“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健苯虒W(xué)設(shè)計

常彬

1 教學(xué)背景

1.1 教材分析

“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健笔侨私贪妗侗匦?·分子與細(xì)胞》第四章第三節(jié)的內(nèi)容，包括被動運(yùn)輸和主動運(yùn)輸。該內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型的基礎(chǔ)上研究物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式，體現(xiàn)了生物學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。

在高中生物學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容中，有許多素材適合用于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和創(chuàng)新精神，這一節(jié)內(nèi)容也在其中。教材從問題探討入手，提出問題，給出結(jié)論，但沒有實驗驗證和分析的過程，這為實驗設(shè)計和實驗分析提供了空間。

1.2 學(xué)情分析

學(xué)生對于“物質(zhì)跨膜”這一微觀的過程，缺少直觀的生活經(jīng)驗，會覺得這一節(jié)內(nèi)容抽象，需要借助直觀、形象的視頻或者動畫來輔助學(xué)習(xí)。同時，該節(jié)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了“流動鑲嵌模型”之后進(jìn)行的，所以學(xué)生較容易理解結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。

1.3 理念分析

“核心素養(yǎng)”是新課程背景下對學(xué)生知識、能力和價值觀的綜合要求。科學(xué)探究作為發(fā)現(xiàn)科學(xué)事實、揭示科學(xué)規(guī)律的過程和方法，在核心素養(yǎng)的要求中占有重要地位。教學(xué)不僅要使學(xué)生獲取知識，還要讓學(xué)生掌握獲取知識的方法，提高解決問題的能力。在教學(xué)中，教師應(yīng)該讓學(xué)生親歷思考和探究的過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo)

（1） 說明物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式；

（2） 比較三種跨膜運(yùn)輸方式的異同點。

2.2 能力目標(biāo)

（1） 培養(yǎng)觀察能力、語言表達(dá)能力和自主探究的能力；

（2） 通過探究葡萄糖是否穿過“腸衣”的實驗，學(xué)會提出問題，解決問題；

（3） 通過概念模型和數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，提升總結(jié)和歸納知識的能力。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)

（1） 通過探究葡萄糖是否穿過“腸衣”，培養(yǎng)善于分析和推理的探究精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；

（2） 通過分析物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑瑯淞⒔Y(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。

3 教學(xué)策略

本節(jié)課的核心策略是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，最大限度地挖掘?qū)W習(xí)主體的潛能。通過實驗現(xiàn)象、動畫以及教師精心設(shè)計的問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，學(xué)生自主完成探究，教師作必要的指導(dǎo)并帶動全體學(xué)生積極思考去解決問題。總之，實驗、觀察、探究、討論、展示與評價相結(jié)合，整堂課以學(xué)生為中心，以學(xué)生建構(gòu)知識、提升能力為主線展開。這有利于發(fā)展學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力，最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。

4 教學(xué)過程

4.1 科學(xué)求真

教師通過實驗創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣：腸衣是豬小腸經(jīng)刮制而成，由小腸黏膜、黏膜下層構(gòu)成，其中小腸黏膜上皮細(xì)胞排列緊密。對于葡萄糖是否能夠透過腸衣，學(xué)生持以下兩種觀點：

觀點一：葡萄糖不能透過有生物活性的腸衣，因為葡萄糖無法通過玻璃紙等半透膜，就無法通過具有致密上皮細(xì)胞的腸衣。觀點二：葡萄糖能透過有生物活性的腸衣，因為小腸要吸收葡萄糖。

學(xué)生提出問題：葡萄糖能否通過有生物活性的腸衣。學(xué)生討論實驗設(shè)計，教師根據(jù)學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行演示實驗，實驗裝置如圖1所示。一段時間后，檢測燒杯內(nèi)的生理鹽水是否含有葡萄糖。

實驗結(jié)果：燒杯內(nèi)的生理鹽水含有葡萄糖。

實驗結(jié)論：葡萄糖可通過有生物活性的腸衣。

4.2 大膽猜想

學(xué)生觀看物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D（只用編號區(qū)分，不給出運(yùn)輸方式的名稱），然后據(jù)圖猜想葡萄糖通過小腸上皮細(xì)胞膜的方式，并且說明猜想的理由。

教師根據(jù)學(xué)生的分析情況，引導(dǎo)討論，并使學(xué)生得出：要明確葡萄糖過膜的方式，必須先清楚各種方式的特點和異同。

4.3 知識建構(gòu)

教師依次展示三種運(yùn)輸方式的視頻，讓學(xué)生來描述視頻中運(yùn)輸方式的特點，并進(jìn)行總結(jié)。

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察和描述，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力并提高其語言表達(dá)的專業(yè)性和準(zhǔn)確性，讓學(xué)生自己體會出各種運(yùn)輸方式的特點和差異，并明確各種運(yùn)輸方式的定義。

學(xué)生討論、分析出影響各種運(yùn)輸方式的因素。

4.4 技能訓(xùn)練

教師引導(dǎo)學(xué)生嘗試用合適的形式來總結(jié)、展示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑?/p>

（1） 將核心概念關(guān)聯(lián)起來，展示三種運(yùn)輸方式間的聯(lián)系和異同（提示：可使用概念圖或者表格等形式）。（2） 用恰當(dāng)?shù)摹皵?shù)學(xué)語言”表示三種跨膜運(yùn)輸速率與相關(guān)影響因素之間的關(guān)系（提示：可使用坐標(biāo)曲線等形式）。

4.5 展示點評

學(xué)生代表上臺展示自己的成果，并說明設(shè)計的思路，其他學(xué)生點評。

4.5.1 概念圖展示（圖2）

4.5.1 曲線展示（圖3）

4.5.3 教師總結(jié)提升

（1） 設(shè)計概念圖的原則：簡明扼要，直觀有效。

（2） 坐標(biāo)曲線的設(shè)計步驟：選定橫縱坐標(biāo)→分析橫縱坐標(biāo)的關(guān)系→描繪曲線。

（3） 變式訓(xùn)練：解讀圖線。

教師引導(dǎo)分析圖4所示物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的運(yùn)輸方式。

4.6 應(yīng)用提升

（1）纈氨霉素是一種由12個氨基酸組成的脂溶性環(huán)形小肽。實驗證明，將纈氨霉素插入脂雙層后，K+則可大量出現(xiàn)在脂雙層的另一側(cè)。試判斷此實例中K+跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞綄儆谀姆N類型？

（2）科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸和Na+進(jìn)出腎小管上皮細(xì)胞的過程如圖5所示。

（1） 上皮細(xì)胞的Na+進(jìn)入組織間隙屬于_____________。

（2） 管腔中的氨基酸進(jìn)入上皮細(xì)胞屬于_____________。

（3） 上皮細(xì)胞的氨基酸進(jìn)入組織間隙屬于：__________________________。

3、如圖6是胡蘿卜在不同的含氧情況下從硝酸鉀溶液中吸收K+和NO的曲線。影響A、B兩點和B、C兩點吸收量不同的因素分別是 。

A.載體數(shù)量、能量

B.能量、載體數(shù)量

C.載體數(shù)量、離子濃度

D.能量、離子濃度

5 教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容在教學(xué)思路上改變了傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的模式。學(xué)生通過描述視頻、設(shè)計概念圖、繪制坐標(biāo)圖、解讀坐標(biāo)圖的方式來學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健＝虒W(xué)設(shè)計新穎，體現(xiàn)讓學(xué)生“做中學(xué)”的課程理念。教師多處“設(shè)問” “鋪路”，對問題優(yōu)化處理，為學(xué)生搭設(shè)橋梁；在師生互動過程中，利用設(shè)問培養(yǎng)學(xué)生的觀察、比較、分析的能力，讓學(xué)生在自主建構(gòu)中消化難點，鍛煉科學(xué)思維的縝密性。

但筆者還有以下兩點思考：

（1） 高中探究性學(xué)習(xí)活動的設(shè)計要遵循以下活動設(shè)計原則：實踐性原則、問題起點原則、相對自主性原則、過程性原則等，其中特別要注意問題起點原則和相對自主性原則，即要提出值得探究的真正問題，同時不能忽視教師的主導(dǎo)作用，應(yīng)該切實做到課前啟發(fā)、課中探究、課后深化，而不是簡單提供自主探究，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的機(jī)會。

（2）實施探究性教學(xué)的策略根據(jù)現(xiàn)有的材料，可采用以下策略：① 將某些驗證性實驗改為探究性實驗；② 在平時的教學(xué)中，教師靈活運(yùn)用教科書這一載體，在完成課程標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)的前提下挖掘教材中適合探究的片段；③ 探究不是唯一的教學(xué)方法，需輔以其他教學(xué)策略；④ 宜從部分探究過渡到完全探究，特別要注意交流和評價要素，要鼓勵學(xué)生在對話和合作中學(xué)習(xí)。