下中学生物大单元教学创新研究

第五章 基于项目式学习的高中生物大单元教学研究

（四）以“情境—问题—活动”为主线实施课堂教学

1. 通过科研事实设置项目大单元情境
大单元情境资料：
2019 年，日本科学家们通过模拟植物细胞，将各种生物结构进行整合，成功创造了

一种能够进行光合作用产生能量的人造细胞。领头研究员 Yutetsu.Kuruma 表示，“在本项
研究中，我们的人造细胞包裹在脂质膜中，其中还包裹着一些较小的膜结构。这样一来，
细胞膜就成了细胞的形成中最重要的一部分”。这些细胞能够产生化学能，然后再用这些

能量自己生成更多的细胞部件，该研究成果发表于《Nature.Communications》。
虽然这种人造细胞还无法复制出自然细胞所能合成的全系列蛋白质，但研究人员认为
这可以通过对细胞的不断“升级”来实现，这项研究可以帮助我们更好地理解原始生命的

进化形式，了解细胞的运转机制，还可以对许多其他研究领域产生重要影响。例如利用人
造细胞生产人造器官或组织以对抗疾病。

2. 根据情境，提出核心问题，布置大单元项目任务
问题 1：为什么领头研究员 Yutetsu.Kuruma 会认为“细胞膜是细胞的形成中最重要的
一部分”？细胞膜的结构和功能是怎样的？

问题 2：如果你是该科研团队成员，在创造该细胞时，你认为需要将哪些生物结构进
行整合？这些生物结构有什么结构与功能？

问题 :4：研究人员称“人造细胞包裹在脂质膜中，其中还包裹着一些较小的膜结构”，
这些“较小的膜结构”是什么？
问题 5：在该细胞合成蛋白质时，需要哪些细胞结构的分工与协作？

问题 6：如果要利用该人造细胞生产人造器官或组织，在由细胞分裂、分化成组织或
器官的过程中，细胞的哪个结构发挥着控制中心的作用？
问题 1 对接次位概念 1，问题 2、3 对接次位概念 2，问题 4 对接次位概念 3，问题 5

对接次位概念 4（各次位概念对应的具体内容见表 5-6）
大单元项目任务为：①构建细胞的基本结构的物理模型；②演绎细胞结构之间的相互
联系、协调配合；③设计实验观察不同植物材料的叶绿体的分布及形态。

3. 通过“情境 - 子问题 - 活动”解决核心问题、构建次位概念
核心问题 1：为什么领头研究员 Yutetsu.Kuruma 会认为“细胞膜是细胞的形成中最重

要的一部分”？细胞膜的结构和功能是怎样的？该核心问题对应次位概念 1。
由于细胞膜的结构太微小，无法用肉眼观察，学生难以理解，为增加学生对细胞膜结
构和功能的感性认识，教师要设置恰当的情境，组织学生进行建立模型、实验等探究活动。

以下为针对核心问题 1 的“情境 - 子问题 - 活动”结构。

127