1、人教版必修一 第4章 第1节第四章 第1节 物质跨膜运输的实例 教学设计一、教学背景分析1.教材分析物质跨膜运输的实例是人教版必修1分子与细胞中第4章第1节的内容。教材利用一些具体例子和资料，介绍了两方面的内容：水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的，一些离子的跨膜运输并不是顺着离子的相对含量进行的，最后总结出细胞膜是选择透过性膜。其中，“水分的跨膜运输”具有重要的教学价值，这是一个探究实验，也是学生在高中阶段第一次真正全面接触探究实验，通过对植物细胞失水和吸水的探究，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。2.学情分析学生在初中做过或见过这样的实验：泡在盐水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更
2、加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量渗出；对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。而本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、失水的过程，理解细胞膜是选择透过性膜，内容本身较抽象，难以理解，学生学习起来会有一定困难。另外，学生在初中曾经接触到科学研究的一般步骤，但在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练。二、目标表述1.知识与技能（1）说出细胞在什么情况下吸水和失水。（2）举例说出细胞膜是选择透过性膜。（3）熟练制作临时装片和操作显微镜。2.过程与方法（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。（2）进行关于植物细胞
3、吸水和失水的实验设计和操作。3.情感态度和价值观体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。三、教学重难点教学重点1.说明探究实验的基本方法和一般过程。2.让学生知道细胞与外界溶液一起可以构成一个渗透系统。3.举例说出细胞膜是选择透过性膜。教学难点1.如何提出问题，做出假设。2.如何设计实验过程（材料、实验用具、试剂的选择，实验结果的预测等）。3.理解细胞膜不仅是半透膜，还是选择透过性膜。四、教学设计思路本节课首先由“问题探讨”引入，从“扩散”迁移到“渗透”。在生物小组课前完成渗透作用探究实验的基础上，由学生分析实验现象，总结出渗透作用发生的条件，体现“学生是学习的主体”。然后
4、由渗透装置类比联想到细胞，分析教材给出的“水分进出哺乳动物红细胞的状况”，认识动物细胞的吸水和失水是通过渗透作用完成的。在细胞的吸水和失水问题上，植物细胞和动物细胞相似吗？如果相似，植物细胞又有什么与动物细胞不同之处呢？引出探究活动。探究植物细胞的吸水和失水重在做好引导，训练学生提出问题、作出假设和实验设计的能力，归纳出科学探究的一般步骤，进一步通过动手实验，锻炼学生的操作能力。通过动植物细胞吸水和失水问题的分析，学生认识到水分子是可以自由进出细胞膜的，并且是顺相对含量的梯度进行的。教材的资料分析提供的素材是无机盐的吸收情况，通过分析讨论，引导学生归纳出：细胞对物质的吸收不一定都是顺相对含量的
5、梯度进行的；细胞吸收物质是有选择的，说明细胞膜具有选择透过性。本设计遵循的新课程理念是面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习。依据“自主学习”的原则，以探究式教学方法为主线，以学习小组为单位，利用多种教学资源引导学生自主学习，让学生在讨论、探究、交流中相互启迪，获得新知，形成良好的学习习惯和学习方法；在学生自我监控、自我评价、自我发展中培养学生独立思考习惯和创新意识，培养学生的探究能力、分析比较和表达能力以及合作精神。五、教学过程教学内容、过程安排设计意图第1课时【创设情境，导入新课 】引言：展示花瓶中插着的鲜花，以水养花，可维持花枝一段时间的活力，若无水就会很快失水、萎焉，说明水分能
6、够通过一定的方式进入细胞，维持活性，水分又是如何通过细胞膜进入细胞的呢？今天，我们共同探究水分是怎样通过细胞膜进出细胞，并以水为始，展开对其他物质如何进出细胞膜以及细胞膜结构的探究和学习。【问题探讨】1.学生演示实验：渗透作用的实验现象教师和各实验小组代表课前做好该实验，实验的内容设置如下： A组烧杯内盛清水，漏斗中盛蔗糖溶液：甲漏斗口密封玻璃纸/蛋壳膜乙漏斗口密封塑料布丙漏斗口密封纱布 B组：漏斗口密封半透膜： 甲漏斗内盛蔗糖溶液，烧杯内盛清水乙漏斗和烧杯内盛相同浓度的蔗糖溶液由实验可得：（1）渗透作用概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，称为渗透作用。（2）渗透作用条件：具有半透
7、膜；半透膜两侧具有浓度差2.提出讨论问题【探究1】问题1.液面为什么升高？答：水分子通过半透膜扩散进入长颈漏斗。 问题2：水为什么会通过半透膜进去？答：因为存在浓度差问题3.膜哪侧的水分子多？答：膜外侧浓度低，水分子多问题4.膜两侧的水流速度？答：水流出的速度慢，水流进的速度快问题5.水流方向？答：低浓度高浓度问题6.液面为什么不一直升高？答：水分子进出速率相等，达到动态平衡3.小结4.活学活用典型例题如图中的渗透装置，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则ab液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是B【互动探究，新课教学】1.
8、动物细胞的吸水和失水实验结果及分析，得出结论（课时2学生进行具体操作）：2. 探究植物细胞的吸水和失水（1）认识植物细胞结构通过认识结构，获取信息：成熟植物细胞具有中央大液泡，占整个细胞很大比例，因此成熟植物细胞内的液体环境主要考虑液泡中的细胞液。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。【探究2】教师提出：A.植物细胞吸水和失水的情况又怎样呢？B.植物细胞在什么情况下会失水和吸水？联系生活实际，作出假设夏天家里做凉伴黄瓜时有水出现，腌萝卜条时洒上一些盐会出水；而卖菜的阿姨经常向青菜上洒水，青菜变得硬挺，说明植物细胞也会吸水和失水。教师引导：我们要善于从生活中的现象发现新的问题，提出
9、问题。许多科学家的发现并不都是从实验中得到，更多的是通过观察生活中的现象发现问题的。C.植物细胞能否构成一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？ （课时2进行具体实验操作及验证）（2） 实验结果及分析，得出结论（讲解之前，展示动态动画过程，学生自我总结、归纳，老师精准点评）探究实验p62页：紫色洋葱鳞片叶： 液泡有颜色，体积变化明显，便于观察小结：质壁分离的原因：【探究3：课后拓展思考】渗透装置的漏斗中溶液的浓度是否与漏斗外溶液浓度相等。如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？答：不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水如果滴加的是0.5g/ml的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？答：高浓度的
10、蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原如果滴加的是盐酸、酒精、醋酸等溶液，实验结果会有什么不同？答：盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于做质壁分离的溶液。如果滴加的是以植物细胞可吸收的物质作溶质(如甘油、尿素、KNO3、乙二醇等)的溶液时实验结果会有什么不同？答：质壁分离后自动复原动植物细胞在吸水与失水方面的差异答：动物细胞没有细胞壁，因此不会有质壁分离现象。植物细胞由于有细胞壁的限制和保护不会因持续吸水而涨破。质壁分离与复原的应用A.判断细胞的死活B.测定细胞液浓度范围C.测比较不同植物细胞的细胞液浓度D.比较一系列溶液的浓度的大小E.鉴别不同种类的溶液(如KNO3和
11、蔗糖溶液)F.证明成熟植物细胞发生渗透作用；【及时反馈，愉悦总结】利用导学案，完成课前预习，课后及时检测，巩固训练，教师指导学生用概念图的形式进行课堂小结。第2课时进行实验，具体解决或验证探究3的思维拓展中的问题创设情境，从生活现象入手，联系生活实际，贴近日常生活，激起学生的学习欲望，学以致用。学生亲自实验，展示实验现象，分析比较实验结果，得出结论，验证理论现象。既锻炼了学生的动手操作能力，也提高了学生分析问题能力，更能激发学生学习、探究的积极性，使学生真正感受到课堂属于自己。通过演绎实验，引导学生总结学习渗透作用及渗透作用发生的条件。整个课时1的学习，也将通过归纳演绎法进行学习，充分体现学生
12、的学习自主性。多媒体课件直观演示，利于学生理解抽象的知识。具象微观理解渗透现象液面上升的原因，水分子运动扩散的原理。所设问题层层推进，由浅入深，由简到繁。通过引导学生自己得出结论并得出渗透作用发生的方向、速率等问题，将课堂的主动权交给学生。巩固知识，加深印象，现学现用，活学活用，让知识动起来。让学生初步体会科学探究的一般步骤。将前面通过渗透装置演示实验所得的理论知识，运用到动植物细胞吸水和失水的学习当中，充分有效学习，是渗透装置实验的运用、拓展和延伸。教给学生如何发现问题，提出问题，进而筛选出有价值的研究问题。通过问题的设置，使学生在思考领悟到选择合适实验材料、试剂的重要性。从实验材料,方法的
13、选择，实验过程，结果分析等一系列探究活动，使学生体验实验设计思路,提高学生的科学思维。分发挥学生的主体地位，学生自己能做的事由学生自己完成，教师不要包办。学生小结有助于知识的条理化、系统化。探究3拓展思考，启下作用，拓展学生思维，提升学生自主思维能力，更好地开展第二个课时的关于动物细胞，植物细胞的失水和吸水验证实验，真正达到理论与实际结合，训练生物科学思维。将理论与实践相结合，提高学生的生物科学思维和实验能力，进一步加深理解渗透作用的现象、条件和原理。六、教学反思这节课，通过归纳-演绎法，既学习了理论知识，也让学生通过提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析实验现象等环节的学习训练，将知识掌握更加灵动。提高了学生的生命科学实验探究能力和科学素养，丰富了学生的学习方式，变单一的个体学习为接受与体验、研究、发现相结合的小组合作式的学习，培养学生的合作互助意识，形成学习与交流的合作技能，激发学生积极研究实际生活中的生物现象的热情，逐步形成实事求是、锲而不舍、探索创新的科学态度。探究课程也对教师的教育技能提出了新的更高的要求，因而课堂设问，及时精准的点评等更显重要。多种教学方式结合，动静结合，使课堂更有灵性，更加活跃，张弛有度，提高教学效果。