基于“问题导学”的教学设计

作者:未知

  1教材分析
  “细胞膜——系统的边界”是人教版高中生物学教材《必修卜分子与细胞》第三章“细胞的基本结构”的内容,是在学习了生物的物质基础和细胞的组成成分的基础上进行的。学好本节内容既能帮助学生巩固前面的知识,又是第四章“细胞的物质输入和输出”的基础。它在教材中起着承上启下的桥梁作用。
  细胞膜是细胞必不可少的结构。教学主要内容是讲述细胞膜的成分和功能,这也是教学的重难点。教材首先由问题探讨入手,推断细胞与细胞膜的存在;再通过实验证明细胞膜的存在;接着,讲述细胞膜的成分,渗透结构与功能的统一性观点;之后,联系实际分析细胞膜的功能;最后,简要讲述了植物细胞壁的成分与功能。
  2学情分析
  在初中生物课学习细胞的基本结构时,学生对细胞膜已经有所了解。但学生用显微镜观察细胞时,是很难看清细胞膜的。结构是功能的基础,两者是相适应的。经过第二章“组成细胞的分子”的学习,学生知道了蛋白质、糖类和脂质是重要的化合物,但是对于这些物质的存在位置还不清楚。因此,在本章的教学中,教师应指导学生将细胞的物质组成与细胞的结构有机地联系起来,对细胞形成系统的认识。如引导学生从生命系统的结构基础角度,认识“蛋白质是生命活动的主要承担者”,原因之一是它承担了组成细胞基本结构的功能,它是细胞膜的主要成分之一,约占细胞膜总量的40%。再如,引导学生回忆“细胞中的脂质”提出的“磷脂是构成细胞膜的重要成分”,再提出细胞膜结构中脂质约占总量的50%,使学生将前后知识建立起有机的联系,同时,为“生物膜的流动镶嵌模型”的学习奠定基础。
  3学习目标
  ①简述细胞膜的成分和功能,解释细胞膜在维持细胞结构和功能中的重要作用。
  ②体验制备细胞膜的方法,培养观察分析、合作学习的能力。
  ③认同细胞膜作为系统的边界,对于细胞这个生命系统的重要意义。
  4教学过程及设计
  4.1问题驱动,活跃思维
  教师板书细胞显微结构图,并提出问题:细胞有哪些结构?组成细胞的物质有哪些?当人们对细胞物质有一定认识后,有人尝试过想组装细胞,你们推测一下能否成功?通过这个事例,你能得出什么结论?
  学生讨论、交流,师生共同总结出结论:系统不是其组分的简单堆砌,而是通过组分间结构和功能的密切联系,形成的统一整体。
  设计意图:教师以问题串为引,激活学生的思维,使学生为学习新课做好热身基础;同时,使学生巩固前面的知识,联系到这节课所要学习的新课,建立前后知识的联系,有利于学生对细胞形成整体认识。
  4.2创设情境,引入新课
  教师展示显微镜视野下的图片,并提出问题:细胞是一个系统,而每一个系统都有一定的边界,那么细胞是否也有边界呢?试说出图中哪些是气泡,哪些是细胞?能否在显微镜下看到细胞膜?
  学生讨论、交流并回答,师生共同总结出:气泡里面只有空气,所以比较光亮,并且气泡边缘颜色比较深。细胞有细胞核、细胞质等是立体的,通过调节焦距可看到不同的层面。在显微镜下看不到细胞膜。
  设计意图:教师利用学生最常见的显微镜观察中的误区(误以为气泡就是细胞),将学生的思绪带回曾经学过的知识,激发学生对细胞膜问题的思考。
  4.3深入情境,解决困惑
  教师提供2则资料,提出疑问:细胞膜在光学显微镜下是看不清的,要想真正观察细胞膜要用电子显微镜.但是在电子显微镜诞生之前,科学家已经能够确定细胞膜的存在了,你能想办法验证细胞膜的存在吗?
  资料1:进入活细胞的物质首先要通过一道选择性的屏障,并不是所有的物质都能进入细胞,用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能很快逸出细胞。
  资料2:在光学显微镜下看到,用微针触碰细胞表面时,细胞表面有弹性,可以伸展;用微针插入细胞内,细胞表面有一层结构被刺破;如果细胞表面结构受损面过大,细胞会死亡。
  设计意图:教师利用问题激发学生的学习动机,促进思维活动;资料为学生解决问题提供线索,让学生能够深入情境,解决问题,同时体会科学的方法,验证细胞膜的存在。
  4.4实验探索,学习制备
  教师展示各种细胞图片,并提及:科学是不断发展的,知道了细胞膜的存在,那么细胞膜的成分是什么呢?它又具有哪些功能呢?要想解决这个问题,我们应当想办法获取细胞膜?下面我们就结合实验学习一下细胞膜的制备。首先,我们应该确定合适的实验材料。对于一个实验来说,合适的实验材料是实验成功的关键。哪一种细胞比较适合提取细胞膜?请尝试说出原因?
  在学生选出合适的实验材料并说出原因后,教师引导学生阅读课本P41旁栏相关信息并提出疑问:对红细胞有特殊要求吗?鸡红细胞可以用做实验吗?
  设计意图:学生积极讨论,确定实验材料。在这个过程中,教师启发学生的多元思维,培养合作交流的能力。
  教师展示红细胞在不同溶液中的图片(图1),追问:如何利用红细胞获取细胞膜呢?用镊子撕取行吗?用针刺破行吗?那应当用什么办法来获取细胞膜?根据图中红细胞的形态差异,你能描述一下本实验的实验原理吗?
  学生小组讨论后,讲解实验步骤。在讲解过程中,师生共同总结实验过程中的注意事项。然后,教師展示实验结果图片,进行讲解。最后,学生思考、讨论P41讨论题,教师给以评价。
  设计意图:在获取红细胞膜的方法中,教师利用层层递进的问题,引导学生的思维慢慢地与正确方法接轨。学生在总结实验过程注意事项的同时,也提高了总结能力。讨论题中出现了新方法——差速离心法,也为下节课的学习做铺垫了。
  4.5学习细胞膜的成分
  教师提供资料,让学生通过资料分析:细胞膜的成分有哪些?   资料:①1859年,欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现脂溶性物质易透过细胞膜,不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。②能够水解蛋白质的物质,称为蛋白酶。用蛋白酶处理细胞膜,会使细胞膜分解。请根据以上资料思考细胞膜在组成上有何特点?
  学生通过资料分析,会知道细胞膜的成分有脂质和蛋白质。同时,教师提出质疑:细胞膜的成分中是否只有磷脂和蛋白质?学生通过阅读教科书即可知道:细胞膜的成分主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。
  通过前面的学习,学生知道了蛋白质是生命活动的承担者。
  教师提出问题:蛋白质在细胞行使功能时发挥重要作用,那么细胞膜功能越复杂,蛋白质的种类和数量是越多还是越少?并展示细胞膜的结构模式图,讲解蛋白质、脂质和糖类的分布及所占百分比。然后联系生活,引导学生如何看检查癌症的验血通知单。
  设计意图:教师利用已知,引导学生分析材料,得出答案,提高学生的分析能力。学生联系上一章的知识,有利于构建“组成细胞的物质与细胞统一整体”。教师展示细胞膜结构示意图,引起学生的关注,使学生了解细胞膜的结构,为后面学习流动镶嵌模型奠定基础。
  4.6细胞膜的功能
  教师展示中国地图:学习了细胞膜的成分,也了解了细胞膜的结构,我们现在就来学习一下细胞膜的功能。首先,我们先来看看这幅图。教师讲解国界线的作用,引导学生类比细胞膜的功能进行学习:
  (1)将细胞与外界环境分隔开(与国界线的作用进行类比)。
  教师利用原始细胞形成的过程进行讲解,让学生认同细胞膜作为系统的边界,对于细胞这个生命系统的重要意义。
  (2)控制物质进出细胞(与海关或边防检查站进行类比)。
  教师提供素材,让学生通过分析素材得出细胞膜的第二个功能。素材一:洗涤红脚苋菜的清水没有变成红色,但是若用红脚苋菜煮的菜汤则出现颜色。素材二:用台盼蓝染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。
  学生通过分析可知细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,但是是活细胞的细胞膜才具有。然后,再通过观看演示物质进出细胞的动画,总结可以进出细胞的物质。
  (3)进行细胞间的信息交流(与国与国之间的交流进行类比)。其具体例子如下:
  ①利用激素作用于靶细胞。教师结合动画演示进行讲解,引导学生寻找生活中的事例进行類比。教师举例类比:这种交流方式就像淘宝购物,内分泌细胞、激素、血管、靶细胞分别代表淘宝卖家、货物、快递以及买家。
  ②精卵识别。教师结合动画图进行讲解,并提出问题:为什么在水中青蛙的卵细胞不会与蟾蜍的精子相结合?
  ③胞间连丝。教师结合图片进行讲解,引导学生说出类比事例,如传声筒。
  教师讲解植物细胞壁的成分及作用,以及其与细菌细胞壁的区别。并提出问题:既然植物细胞和细菌细胞的最外层是细胞壁,那它为什么不是系统的边界?
  师生共同总结出:细胞壁没有选择透过性,是一种全透性的物质,没有生命活性,细胞是最基本的生命系统,它的边界是有活性的。所以,细胞的边界就是具有选择透过性功能的细胞膜。
  设计意图:教师将细胞膜的功能及国界线进行比较,激发学生的兴趣。在介绍细胞膜的功能时,涉及了原始细胞的产生。对这个问题的认识会让学生感到思维的跨度太大,因此教师利用原始细胞形成的过程诱导,帮助学生构建起生命起源与细胞膜形成之间的联系,认识细胞膜对于生命系统的重要意义。创设问题,让学生积极思考、讨论,进而解决问题。学生积极寻找生活中类似的例子,不同学生有不同的想法,学生之间发生思维的碰撞,有利于思维的活跃,也有利于记忆。
  5教学反思
  本节课采用“问题导学”的教学思路,问题创设注重与现实生活的联系。教师围绕本节内容的核心问题,以学生的生活实际为素材,创设情境,突出重点问题,激发学生的学习兴趣,让学生进行自主、合作、探究学习。通过创设问题情境吸引学生注意力,让学生深入情境去解决问题,教师以“问题”为主线精讲问题。教学中,教师注重给予学生充足的时间和空间去思考、解决问题,引导学生自主学习,讨论、交流表达,充分发挥学生的主体作用。教师提供相关材料,使学生感知教材,启发性讲解使学生理解教材。但由于条件限制,不能在课堂上进行“体验制备细胞膜的方法”,这一点违背了让学生动手探究、促其学会学习的初衷。
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