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2019-2020年高中生物 《物質跨膜運輸?shù)膶嵗罚ǖ谝徽n時）教學設計 新人教版必修1 一、教學目標 知識目標：1．理解滲透作用的條件 2．能說明細胞吸水和失水的原理 3．了解科學探究的一般步驟 能力目標：1．通過滲透現(xiàn)象的演示實驗，培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納能力 2．嘗試對提出的問題作出假設 3．能夠進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作 情感態(tài)度價值觀目標：1．初步培養(yǎng)學生探究學習、合作學習能力 2．養(yǎng)成良好的實驗習慣 二、教學重點 1．理解滲透作用的條件 2．探究實驗中怎樣對提出的問題作出假設 3．探究實驗中怎樣進行實驗設計 三、教學難點 1．理解滲透作用的條件 2．探究實驗中怎樣對提出的問題作出假設 3．探究實驗中怎樣進行實驗設計 四、教學過程 教學環(huán)節(jié) 學生活動 老師的組織和引導 設計意圖 課前準備 預習 1． 準備演示實驗器材 2． 幫助三名學生完成滲透作用實驗（設計三組實驗，第一組有半透膜和濃度差，第二組紗布和濃度差，第三組半透膜和兩側的同濃度溶液，每名學生完成一組） 3． 課前5分鐘板書三組實驗裝置示意圖 4． 課前分組 學生完成的演示實驗更直觀真實。 板書示意圖更方便分析、且省時。 分組更便于討論、交流。 引入 答：水 三名學生敘述實驗的完成經(jīng)過，展示實驗結果，其他學生傾聽、觀察。 我們已經(jīng)知道，細胞膜可以控制物質進出，細胞所需的物質中，哪一種最多呢？ 我們就先從水開始，討論物質進出細胞的問題。 課前完成實驗的三名學生分別敘述三組實驗的完成經(jīng)過，然后分別展示實驗結果。 回顧已學知識，建立聯(lián)系。 激發(fā)學生興趣 滲透的條件： ①半透膜；②濃度差。 小組討論，學生發(fā)言。 1號裝置出現(xiàn)的現(xiàn)象我們稱之為滲透現(xiàn)象。 1、2、3號裝置的結果為什么不同？ 出現(xiàn)1號的滲透現(xiàn)象需要什么條件呢？ 理解滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件，初步學會用對照的方法來分析問題。 過渡 答：紅細胞吸水脹破獲取細胞膜 在具備這兩個條件的情況下，燒杯中的水就滲透進入了蔗糖溶液中，或者說水被吸上去了。我們這節(jié)課討論水進出細胞的問題，前面學習過什么與細胞吸水有關的問題呢？ 好，我們就以大家熟悉的紅細胞為例，先來探討水進出動物細胞的問題。 回顧已學知識，進入下一內(nèi)容。 動物細胞的吸水和失水 閱讀課本60頁的圖4-1。 答：第一幅圖。 還有第二幅圖 答：動物一定有半透膜 答：細胞膜 哪幅圖最類似第一套裝置？ 那是不是只有第一幅圖出現(xiàn)了滲透現(xiàn)象？ 這兩幅圖的結果告訴我們，對于動物細胞來講，有濃度差就有滲透現(xiàn)象，而我們知道出現(xiàn)滲透現(xiàn)象除了要有濃度差之外，還必須要有半透膜，這說明了什么？ 哪個結構相當于半透膜呢？ 和學生一起理順一下動物細胞吸水和失水的實驗，按照“問題→實驗方案→現(xiàn)象和結果→結論”這樣的科學探究的大體步驟。 緊扣滲透現(xiàn)象的條件來分析動物細胞的吸水和失水實驗。 讓學生初步了解科學探究的一般步驟。 過渡 思考 對動物細胞來講，有濃度差就有滲透現(xiàn)象，植物細胞是不是也是如此呢？ 用類似的問題非常自然的過渡到植物細胞的吸水、失水問題。 植物細胞的吸水和失水 1．提出問題①原生質層相當于半透膜嗎？ 2．作出假設①相當于半透膜 3．提出問題②細胞壁和原生質層的伸縮性一樣嗎？ 4．作出假設②細胞壁的伸縮性更小。 5．設計實驗方案 6．實施實驗方案 觀察 思考 答：液泡中的細胞液。 師生一起分析理由。 傾聽，理解，思考。 答：在提供濃度差這一條件的情況下，如果植物細胞出現(xiàn)了滲透現(xiàn)象，說明原生質層相當于半透膜，如果沒有出現(xiàn)滲透現(xiàn)象，說明不相當于。 答：前一種可能。 ①生活中有一些植物吸水和失水的現(xiàn)象。 ②植物細胞的細胞膜和動物細胞的差不多，應該也相當于半透膜。 思考 答：細胞壁，還有原生質層。 繼續(xù)思考。認同 師生共同思考、分析 答：第3種。細胞壁的主要成分是纖維素，它的伸縮性應該比膜結構要更小。 答：高濃度溶液好。因為吸水的現(xiàn)象和其他兩種情況差不多，沒法區(qū)別。 認可贊同。 理解這相當于又觀察了一次滲透現(xiàn)象，更能說明問題。 小組討論 學生發(fā)言 學生進行實驗。 這個問題顯然要考慮植物細胞結構與動物細胞的區(qū)別。 板書植物細胞模式圖。 1．濃度差是指外界溶液與細胞本身溶液的濃度差，動物細胞的溶液指細胞質濃液，那植物細胞呢？ 師生一起分析理由。 2．外界溶液和細胞液所隔的結構包括細胞壁、細胞膜、細胞質和液泡膜，但細胞壁的孔徑大，水分子和蔗糖分子都能通過，是全透的，因此兩者之間實際上是被細胞膜、細胞質和液泡膜三者隔開的，它們在顯微鏡下看起來相當于一層，我們?nèi)×藗€名字叫原生質層。 它相當于半透膜嗎？ 分析動物細胞的細胞膜相當于半透膜的過程是否給了我們一點啟發(fā)呢？ 那同學們更認可哪種可能？ 原因？ 引導：①植物能吸水和失水應該是因為植物細胞能吸水和失水。 ②還有液泡膜，它們都是生物膜，化學組成和結構基本相同，也應該相當于半透膜。相當于半透膜的細胞膜和液泡膜所夾的整體結構——原生質層也就應該相當于半透膜。 問題馬上又出現(xiàn)了，在顯微鏡下你依據(jù)什么現(xiàn)象判斷植物細胞發(fā)生了滲透呢？ 引導：動物細胞是以膨脹或皺縮這樣的現(xiàn)象來判斷的，因為細胞膜有伸縮性。植物細胞也會出現(xiàn)膨脹或皺縮這樣的現(xiàn)象嗎？關鍵看哪個結構？ 細胞壁也有伸縮性。這意味著比較細胞壁和原生質層的伸縮性大小很有必要，它直接決定我們能不能觀察到滲透現(xiàn)象。 師生共同分析伸縮性比較的三種情況，預測三種實驗現(xiàn)象。 1． 相同：現(xiàn)象類同動物細胞 2． 細胞壁更大：現(xiàn)象類同動物細胞 3． 細胞壁更?。? ①吸水：現(xiàn)象類同動物細胞 　　 ②失水：皺縮，兩者分離 同學們更認可哪種可能？ 原因？ 好，那就是說，如果我們提供條件造成濃度差，預計在顯微鏡下將看到第3種情況的結果，請問是提供高濃度的溶液好還是低濃度的溶液好？為什么？ 出現(xiàn)了細胞壁和原生質層分離就可以證明細胞壁的伸縮性更小，同時說明出現(xiàn)了滲透現(xiàn)象，證明原生質層相當于半透膜。 大家想想看，已經(jīng)失水的細胞再讓它吸水，是不是更能說明問題呢？ 我們分析了各種情況，也預測了實驗結果，那這個實驗具體應該怎么做呢？大體步驟是怎樣的？ 引導：學生發(fā)言中對的予以肯定，錯的予以糾正，不完善的再請其他學生補充。 巡視、指導，共同解決實驗中的問題。 書上有，但畫在黑板上更方便于分析。 緊扣滲透現(xiàn)象的條件來分析植物細胞的吸水和失水。 師生共同提出問題后再分析問題，讓學生嘗試作出假設并給出這樣假設的理由。 恰當?shù)匾龑W生設計實驗，讓學生想出實驗方案。 四、過程展示 這節(jié)課的探究過程中學生表現(xiàn)相當活躍，主要體現(xiàn)在這么幾個過程中： 1、 課前完成實驗的三名學生分別敘述三組實驗的完成經(jīng)過，然后分別展示實驗結果 由于是身旁的同學自親做的實驗，可信度很高，而且學生在敘述和展示的時候口頭語言和和肢體語言都還不錯，同學們笑聲不斷，自然對接下來的“1、2、3號裝置的結果為什么不同？出現(xiàn)1號的滲透現(xiàn)象需要什么條件呢？”這兩個問題思考非常深入，很容易就得到正確的答案。 2、 對“①原生質層相當于半透膜嗎？”和“②細胞壁和原生質層的伸縮性一樣嗎？”這兩個問題的提出和作出假設 由滲透現(xiàn)象過渡到動物細胞的吸水和失水，再由動物細胞的吸水和失水過渡到植物細胞的吸水和失水，這兩個過渡非常自然。同學們的思考是建立在前面兩個問題已經(jīng)解決的基礎上的，從而在“提出問題”和“作出假設”方面一點也不吃力，表現(xiàn)出了很好的遷移能力。 3、 設計實驗方案時學生的精彩表現(xiàn) 在深入思考作出了假設的基礎上，去設計實驗方案已經(jīng)是呼之欲出了，此時學生表現(xiàn)出了很強的參與意識，在小組討論后，各小組要求發(fā)言的同學絡繹不絕，先是有同學將經(jīng)過組內(nèi)討論的大致步驟說出來，馬上組內(nèi)有同學覺得有沒說全的地方，站起來補充，接著別的小組有同學或者是指出前面發(fā)言小組的不足，或者是給出另外一個方案，而立即又有同學對別的同學指出的不足予以說明或者完善…… 五、課后反思 這是必修課中的第一個“探究”，學生在如何提出問題、作出假設和設計實驗等環(huán)節(jié)都還缺乏訓練，而本節(jié)課的教學實踐中，學生在探究實驗中怎樣對提出的問題作出假設以及怎樣進行實驗設計兩方面都收到了很好的效果。 而學生在課堂上活躍的原因可能在于以下幾個方面：一是一開始就用三個演示實驗的不同結果來設疑，學生親眼見到，自然興趣濃厚；二是自始至終都用連貫的問題環(huán)環(huán)相扣，學生一直處于回顧、思考和觀察中，非常投入；三是小組討論組織的好，學生團隊意識較強；四是實施實驗方案的過程中學生參與積極性高、小組協(xié)作比較好。 這節(jié)課學生經(jīng)歷和體驗了科學探究的一般過程，可以初步培養(yǎng)學生的探究能力。而探究活動應該以過程為重，如果確實是學生經(jīng)過分析與深入思考設計出了合適的實驗方案，就算是實驗結果差強人意，至少思維訓練的目的已經(jīng)達到了。 在這次教學實踐過程中我對這一點深有體會，即：在備課過程中，只有結合學生實際，設計出符合學生年齡思維特點和便于操作的教學方法、實驗方法才能充分發(fā)揮學生的主體作用，激發(fā)學生探究問題的興趣，完成相應的教學目標。