支架式教学在高中生物美育中的应用策略研究——以“细胞膜的结构和功能”一课为例

（福建省厦门第六中学福建厦门361012）

美育是审美教育、情操教育、心灵教育，也是丰富想象力和培养创新意识的教育，能提升审美素养、陶冶情操、温润心灵、激发创新创造活力。生物学是研究生命现象及生命活动规律的自然科学，独特的学科属性赋予其特有的美学要素。教师在高中生物教学中,有机融合审美教育,不仅可以为美育课程的实施提供新思路，还可以进一步丰富生物学科的育人价值。但学科美育一直是学科教育的短板，生物作为自然学科的审美性受现行考试模式的影响常常被忽略。

支架式教学是指教师通过为学生搭建支架，帮助学生循序渐进地掌握知识，不断积累最终达到理想的学习层次。结合生物学科教学特点，教师采用支架式教学策略,深入挖掘课程中的美育价值,可以有效加强美育的渗透教育，培养学生对于生命美、思维美、科学美、结构美的鉴赏，提高学生的审美与人文素养。教师要注意支架搭建的适切性、巧妙性和渐消性，采取合理有效的支架类型充分发挥学生的主动性、积极性和创造精神，将审美目标具象细化，逐层分解成学生可接受的意象、经验，充分实现美育与生物学科教学的有效融合。下文以人教版高中生物必修一第三章第一节“细胞膜的结构和功能”内容为例，浅析如何利用情境、史料、问题、工具、范例等支架实现高中生物教学中美育的有机渗透。

生物学作为一门自然科学，与美育有着紧密的联系。美育可以激发人的感性意识，在情境中潜移默化地提高学生对美的认知，使学生的审美结构更具延展性。美学情境支架的搭建方式灵活自由，但意在真实、情景同现。

生命观念是“细胞膜的结构和功能”教学中重点发展的核心素养。科学是逻辑和想象的融合，教师播放配乐诗朗诵《爱到细胞深处》，将可知、可感的诗歌情境引入课堂教学，可以诱发学生的乐学情绪。学生在教师提供诗歌情境支架下潜移默化地实现美学情境与细胞膜功能有关生物知识的相互转化（图1）。通过生命观念中美的传递，学生感受微观世界下细胞内在的“生命美”，从而提高对美的感知能力。

生物是一门以实验为基础的学科，探索未知世界的过程蕴含着丰富的科学之美，正如居里夫人所说“科学的探讨与研究，其本身就含有至美，其本身给人的愉快就是报酬”。生物的“科学美”内涵丰富，包括跨学科的融合之美、实验技术的创新之美、科研态度的求真之美，坚持不懈的品格之美等。在科学探究教学中，教师要充分挖掘科学史料，带领学生亲历科学知识的发现过程，在知识的构建过程中以积极的科学精神感染学生，引导学生体验科学美并确立追求真理的意向。

例如，对细胞膜成分及结构的学习依托科学史料为支架（图2），学生采用关联探求的方式体验科学家基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等科学思维探究细胞膜的成分及结构的过程。借助欧文顿上万次的物质通透性实验，学生可感受到跨学科的融合之美。通过电子显微镜技术、荧光标记技术和冰冻蚀刻技术对科学发现的推进，学生可领悟科研中实验技术的创新之美。依托科学家追求真理不断探索所折射出来坚持不懈的品格之美，教师引导学生形成“用科学造福人类，创造美好生活”的正确价值观。“科学美”体验过程的本质就是学生掌握生物基本知识和科学方法的过程。科学史的学习可以激发学生合作探究的意识，自主完成细胞膜流动镶嵌模型的构建，由此进阶形成“以美寻知”“以美启智”的智育之路。

问题支架就是学习某一主题时，围绕一定的学习目标，由教师依据一定的逻辑而精心设计的一组问题。生物科学思维中蕴含着比较与分类、归纳与演绎、抽象与概括、批判性思维等思维美。以科学思维为主体的生物学课程，可以通过问题进阶和思维递进的有机融合，以问题的深入不断拓展学生的思维，学生在独立思考、判断问题的过程中完成生物学知识的建构。例如，在“对细胞膜成分的探索”的教学中，教师可以提供以下资料和问题。

资料①：1895年，欧文顿用500多种化学物质做了上万次的细胞膜通透性实验发现不溶于脂肪的物质不容易穿过细胞膜。

资料②：1917年，朗缪尔将提取的磷脂铺展在水盘上，磷脂的一端为亲水性头，两个脂肪酸为疏水的尾。

资料③：1925年，戈特和格伦在脂质展层实验中发现提取的脂质铺展后所测的面积是实际测量的红细胞的表面积的两倍。

教师根据资料，提出问题：①依据相似相溶的原理推测细胞膜的成分包含什么？如何设计实验验证你的推测？②请根据磷脂分子的结构特点，思考磷脂分子在空气-水界面上将如何存在？在空气-油界面上磷脂分子的排布情况又如何？③根据面积的比值关系，推测细胞膜中磷脂的排布形式是什么？

问题的进阶展现了生物学科逻辑思维的本质。在本环节中，教师依托科学史呈递和问题进阶环环相联的逻辑力量，使学生能够理清知识间的内在联系并形成有序的知识链条，顺利完成磷脂在细胞膜中的排布模型的构建，从中领略知识内在联系所形成的“思