第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出 第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/h1>
2018-05-14 16:48:43鄭天書
學(xué)校教育研究 2018年27期
鄭天書
一、教學(xué)背景
本節(jié)課內(nèi)容是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《必修1》第四章第三節(jié)內(nèi)容。（物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑┱n程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是：“說明物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式”。
二、教材分析
1.教學(xué)內(nèi)容在教材中的地位與作用
本章著重介紹細(xì)胞膜的控制物質(zhì)進(jìn)出這一重要功能，其中第一節(jié)主要說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜，而這種功能與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，進(jìn)入本章的第二節(jié)內(nèi)容，能進(jìn)入膜的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞欠裣嗤@正是本節(jié)課要探討的問題。另外，本節(jié)內(nèi)容又與本模塊第五章的第2節(jié)《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》以及前面所學(xué)的“分泌蛋白的合成和運(yùn)輸”有關(guān)聯(lián)的地方，同時又是對生物膜具有流動性的一個很好的例證。
2.教學(xué)重點(diǎn)
物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式及其特點(diǎn)
3.教學(xué)難點(diǎn)：
被動運(yùn)輸與主動運(yùn)輸?shù)谋容^
三、教學(xué)方法
1.學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)具備了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、水跨膜的實(shí)例的基礎(chǔ)，掌握了蛋白質(zhì)多樣性的知識，為新知識的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，使新知識有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，使學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展，使學(xué)生的探究能力得到進(jìn)一步的提高。
2.教學(xué)方法
（1） 演示法
本節(jié)課充分利用現(xiàn)代聲像技術(shù)及多種媒體工具，借助多媒體動畫 ，把跨膜運(yùn)輸?shù)膸追N方式等直觀的展示給學(xué)生，有利于學(xué)生由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。
（2）引導(dǎo)探究法
本節(jié)課把引導(dǎo)法自始自終貫穿于學(xué)生的探究活動中，同時幫助學(xué)生建構(gòu)正確的知識結(jié)構(gòu)，適時得當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)有利于學(xué)生掌握正確的探究方法。
3.學(xué)法設(shè)計(jì)
（1）合作學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究、觀察、分析、互相討論，發(fā)揮群體智慧以達(dá)到解決問題的目的。本節(jié)課學(xué)生將在老師的引導(dǎo)下通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀看動畫、結(jié)合教材等方式進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。
4.教學(xué)媒體設(shè)計(jì)：多媒體課件
四、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo)
（1）說明物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式及特點(diǎn)
（2）明確主動運(yùn)輸與被動運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別及對細(xì)胞生活的意義
2.能力目標(biāo)
（1）學(xué)會根據(jù)現(xiàn)象提出問題，分析原理，歸納概念的方法；
（2）提高學(xué)生對圖表數(shù)據(jù)的解讀能力，探索使用圖表描述生理活動的方法；
3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
（1）積極參與討論，學(xué)會合作，踴躍發(fā)言，在交流中建立自信心。
（2）培養(yǎng)學(xué)生善于動腦和嚴(yán)密分析的習(xí)慣，在發(fā)現(xiàn)過程中提高思維品質(zhì)。
五、教學(xué)過程
（一）創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑引入
復(fù)習(xí)流動鑲嵌模型內(nèi)容，細(xì)胞膜是怎樣控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的呢？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)如何與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能相適應(yīng)？
利用圖片展示對比不同物質(zhì)通過不含蛋白質(zhì)的人工脂雙層的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生觀察討論：什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？ 科學(xué)猜想：葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但是，小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，原因是什么？ 離子不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但是能進(jìn)出細(xì)胞膜的原因是什么？
（二）探究
探究1 自由擴(kuò)散
動畫展示：觀察物質(zhì)通過細(xì)胞膜的動畫過程和空氣和氮?dú)庀嗷U(kuò)散的現(xiàn)象，提醒學(xué)生注意抓住關(guān)鍵因素-濃度梯度進(jìn)行觀察結(jié)自由擴(kuò)散的方向、條件、動力，總結(jié)出自由擴(kuò)散的概念。
讓學(xué)生自己總結(jié)自由擴(kuò)散的概念和特點(diǎn)。
結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成____關(guān)系，自由擴(kuò)散過程只受____影響。
（進(jìn)行引導(dǎo)：離子和一些較大的分子如葡萄糖，它們不能自由的通過細(xì)胞膜，那么他們是如何進(jìn)出細(xì)胞的呢？導(dǎo)入）
探究2 協(xié)助擴(kuò)散
觀察物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜的動畫，接著給出協(xié)助擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，請學(xué)生分析數(shù)據(jù)，繪出曲線圖，總結(jié)規(guī)律。讓學(xué)生觀察曲線圖后思考：自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散有什么相同點(diǎn)？有什么不同？分析曲線拐點(diǎn)前后不同部分的限制因素分別是什么？如果把載體膜蛋白比喻成船，影響貨物運(yùn)輸過河的因素可以類比影響物質(zhì)通過協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)乃俾室蛩亍?/p>
結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度成____關(guān)系，超過一定的濃度后，協(xié)助擴(kuò)散中物質(zhì)運(yùn)輸速率受____限制
（過度：從物質(zhì)運(yùn)輸是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”為例，給出被動運(yùn)輸?shù)母拍睢Ｍ瑫r大屏幕展示教材P71表4-1，導(dǎo)入本節(jié)課的第二部分“主動運(yùn)輸”。）
探究3 主動運(yùn)輸
讓學(xué)生觀察物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭赢嬤^程、總結(jié)主動運(yùn)輸?shù)母拍睢?yōu)點(diǎn)及意義。 學(xué)生分小組討論并讓組長組長匯報(bào)討論結(jié)果，進(jìn)行猜想離子逆濃度進(jìn)出細(xì)胞膜應(yīng)該具備哪些條件。
（三）課堂小結(jié)
根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，以表格的形式讓學(xué)生歸納三種運(yùn)輸方式的異同，根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，如果時間允許，學(xué)生的基礎(chǔ)比較好，可以將比較的項(xiàng)目由運(yùn)輸方向、載體、能量、實(shí)例等方面進(jìn)一步延伸至曲線圖。
（四）當(dāng)堂檢測
六、課后反思
在教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生交待幾個容易忽視或弄錯的知識點(diǎn)
1.細(xì)胞膜中的載體蛋白在協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸中都有特異性，如運(yùn)載鉀離子的載體就不能運(yùn)載其他物質(zhì)
2.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的相同點(diǎn)都是順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，而主動運(yùn)輸既可以順濃度梯度，也可以逆濃度梯度
本節(jié)課我認(rèn)為比較符合新課標(biāo)的理念，主要的知識點(diǎn)在老師的引導(dǎo)下，基本上是通過討論由學(xué)生自己歸納出來的，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位；另外在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了一些不足，比如說本節(jié)課的討論比較多，還有讓學(xué)生提出問題并嘗試性回答的形式，這樣課堂的節(jié)奏就很難控制，很容易出現(xiàn)前緊后松或前松后緊的情況，這需要教師在備課精心設(shè)計(jì)好教學(xué)程序。新課改背景下，老師靈活運(yùn)用教材，充分開發(fā)和利用課程資源，合理設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性地解決教學(xué)任務(wù)而課時有限的矛盾。
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二、教材分析
1.教學(xué)內(nèi)容在教材中的地位與作用
本章著重介紹細(xì)胞膜的控制物質(zhì)進(jìn)出這一重要功能，其中第一節(jié)主要說明細(xì)胞膜是選擇透過性膜，而這種功能與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)，進(jìn)入本章的第二節(jié)內(nèi)容，能進(jìn)入膜的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞欠裣嗤@正是本節(jié)課要探討的問題。另外，本節(jié)內(nèi)容又與本模塊第五章的第2節(jié)《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》以及前面所學(xué)的“分泌蛋白的合成和運(yùn)輸”有關(guān)聯(lián)的地方，同時又是對生物膜具有流動性的一個很好的例證。
2.教學(xué)重點(diǎn)
物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式及其特點(diǎn)
3.教學(xué)難點(diǎn)：
被動運(yùn)輸與主動運(yùn)輸?shù)谋容^
三、教學(xué)方法
1.學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)具備了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、水跨膜的實(shí)例的基礎(chǔ)，掌握了蛋白質(zhì)多樣性的知識，為新知識的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，使新知識有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，使學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展，使學(xué)生的探究能力得到進(jìn)一步的提高。
2.教學(xué)方法
（1） 演示法
本節(jié)課充分利用現(xiàn)代聲像技術(shù)及多種媒體工具，借助多媒體動畫 ，把跨膜運(yùn)輸?shù)膸追N方式等直觀的展示給學(xué)生，有利于學(xué)生由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。
（2）引導(dǎo)探究法
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3.學(xué)法設(shè)計(jì)
（1）合作學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究、觀察、分析、互相討論，發(fā)揮群體智慧以達(dá)到解決問題的目的。本節(jié)課學(xué)生將在老師的引導(dǎo)下通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀看動畫、結(jié)合教材等方式進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。
4.教學(xué)媒體設(shè)計(jì)：多媒體課件
四、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo)
（1）說明物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式及特點(diǎn)
（2）明確主動運(yùn)輸與被動運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別及對細(xì)胞生活的意義
2.能力目標(biāo)
（1）學(xué)會根據(jù)現(xiàn)象提出問題，分析原理，歸納概念的方法；
（2）提高學(xué)生對圖表數(shù)據(jù)的解讀能力，探索使用圖表描述生理活動的方法；
3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
（1）積極參與討論，學(xué)會合作，踴躍發(fā)言，在交流中建立自信心。
（2）培養(yǎng)學(xué)生善于動腦和嚴(yán)密分析的習(xí)慣，在發(fā)現(xiàn)過程中提高思維品質(zhì)。
五、教學(xué)過程
（一）創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑引入
復(fù)習(xí)流動鑲嵌模型內(nèi)容，細(xì)胞膜是怎樣控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的呢？細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)如何與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能相適應(yīng)？
利用圖片展示對比不同物質(zhì)通過不含蛋白質(zhì)的人工脂雙層的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生觀察討論：什么樣的分子能夠通過脂雙層？什么樣的分子不能通過？ 科學(xué)猜想：葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但是，小腸上皮細(xì)胞能大量吸收葡萄糖，原因是什么？ 離子不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，但是能進(jìn)出細(xì)胞膜的原因是什么？
（二）探究
探究1 自由擴(kuò)散
動畫展示：觀察物質(zhì)通過細(xì)胞膜的動畫過程和空氣和氮?dú)庀嗷U(kuò)散的現(xiàn)象，提醒學(xué)生注意抓住關(guān)鍵因素-濃度梯度進(jìn)行觀察結(jié)自由擴(kuò)散的方向、條件、動力，總結(jié)出自由擴(kuò)散的概念。
讓學(xué)生自己總結(jié)自由擴(kuò)散的概念和特點(diǎn)。
結(jié)論：物質(zhì)的運(yùn)輸速度與物質(zhì)濃度差成____關(guān)系，自由擴(kuò)散過程只受____影響。
（進(jìn)行引導(dǎo)：離子和一些較大的分子如葡萄糖，它們不能自由的通過細(xì)胞膜，那么他們是如何進(jìn)出細(xì)胞的呢？導(dǎo)入）
探究2 協(xié)助擴(kuò)散
觀察物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜的動畫，接著給出協(xié)助擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，請學(xué)生分析數(shù)據(jù)，繪出曲線圖，總結(jié)規(guī)律。讓學(xué)生觀察曲線圖后思考：自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散有什么相同點(diǎn)？有什么不同？分析曲線拐點(diǎn)前后不同部分的限制因素分別是什么？如果把載體膜蛋白比喻成船，影響貨物運(yùn)輸過河的因素可以類比影響物質(zhì)通過協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸?shù)乃俾室蛩亍?/p>
結(jié)論：在一定濃度范圍內(nèi)，物質(zhì)的運(yùn)輸速率與物質(zhì)濃度成____關(guān)系，超過一定的濃度后，協(xié)助擴(kuò)散中物質(zhì)運(yùn)輸速率受____限制
（過度：從物質(zhì)運(yùn)輸是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”為例，給出被動運(yùn)輸?shù)母拍睢Ｍ瑫r大屏幕展示教材P71表4-1，導(dǎo)入本節(jié)課的第二部分“主動運(yùn)輸”。）
探究3 主動運(yùn)輸
讓學(xué)生觀察物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭赢嬤^程、總結(jié)主動運(yùn)輸?shù)母拍睢?yōu)點(diǎn)及意義。 學(xué)生分小組討論并讓組長組長匯報(bào)討論結(jié)果，進(jìn)行猜想離子逆濃度進(jìn)出細(xì)胞膜應(yīng)該具備哪些條件。
（三）課堂小結(jié)
根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，以表格的形式讓學(xué)生歸納三種運(yùn)輸方式的異同，根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，如果時間允許，學(xué)生的基礎(chǔ)比較好，可以將比較的項(xiàng)目由運(yùn)輸方向、載體、能量、實(shí)例等方面進(jìn)一步延伸至曲線圖。
（四）當(dāng)堂檢測
六、課后反思
在教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生交待幾個容易忽視或弄錯的知識點(diǎn)
1.細(xì)胞膜中的載體蛋白在協(xié)助擴(kuò)散和主動運(yùn)輸中都有特異性，如運(yùn)載鉀離子的載體就不能運(yùn)載其他物質(zhì)
2.自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的相同點(diǎn)都是順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，而主動運(yùn)輸既可以順濃度梯度，也可以逆濃度梯度
本節(jié)課我認(rèn)為比較符合新課標(biāo)的理念，主要的知識點(diǎn)在老師的引導(dǎo)下，基本上是通過討論由學(xué)生自己歸納出來的，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位；另外在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了一些不足，比如說本節(jié)課的討論比較多，還有讓學(xué)生提出問題并嘗試性回答的形式，這樣課堂的節(jié)奏就很難控制，很容易出現(xiàn)前緊后松或前松后緊的情況，這需要教師在備課精心設(shè)計(jì)好教學(xué)程序。新課改背景下，老師靈活運(yùn)用教材，充分開發(fā)和利用課程資源，合理設(shè)計(jì)，創(chuàng)造性地解決教學(xué)任務(wù)而課時有限的矛盾。
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