基于實驗的“細胞中的無機物”教學案例

劉于祥

摘 要：本節課設置多組實驗，旨在提高學生的興趣以及教學效果。本節課進行了多種實驗，其中包括嫩樹葉的加熱和干樹葉的燃燒、西瓜和涼粉的比較、水分測定儀對不同植物材料的含水量測定、自制血液循環模型演示、干種子和潮濕種子溫度的感受、水和果汁結冰等。

關鍵詞：無機物；水；無機鹽

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）23-087-2

不少老師認為，“細胞中的無機物”這一節內容簡單易講，但大多只停留在灌輸式教育，即便舉的例子也是學生在生活中沒有深刻體會的。如果把相關的教學內容設計成一個一個的實驗，讓學生真正從實驗中總結出相關的知識，那將會極大地調動學生的積極性，達到事半功倍的教學效果。

一、教學目標

1.知識方面

知道水和大多數無機鹽在細胞中的存在形式及生理功能。

2.能力方面

（1）通過分組實驗，鍛煉操作能力。通過分組討論，培養合作學習的能力。

（2）提升從資料、圖表等提取有價值信息的能力。

3.情感、態度與價值觀

（1）積極參加討論發表自己的見解，在交流中建立自信

（2）水是生命之源，養成自覺保護水資源的意識。

二、教學重難點

水和無機鹽在細胞中的作用是本節重點，結合水的概念、無機鹽的作用是本節難點。

三、教學教具

新鮮樹葉、干樹葉、紅葉李老枝、紅葉李嫩枝、李樹嫩枝、李樹果實、西瓜、涼粉、潮濕種子、干種子、自制血液循環模型、水分測定儀、酒精燈、打火機等。

四、教學課時

新授、一課時

五、教學過程

1.導入

將班級同學分組進行實驗。實驗一利用酒精燈對試管中的葉片進行加熱，通過試管中出現的水蒸氣得出生物體內含有水。實驗二利用酒精燈燃燒干樹葉得到的灰燼，讓學生知道生物體內無機鹽的存在[1]。引入課題細胞中的無機物。

2.細胞中的化合物

ppt投影細胞中的各種化合物及含量，學生觀察。

類 別化合物相對質量分數%

無機化合物

水85.0～90.0

無機鹽1.0～1.5

有機化合物

蛋白質7.0～10.0

脂質1.0～2.0

糖類和核酸1.0～1.5

教師提問：細胞中含有無機物和有機物兩大類物質，細胞的各種物質誰的含量最大？

教師總結出細胞中的化合物，水的含量最高。

3.水

（1）水的含量

演示實驗：

實驗材料：紅葉李老枝、紅葉李嫩枝、李樹嫩枝、李樹果實、水分測定儀

實驗過程：利用水分測定儀分別測定四組材料的含水量，進行對照比較。

教師提問，學生總結：

①紅葉李嫩枝與李樹嫩枝對照比較說明不同生物種類的含水量不同。

②李樹嫩枝與李樹果實對照比較說明同一生物不同的組織、器官中，水的含量也不相同。

③紅葉李老枝與紅葉李嫩枝對照比較說明同一生物在生長發育的不同時期，含水量不同。

（2）水的存在形式：

教師提問西瓜和涼粉中含有水嗎？（有）

學生用手擠壓西瓜塊和涼粉塊，西瓜塊流出汁液而涼粉塊中沒有，從而引出自由水（可以自由流動）、結合水（與其它物質結合在一起）。

（3）結合水的作用：

教師利用涼粉塊中水分與淀粉結合引導學生，細胞中也有水與蛋白質等結合在一起（結合水）成為細胞結構的重要組成成分。

（4）自由水的作用：

自制簡易血液循環模型，教師進行演示實驗。

①裝置的血管中充滿含有酚酞的水，加入NaOH粉末，水立即變為紅色，推動注射器紅色沿著血管流向各個方向。

②通過注射器加入Hcl，觀看到紅色逐漸消失。

學生討論總結自由水的作用。

教師總結：

①NaOH粉末溶于水出現紅色，說明水是良好的溶劑。

②紅色沿著血管流向各個方向，說明自由水能運輸物質。

③加入Hcl紅色消失，說明自由水中作為化學反應的介質。（ppt同時展示自由水的作用）

（5）自由水與結合水比例高低對代謝植物抗逆性的影響

①準備兩個大小相同的塑料瓶，分別裝滿潮濕的種子和干種子。讓學生用手感受溫度（不同）。

教師提問：同學們分析溫度不同的原因？（提示代謝可以產生的熱量）

教師總結：自由水的含量越高，代謝越旺盛。

②學生觀看演示實驗的視頻——水和果汁誰先結冰。

教師提問：為什么水結冰了，果汁還沒有結冰？

教師總結：細胞中結合水比例越高，植物的抗逆性越強。

（6）生命之水：

學生觀看生命之水視頻（一段關于地球上各種生物與水的關系），讓學生體驗生命離不開水，水是生命之源，養成保護水資源的意識。

4.無機鹽

（1）無機鹽的存在形式

閱讀教材找出無機鹽的存在形式（多數以離子形式存在）。

教師提問：同學們舉例說出有哪些離子？

陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等

陰離子：Cl-、SO2-4、PO3-4、HCO-3等。

（2）無機鹽的作用

①無機鹽是細胞內重要化合物的組成成分

ppt展示血紅蛋白和葉綠素分子結構式，重點標注Fe和Mg。得出無機鹽的作用重要化合物的組成成分。ppt繼續展示缺Fe性貧血和植物缺Mg圖片，讓學生進一步了解無機鹽是重要化合物的組成成分。

②無機鹽維持細胞和生物生命活動

播放運動員劇烈運動后抽搐的視頻。教師分析由于缺Ga導致抽搐。總結出無機鹽的作用維持生命活動。

③無機鹽維持人體的酸堿平衡。

ppt投影常見食物的酸堿度分類表，提示學生我們吃了酸性或堿性食物，人體PH值仍能保持穩定。

教師總結出人體通過無機鹽的作用：無機鹽（H2CO3/NaHCO3 NaH2PO4/Na2HPO4）能夠維持人體的酸堿平衡。

本節課的分組實驗和演示實驗，使學生更易理解相關知識點，從而改變了很多教師一直灌輸式教育的方式。教師只要認真引導學生動手實驗，課后就可以看出，學生很愿意接受這種課堂模式，而且教學效果也會很好。

[參考文獻]

[1]欣向紅.“細胞中的無機物”教學設計.中學生物學[J]，2015（07）.endprint