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摘要 在“细胞的分化”一节的教学中，从学生已有的经验出发，同时呈现大量感性材料，引发学生质疑，引导学生探究，促进学生探寻概念的本质属性，最终通过问题解决的学习方式构建核心概念。
关键词 科学探究 概念教学 细胞分化
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
探究被认为是主动学习的核心，探究教学的原则是“让学生自己得出概念，而不是把概念灌输给学生”。《普通高中生物课程标准（实验）》将基于重要概念的教学理念引入到中学课堂，进一步强调“提高生物科学素养”及“倡导探究性学习”的要求。学生通过自己的努力来解决问题是探究教学的目标之一。因此，在实际教学过程中，教师应利用建构主义教学理论指导学生学习，遵循学生的认知规律，充分调动学生进行实验等探究活动，进而带领学生主动进行科学概念的建构。下面以人教版必修1“细胞的分化”为例，对基于科学探究的概念教学进行介绍。
1设计思路
“细胞的分化”是人教版必修1第六章第二节的教学内容，课程标准的要求是“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸，又为学习遗传、变异打下基础。另外，细胞全能性及干细胞的知识又是选修课本中植物组织培养技术、动物体细胞核移植技术的理论基础。由于本节课的概念性内容相对较多，因此在教学中，教师一方面可通过引导学生以观察和经验为基础，主动获取概念；另一方面可引导学生进行推理性探究，探寻概念的本质；同时充分利用生物校本课程提供的证据，促使学生认同概念的内涵；最后，利用视频等相关资料，带领学生关注生物科学发展、关注生命健康。
2重要概念及重要观点
本节的重要知识结构如图1所示。其中需要构建的概念包括：多细胞生物不同细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，是细胞分化的结果；细胞的全能性体现在已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能；植物细胞普遍能够体现出全能性，动物体细胞一般只有细胞核能够体现出全能性，干细胞保留了分裂分化能力。
本节课的重点：细胞分化的概念和意义；细胞全能性的概念。本节课的难点：细胞分化的原因；细胞全能性的概念。
3学情分析
在初中阶段，学生已学习过有关组织、器官、系统的知识；对于细胞分化有感性的认识，容易理解细胞分化对于形成各种组织、器官、系统的重要意义。关于分化的本质，由于学生还没有学习基因的表达，所以会比较抽象难懂。此外，学生对于动手实验充满了兴趣，一部分学生参与了校本课程“过把克隆瘾——植物组织培养技术”，并且在学习本节课之前已经取得了一定的实验成果。
4教学目标
（1）知识目标：通过分析一些事实，归纳细胞分化的概念；说明细胞分化在生物个体发育中的意义；说明细胞分化的原因；能举例说明细胞全能性的概念。
（2）能力目标：尝试动手进行植物的组织培养；通过公共信息资源，收集干细胞研究进展与人类健康的资料。
（3）情感、态度与价值观目标：关注细胞分化和细胞全能性在实际中的应用；逐步养成关注生物科学发展、关注生命健康等热点问题的好习惯。
5教学过程
5.1回顾旧知，引入新课
教师提出问题：
①每个人都是由一个细胞发育而来的，这个细胞是什么？
②一个成年人细胞总数约1014個，人体如此众多的细胞是怎样产生的？
③通过有丝分裂产生的细胞有何特点？
④人体这么多的细胞都是一模一样的吗？
教师通过设置疑问，引导学生回顾有丝分裂相关知识：遗传物质先复制然后平均分配，得到两个一模一样的细胞。
此时，学生会产生认知冲突：为什么组成人体的细胞是多种多样的？这样的问题串会使学生迅速进入思考状态。
5.2问题引领。探寻细胞分化的概念及意义
教师展示同一个体的各种细胞图片，提出疑问：
①这些细胞都来源于同一个受精卵，现在形态结构一样吗？
②你认识这些细胞吗？它们分别具有什么功能？
接着，教师展示同一绿色植物的各种细胞图片，提出同样的问题。在学生给出相关答案后，教师给出本节的重要概念：细胞分化。教师进一步提出疑问：
①能尝试给细胞分化下一个定义吗？
②如果细胞已经分化成了皮肤细胞，还能返回到原先的状态吗？在生物体里面，皮肤细胞还能转变为肌肉细胞吗？
③如何完善细胞分化的概念？
④细胞分化在胚胎期达到最大程度，现在你们体内还有没有细胞分化？
教师利用形象的展示图片，引导学生回顾已有知识，接着一步一步地质疑，引导学生主动说出细胞分化的概念，并且能够说出细胞分化是一种持久性的变化，是生物界中普遍存在的生命现象。
在学生主动获取细胞分化的概念后，教师进一步提出质疑：
①在人生长发育过程中，如果只有细胞增殖而没有细胞分化，会出现什么现象？会形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官吗？生物体会正常发育吗？
②细胞分化对多细胞生物体有何意义？以此引导学生主动描述细胞分化的意义。
5.3寻找证据，探究细胞分化的原因
教师陈述有丝分裂与细胞分化的事实，引导学生构建如图2所示的逻辑事件图。
教师提出疑问：
①细胞分化之后不同的组织细胞之间有差异，这个差异主要体现在哪种分子上？
②蛋白质为什么有差异？是不是因为起决定作用的遗传物质发生了改变？
教师引导学生对细胞分化的原因作出假设。教师小结：假设一是细胞分化是由于遗传物质发生了改变；假设二是细胞分化过程中遗传物质并没有改变，仅是由于蛋白质出现差异。然后用图3直观地表示两种假设，并组织学生分小组讨论寻找证据，探究细胞分化的实质。 教师给予学生充分的讨论时间，然后邀请小组代表阐述实验思路。教师进行小结，并展示相关证据。证据一：克隆羊“多莉”成功培育的事实。该实例说明：即便是高度分化的哺乳动物体细胞也含有完整的遗传物质。这一证据否定了假设一。证据二：科学家用一些先进的技术对同一人体内两种体细胞中含有的基因和蛋白质情况进行了检测，结果见表1。该实验结果说明：同一个体不同的组织细胞中遗传信息相同，蛋白质不同。教师进一步质疑：为什么遗传信息相同，蛋白质却不同？结合图3B，教师引导学生总结：同一个体的不同的组织细胞中基因开启情况不同，因而合成了不同的蛋白质。
通过组织学生对细胞分化的实质进行探究，寻找证据，一方面能够开拓学生思维。另一方面根据实验证据，能帮助学生主动构建概念。
5.4展示證据，理解细胞全能性的概念
教师提出问题：体细胞与受精卵含有相同的遗传物质，是否也能发育为新个体？
依据学生回答，教师总结细胞分化的特点具有稳定性：不可逆。
教师进一步提出问题：细胞离体，能否实现该设想？
校本课程代表讲解植物组织培养技术的实验流程，并展示相关图片，向全班同学呈现实验成果的相关实物：脱分化形成的愈伤组织、再分化形成的试管苗。
学生分小组观察愈伤组织和试管苗。
教师指出：通过实验得到了这样的结论——已经分化的植物细胞具有发育成完整植物的能力，并把这个能力叫做细胞的全能性。然后，教师介绍植物组织培养技术的应用。最后反问学生：是否想尝试动手进行植物的组织培养？以此调动学生积极参与的热情。
教师提出问题，引导学生思考克隆羊“多莉”的实例能否说明动物体细胞具有全能性。教师介绍动物体细胞核移植技术，以此说明动物体细胞核的全能性。
关于“细胞全能性”相关概念的获取，由校本课程小组学生代表发言并且提供实证，这样的处理方式更能让学生信服，同时能够激发学生尝试动手进行植物组织培养的积极性。最后，教师补充介绍相关科学前沿信息，能够促使学生关注细胞分化和细胞全能性在实际中的应用；并能够帮助学生逐步养成关注生物科学发展、关注生活等热点问题的好习惯。
5.5联系社会，关注干细胞
教师设疑：
①在人和动物体内还有没有能继续分裂和分化的细胞？
②造血干细胞还能再分化成哪些细胞？教师讲解干细胞，造血干细胞等相关知识，并陈述白血病患者血液中的异常情况。
③白血病如何治疗呢？目前我们国家在骨髓移植这一方面的现状怎样呢？教师播放相关视频资料。根据资料教师引导学生认识到器官移植等医疗技术面临的实际问题，同时对学生进行情感升华。
6教学反思
（1）教师根据学生已学知识构建逻辑事件图，引发学生的认知冲突，激发学生的探究欲望，引导学生作出假设，并根据假设寻求实验证据。这样的探究活动能开拓学生思维，辅助学生主动建构概念。
（2）通过参与校本课程的学生的讲述以及呈现出的实验成果，充分调动了学生的兴趣，有利于提高学生积极参与科学实验的热情。
（3）注重与现实生活的联系。教师对干细胞和器官移植等相关知识的介绍有助于学生养成积极关注生物科学发展、关注生命健康等热点问题的好习惯。
（4）教师所做的除了引导学生通过科学探究活动获得相关概念外，更重要的是侧重于学生学科素养的提升，包括分析资料得出结论、设计实验、语言表达、合作学习等能力，进而培养学生终生学习的能力。
关键词 科学探究 概念教学 细胞分化
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
探究被认为是主动学习的核心，探究教学的原则是“让学生自己得出概念，而不是把概念灌输给学生”。《普通高中生物课程标准（实验）》将基于重要概念的教学理念引入到中学课堂，进一步强调“提高生物科学素养”及“倡导探究性学习”的要求。学生通过自己的努力来解决问题是探究教学的目标之一。因此，在实际教学过程中，教师应利用建构主义教学理论指导学生学习，遵循学生的认知规律，充分调动学生进行实验等探究活动，进而带领学生主动进行科学概念的建构。下面以人教版必修1“细胞的分化”为例，对基于科学探究的概念教学进行介绍。
1设计思路
“细胞的分化”是人教版必修1第六章第二节的教学内容，课程标准的要求是“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”“搜集有关干细胞研究进展和应用的资料”。本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸，又为学习遗传、变异打下基础。另外，细胞全能性及干细胞的知识又是选修课本中植物组织培养技术、动物体细胞核移植技术的理论基础。由于本节课的概念性内容相对较多，因此在教学中，教师一方面可通过引导学生以观察和经验为基础，主动获取概念；另一方面可引导学生进行推理性探究，探寻概念的本质；同时充分利用生物校本课程提供的证据，促使学生认同概念的内涵；最后，利用视频等相关资料，带领学生关注生物科学发展、关注生命健康。
2重要概念及重要观点
本节的重要知识结构如图1所示。其中需要构建的概念包括：多细胞生物不同细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，是细胞分化的结果；细胞的全能性体现在已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能；植物细胞普遍能够体现出全能性，动物体细胞一般只有细胞核能够体现出全能性，干细胞保留了分裂分化能力。
本节课的重点：细胞分化的概念和意义；细胞全能性的概念。本节课的难点：细胞分化的原因；细胞全能性的概念。
3学情分析
在初中阶段，学生已学习过有关组织、器官、系统的知识；对于细胞分化有感性的认识，容易理解细胞分化对于形成各种组织、器官、系统的重要意义。关于分化的本质，由于学生还没有学习基因的表达，所以会比较抽象难懂。此外，学生对于动手实验充满了兴趣，一部分学生参与了校本课程“过把克隆瘾——植物组织培养技术”，并且在学习本节课之前已经取得了一定的实验成果。
4教学目标
（1）知识目标：通过分析一些事实，归纳细胞分化的概念；说明细胞分化在生物个体发育中的意义；说明细胞分化的原因；能举例说明细胞全能性的概念。
（2）能力目标：尝试动手进行植物的组织培养；通过公共信息资源，收集干细胞研究进展与人类健康的资料。
（3）情感、态度与价值观目标：关注细胞分化和细胞全能性在实际中的应用；逐步养成关注生物科学发展、关注生命健康等热点问题的好习惯。
5教学过程
5.1回顾旧知，引入新课
教师提出问题：
①每个人都是由一个细胞发育而来的，这个细胞是什么？
②一个成年人细胞总数约1014個，人体如此众多的细胞是怎样产生的？
③通过有丝分裂产生的细胞有何特点？
④人体这么多的细胞都是一模一样的吗？
教师通过设置疑问，引导学生回顾有丝分裂相关知识：遗传物质先复制然后平均分配，得到两个一模一样的细胞。
此时，学生会产生认知冲突：为什么组成人体的细胞是多种多样的？这样的问题串会使学生迅速进入思考状态。
5.2问题引领。探寻细胞分化的概念及意义
教师展示同一个体的各种细胞图片，提出疑问：
①这些细胞都来源于同一个受精卵，现在形态结构一样吗？
②你认识这些细胞吗？它们分别具有什么功能？
接着，教师展示同一绿色植物的各种细胞图片，提出同样的问题。在学生给出相关答案后，教师给出本节的重要概念：细胞分化。教师进一步提出疑问：
①能尝试给细胞分化下一个定义吗？
②如果细胞已经分化成了皮肤细胞，还能返回到原先的状态吗？在生物体里面，皮肤细胞还能转变为肌肉细胞吗？
③如何完善细胞分化的概念？
④细胞分化在胚胎期达到最大程度，现在你们体内还有没有细胞分化？
教师利用形象的展示图片，引导学生回顾已有知识，接着一步一步地质疑，引导学生主动说出细胞分化的概念，并且能够说出细胞分化是一种持久性的变化，是生物界中普遍存在的生命现象。
在学生主动获取细胞分化的概念后，教师进一步提出质疑：
①在人生长发育过程中，如果只有细胞增殖而没有细胞分化，会出现什么现象？会形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官吗？生物体会正常发育吗？
②细胞分化对多细胞生物体有何意义？以此引导学生主动描述细胞分化的意义。
5.3寻找证据，探究细胞分化的原因
教师陈述有丝分裂与细胞分化的事实，引导学生构建如图2所示的逻辑事件图。
教师提出疑问：
①细胞分化之后不同的组织细胞之间有差异，这个差异主要体现在哪种分子上？
②蛋白质为什么有差异？是不是因为起决定作用的遗传物质发生了改变？
教师引导学生对细胞分化的原因作出假设。教师小结：假设一是细胞分化是由于遗传物质发生了改变；假设二是细胞分化过程中遗传物质并没有改变，仅是由于蛋白质出现差异。然后用图3直观地表示两种假设，并组织学生分小组讨论寻找证据，探究细胞分化的实质。 教师给予学生充分的讨论时间，然后邀请小组代表阐述实验思路。教师进行小结，并展示相关证据。证据一：克隆羊“多莉”成功培育的事实。该实例说明：即便是高度分化的哺乳动物体细胞也含有完整的遗传物质。这一证据否定了假设一。证据二：科学家用一些先进的技术对同一人体内两种体细胞中含有的基因和蛋白质情况进行了检测，结果见表1。该实验结果说明：同一个体不同的组织细胞中遗传信息相同，蛋白质不同。教师进一步质疑：为什么遗传信息相同，蛋白质却不同？结合图3B，教师引导学生总结：同一个体的不同的组织细胞中基因开启情况不同，因而合成了不同的蛋白质。
通过组织学生对细胞分化的实质进行探究，寻找证据，一方面能够开拓学生思维。另一方面根据实验证据，能帮助学生主动构建概念。
5.4展示證据，理解细胞全能性的概念
教师提出问题：体细胞与受精卵含有相同的遗传物质，是否也能发育为新个体？
依据学生回答，教师总结细胞分化的特点具有稳定性：不可逆。
教师进一步提出问题：细胞离体，能否实现该设想？
校本课程代表讲解植物组织培养技术的实验流程，并展示相关图片，向全班同学呈现实验成果的相关实物：脱分化形成的愈伤组织、再分化形成的试管苗。
学生分小组观察愈伤组织和试管苗。
教师指出：通过实验得到了这样的结论——已经分化的植物细胞具有发育成完整植物的能力，并把这个能力叫做细胞的全能性。然后，教师介绍植物组织培养技术的应用。最后反问学生：是否想尝试动手进行植物的组织培养？以此调动学生积极参与的热情。
教师提出问题，引导学生思考克隆羊“多莉”的实例能否说明动物体细胞具有全能性。教师介绍动物体细胞核移植技术，以此说明动物体细胞核的全能性。
关于“细胞全能性”相关概念的获取，由校本课程小组学生代表发言并且提供实证，这样的处理方式更能让学生信服，同时能够激发学生尝试动手进行植物组织培养的积极性。最后，教师补充介绍相关科学前沿信息，能够促使学生关注细胞分化和细胞全能性在实际中的应用；并能够帮助学生逐步养成关注生物科学发展、关注生活等热点问题的好习惯。
5.5联系社会，关注干细胞
教师设疑：
①在人和动物体内还有没有能继续分裂和分化的细胞？
②造血干细胞还能再分化成哪些细胞？教师讲解干细胞，造血干细胞等相关知识，并陈述白血病患者血液中的异常情况。
③白血病如何治疗呢？目前我们国家在骨髓移植这一方面的现状怎样呢？教师播放相关视频资料。根据资料教师引导学生认识到器官移植等医疗技术面临的实际问题，同时对学生进行情感升华。
6教学反思
（1）教师根据学生已学知识构建逻辑事件图，引发学生的认知冲突，激发学生的探究欲望，引导学生作出假设，并根据假设寻求实验证据。这样的探究活动能开拓学生思维，辅助学生主动建构概念。
（2）通过参与校本课程的学生的讲述以及呈现出的实验成果，充分调动了学生的兴趣，有利于提高学生积极参与科学实验的热情。
（3）注重与现实生活的联系。教师对干细胞和器官移植等相关知识的介绍有助于学生养成积极关注生物科学发展、关注生命健康等热点问题的好习惯。
（4）教师所做的除了引导学生通过科学探究活动获得相关概念外，更重要的是侧重于学生学科素养的提升，包括分析资料得出结论、设计实验、语言表达、合作学习等能力，进而培养学生终生学习的能力。