物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗虒W(xué)設(shè)計.doc

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教學(xué)設(shè)計 物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗? 一、教材分析: 《物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗肥侨私贪姹匦?《分子與細(xì)胞》中第4章第1節(jié)的內(nèi)容。教材利用一些具體例子和資料，介紹了兩方面的內(nèi)容：水分子是順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)?，一些離子的跨膜運輸并不是順著離子的相對含量進(jìn)行的，最后總結(jié)出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。其中，“水分的跨膜運輸”具有重要的教學(xué)價值，從滲透裝置，動植物細(xì)胞的吸水失水兩方面分析。這其中包含了一個探究實驗，也是學(xué)生在高中階段第一次真正全面接觸探究實驗，通過對植物細(xì)胞失水和吸水的探究，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會探究問題的一般方法和步驟。 二、學(xué)情分析：學(xué)生在生活中見過或聽過這樣的現(xiàn)象：泡在鹽水中的蘿卜條會軟縮，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺。學(xué)生也有這樣的生活經(jīng)驗：做菜餡時加入一些鹽，蔬菜中的水分會大量滲出；對農(nóng)作物施肥過多會造成“燒苗”現(xiàn)象等，這些生活經(jīng)驗對學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容都有幫助。而本節(jié)內(nèi)容需要學(xué)生從微觀水平上理解細(xì)胞吸水、失水的過程，理解細(xì)胞膜是選擇透過性膜，內(nèi)容本身較抽象，難以理解，學(xué)生學(xué)習(xí)起來會有一定困難。另外，學(xué)生在初中曾經(jīng)接觸到科學(xué)研究的一般步驟，但在如何提出問題、作出假設(shè)和設(shè)計實驗等環(huán)節(jié)都還缺乏訓(xùn)練。 三、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 （1）說出細(xì)胞在什么情況下吸水和失水。 （2）舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。 （3）熟練制作臨時裝片和操作顯微鏡。 2、過程與方法 （1）嘗試從生活現(xiàn)象中提出問題，作出假設(shè)。 （2）進(jìn)行關(guān)于植物細(xì)胞吸水和失水的實驗設(shè)計和操作。 3、情感態(tài)度和價值觀 體驗科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和精神。 四、教學(xué)重難點 教學(xué)重點 1、說明探究實驗的基本方法和一般過程。 2、讓學(xué)生知道細(xì)胞與外界溶液一起可以構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)。 3、舉例說出細(xì)胞膜是選擇透過性膜。 教學(xué)難點 1、如何提出問題，做出假設(shè)。 2、如何設(shè)計實驗過程（材料、實驗用具、試劑的選擇，實驗結(jié)果的預(yù)測等）。 3、理解細(xì)胞膜不僅是半透膜，還是選擇透過性膜。 五、教學(xué)過程（教學(xué)環(huán)節(jié)、活動設(shè)計、設(shè)計意圖） 教學(xué)內(nèi)容、過程安排 設(shè)計意圖 第1課時 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 。 引言：同學(xué)們回憶一下贊美蓮藕的詩句“出淤泥而不染，濯青蓮而不妖”。 蓮藕生長在污濁的泥土中卻能從環(huán)境中獲取蓮藕細(xì)胞生命活動需要的營養(yǎng)物質(zhì)，如水、氧氣、礦物質(zhì)等，而蓮藕細(xì)胞不需要的物質(zhì)分子則不能進(jìn)入。到底是什么控制物質(zhì)分子進(jìn)出細(xì)胞？（細(xì)胞膜）物質(zhì)分子是如何跨越細(xì)胞膜輸入和輸出細(xì)胞的？（引出本章課題） 今天，我們先以水分為例，共同探究水分是怎樣通過細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的。（引出本節(jié)課題） “問題探討” （1）演示實驗：一滴紅墨水滴入到清水中，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 學(xué)生觀察并回答。 （2）提出探究問題：如果兩種不同的溶液被一層半透膜隔開，結(jié)果又會怎樣？ 演示：滲透作用的實驗現(xiàn)象。 教師和各實驗小組代表課前做好該實驗，實驗的內(nèi)容設(shè)置如下： ①燒杯中是清水，漏斗內(nèi)是30%的蔗糖溶液，兩種不同的溶液被一層玻璃紙（半透膜）隔開，實驗開始時，漏斗內(nèi)外的液面在同一水平面上，靜置2 h后，漏斗內(nèi)的液面有何變化？ ②用一層紗布代替半透膜，其它的均與①相同，漏斗內(nèi)的液面有何變化？ ③用一層塑料布代替半透膜，其它的也與①相同，漏斗內(nèi)的液面會有什么變化？ ④若漏斗內(nèi)外均是同濃度蔗糖溶液，情況又是怎樣的？若漏斗內(nèi)外都是清水呢？ 第1小組學(xué)生介紹演示實驗①，展示實驗現(xiàn)象。 （3）提出討論問題 問題： 為什么漏斗內(nèi)的液面會上升？ 多媒體動畫演示，引導(dǎo)學(xué)生思考。 師生總結(jié)：水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)擴(kuò)散，也就是說：水分子是順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)?，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。這個裝置叫滲透裝置。 第2、3小組學(xué)生介紹演示實驗②、③，展示實驗現(xiàn)象。 教師及時引導(dǎo)學(xué)生思考：比較①②③組我們可以得出什么結(jié)論？ 第4小組學(xué)生介紹演示實驗④，展示實驗現(xiàn)象。 通過比較①④我們又可以得出什么結(jié)論？ 學(xué)生總結(jié)上面兩個結(jié)論得出滲透作用發(fā)生的條件： a要有半透膜；b半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。 互動探究，新課教學(xué)。 1、 動物細(xì)胞的吸水和失水 類比滲透裝置與細(xì)胞，提出問題：細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)嗎？ 從生活中的例子入手，例如，當(dāng)我們吃比較咸的食物時，如腌制的咸菜、連續(xù)嗑帶鹽的瓜子等，你的口腔會有什么感覺? 引出動物細(xì)胞的吸水和失水。 引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)：動物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)。 設(shè)計實驗，驗證假設(shè)（學(xué)生完成）。動物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜，動物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)是動物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境。將哺乳動物的紅細(xì)胞分別放在濃鹽水、生理鹽水、清水中，觀察紅細(xì)胞的形態(tài)。 預(yù)期結(jié)果（學(xué)生完成）：紅細(xì)胞在濃鹽水中失水皺縮，在生理鹽水中保持原有形態(tài)，在清水中吸水膨脹。 圖片展示：水分進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的狀況。 分析結(jié)果，得出結(jié)論（學(xué)生完成）： 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 ﹥外界溶液濃度，細(xì)胞吸水 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 ﹤外界溶液濃度，細(xì)胞失水 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 ＝ 外界溶液濃度，細(xì)胞形態(tài)不變 動物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)，水進(jìn)出細(xì)胞是順相對含量的梯度，通過滲透作用進(jìn)行的。 2、 探究植物細(xì)胞的吸水和失水 教師提出：植物細(xì)胞吸水和失水的情況又怎樣呢？ 例如，在日常生活里，夏天家里做涼伴黃瓜時有水出現(xiàn)，腌蘿卜條時灑上一些鹽會出水；而賣菜的阿姨經(jīng)常向青菜上灑水，青菜變得硬挺，說明植物細(xì)胞也會吸水和失水。 教師引導(dǎo)：我們要善于從生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題。許多科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)并不都是從實驗中得到，更多的是通過觀察生活中的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題的。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要”。 ●提出問題 教師：從生活中的現(xiàn)象，結(jié)合上面這些例子，你可以提出什么問題? ①植物細(xì)胞能吸水和失水嗎？ ②植物細(xì)胞在什么情況下會吸水和失水？ ③植物細(xì)胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？ 篩選值得探究的問題：植物細(xì)胞在什么情況下會吸水和失水？植物細(xì)胞是不是一個滲透系統(tǒng)，哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜？ 提出了一個有價值的問題后,我們?nèi)绾稳パ芯克? ●作出假設(shè) （以下以“探究植物細(xì)胞中哪些結(jié)構(gòu)相當(dāng)于半透膜”為例） ⑴作出假設(shè)：當(dāng)一個問題提出后，我們必須結(jié)合已有的知識或經(jīng)驗（必要時還要查找資料）分析問題，并且作出嘗試性的回答，這種嘗試性的回答稱為“作出假設(shè)”。 教師圖片展示：“成熟植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖?！? 提供信息：①成熟植物細(xì)胞具有中央大液泡，占整個細(xì)胞很大比例，因此成熟植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細(xì)胞液。 ②原生質(zhì)層：包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。 教師引導(dǎo)，學(xué)生作出假設(shè)：假設(shè)原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，也可以假設(shè)細(xì)胞壁相當(dāng)于原生質(zhì)層，或者假設(shè)原生質(zhì)層、細(xì)胞壁兩者都相當(dāng)于半透膜。 各個小組可能會提出不同的假設(shè)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生講述理由，最后確定一個較合理的假設(shè)：原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。 ⑵預(yù)測實驗結(jié)果： 當(dāng)細(xì)胞液濃度 ﹥外界溶液濃度，細(xì)胞吸水； 當(dāng)細(xì)胞液濃度 ﹤外界溶液濃度，細(xì)胞失水。 教師可以適當(dāng)補(bǔ)充：細(xì)胞液中的水分流失，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮，但由于原生質(zhì)層的伸縮性比細(xì)胞壁的伸縮性大，當(dāng)細(xì)胞不斷失水時，原生質(zhì)就會與細(xì)胞壁分離開來，也就發(fā)生質(zhì)壁分離。將發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入清水中時，會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。 作出的假設(shè)是否正確呢？就需要通過設(shè)計實驗來驗證。 ●設(shè)計實驗 教師引導(dǎo)學(xué)生考慮實驗設(shè)計上的一些細(xì)節(jié)問題，例如： ①實驗材料、試劑、用具的選擇 材料的選擇：有顏色的還是沒有顏色的，細(xì)胞小的還是相對比較大的，為什么？ 試劑的選擇：糖水、酒精、醋酸、鹽水？（試劑的濃度必須是好控制的，試劑是容易獲得的，對細(xì)胞是沒有傷害的） 實驗用具的選擇：植物細(xì)胞的吸水和失水是一個微觀的過程，必須通過什么工具來觀察？ 教師提示：洋蔥表皮細(xì)胞有紫色液泡，而且表皮容易撕取獲得。實驗過程中細(xì)胞應(yīng)處于生活狀態(tài)。 ②實驗步驟 教師：實驗材料、試劑、用具選好了，接下來要考慮整個實驗具體的操作步驟。該如何具體操作? 是先把洋蔥泡在蔗糖溶液中，10 min后取出做成裝片，顯微鏡下觀察；還是先做好裝片，再想辦法往里加入試劑呢? （先做裝片再加試劑好，這樣可以在顯微鏡下觀察細(xì)胞失水的變化過程。） 實驗要點提示： 第一步：用清水制作洋蔥鱗片葉表皮的臨時裝片，先用低倍鏡觀察。 教師：如何使洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞處于失水狀態(tài)？ 第二步：嘗試用不同濃度梯度的蔗糖溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％、20％、30％、40%、50%）使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。 教師：如何使它們復(fù)原？ 第三步：使洋蔥表皮細(xì)胞浸潤于清水中，觀察質(zhì)壁分離的復(fù)原。 ③設(shè)計結(jié)果記錄表 教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己做出的預(yù)期，明確在實驗中需要重點觀察的內(nèi)容：細(xì)胞壁的位置、原生質(zhì)層的位置、中央液泡的大小、細(xì)胞的大小、細(xì)胞液顏色的深淺變化。 試劑 中央液泡的大小 原生質(zhì)層的位置 細(xì)胞大小 蔗糖溶液 清水 要求學(xué)生針對探究的問題，以小組為單位設(shè)計一份實驗方案。 第2課時 教師檢查學(xué)生的實驗設(shè)計。 學(xué)生小組代表展示實驗設(shè)計內(nèi)容。 ●進(jìn)行實驗 學(xué)生進(jìn)行實驗，教師參與其中，對于學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的問題及時的發(fā)現(xiàn)，及時的解決，真正的融入到學(xué)生中間去。 ●分析結(jié)果，得出結(jié)論 做完實驗后，我們要對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，實驗結(jié)果是否與預(yù)期相吻合?是否支持了我們最初的假設(shè)?當(dāng)實驗結(jié)果與預(yù)期不符時，我們要多思考，也不要急于認(rèn)定假設(shè)不成立，要考慮會不會是因為實驗操作的不正確導(dǎo)致不能達(dá)到預(yù)期結(jié)果的?會不會有什么干擾因素呢? 各組展示各自的實驗結(jié)果，描述所觀察到的實驗現(xiàn)象。 教師及時引導(dǎo)學(xué)生思考實驗中出現(xiàn)的問題：例如這個實驗中，如果開始使用了0.6 g/mL的蔗糖溶液，很快就觀察到了質(zhì)壁分離，但后來加清水怎么也不能使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，能否斷定當(dāng)外界濃度低的時候細(xì)胞不能吸水呢?為什么？ （不能，因為蔗糖濃度過高了，導(dǎo)致細(xì)胞失水過快而死亡。） 教師：所以無論實驗成功也好，失敗也好，都要認(rèn)真分析。根據(jù)實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論，最終師生達(dá)成共識，植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。 3、 物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗? 細(xì)胞的吸水和失水是水分子順相對含量的梯度跨膜運輸?shù)倪^程。其他物質(zhì)呢？ 資料分析：P64 學(xué)生討論 學(xué)生：細(xì)胞對于物質(zhì)的輸入和輸出有選擇性。 師生：細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。 及時反饋，愉悅總結(jié)。 練習(xí)是使學(xué)生掌握知識形成技能發(fā)展智力的重要手段，設(shè)計練習(xí)時盡量地做到科學(xué)、合理，體現(xiàn)出一定的層次性和針對性，難易適中，對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行及時的反饋。 教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行完后給學(xué)生一定的時間，反思自己思維中的不足，消化所學(xué)知識。然后教師指導(dǎo)學(xué)生用概念圖的形式進(jìn)行課堂小結(jié)。 創(chuàng)設(shè)情境，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。 學(xué)生親自實驗，展示實驗現(xiàn)象，分析比較實驗結(jié)果，得出結(jié)論，既鍛煉了學(xué)生的動手操作能力，也提高了學(xué)生分析問題能力，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、探究的積極性，使學(xué)生真正感受到課堂屬于自己。 多媒體課件直觀演示，利于學(xué)生理解抽象的知識。 通過引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論并得出滲透作用發(fā)生的條件，將課堂的主動權(quán)交給學(xué)生。 讓學(xué)生初步體會科學(xué)探究的一般步驟。 教給學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，進(jìn)而篩選出有價值的研究問題。 通過問題的設(shè)置，使學(xué)生在思考領(lǐng)悟到選擇合適實驗材料、試劑的重要性。 從實驗材料,方法的選擇，實驗過程，結(jié)果分析等一系列探究活動，使學(xué)生體驗實驗設(shè)計思路,提高學(xué)生的科學(xué)思維。 充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，學(xué)生自己能做的事由學(xué)生自己完成，教師不要包辦。 學(xué)生小結(jié)有助于知識的條理化、系統(tǒng)化。 六、板書設(shè)計 一、滲透作用： 1、概念：水分子從數(shù)量多的一側(cè)向水分子數(shù)量少的一側(cè)擴(kuò)散，也就是說：水分子是順著相對濃度梯度跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象。 2、發(fā)生的條件： a要有半透膜； b半透膜兩側(cè)的溶液存在濃度差。 二、動物細(xì)胞的吸水失水： 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 ﹥外界溶液濃度，細(xì)胞吸水 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 ﹤外界溶液濃度，細(xì)胞失水 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度 ＝ 外界溶液濃度，細(xì)胞形態(tài)不變 三、植物細(xì)胞的吸水失水： 當(dāng)細(xì)胞液濃度 ﹥外界溶液濃度，細(xì)胞吸水； 當(dāng)細(xì)胞液濃度 ﹤外界溶液濃度，細(xì)胞失水，植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。 四、探究實驗： 六個步驟：提出問題、作出假設(shè)、 設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、 得出結(jié)論和交流討論 七、教學(xué)反思 這節(jié)課，通過對學(xué)生提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、實施實驗、分析實驗現(xiàn)象等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，一方面提高了學(xué)生的生命科學(xué)實驗探究能力；另一方面豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，變單一的個體學(xué)習(xí)為接受與體驗、研究、發(fā)現(xiàn)相結(jié)合的小組合作式的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體參與的同時，更強(qiáng)調(diào)同學(xué)之間的相互合作，培養(yǎng)學(xué)生的合作互助意識，形成學(xué)習(xí)與交流的合作技能；更重要的是學(xué)生初步感受物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的具體過程，由宏觀的感性認(rèn)識上升到微觀的理性的分析過程中，突破了有可能會出現(xiàn)的理解誤區(qū)。其次，使學(xué)生體會到根據(jù)實際情景設(shè)計出合理模擬實驗來研究問題的思想方法，激發(fā)學(xué)生積極研究實際生活中的生物現(xiàn)象的熱情，逐步形成實事求是、鍥而不舍、探索創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。 本節(jié)課設(shè)計了較多的學(xué)生探究活動，時間和效果較難把握。如條件允許用連堂的兩個課時來完成效果更好。