3.3物质通过多种方式出入细胞（教学设计）

“物质出入细胞的方式”教学设计
1 设计思想
建构主义学习观强调学习不是教师简单地把知识传递给学生，而是学生自己主动建构。教师需要创设利于学习者所学内容的意义建构情境。维果茨基的最近发展区理论，为了促进学生的发展,教师要搭建知识建构的“脚手架”，设计有一定难度的问题，采用问题解决教学，创建学习共同体。
基于上述理念，本节课将通过逐一展示一系列现象创设意义学习情境：①硫酸铜在水中不断扩散的现象；②黄瓜分别放在糖水和清水中的软硬程度的不同和紫色洋葱纸质壁分离实验现象；③用尿素代替蔗糖后的紫色洋葱发生质壁分离后又自动复原的现象；④身体白细胞吞噬病菌现象。然后抛出问题串，与同学一起分析探究，并借助多媒体呈现各种动画演示来解释现象，帮助学生达到对物质进出细胞的方式的理解。建构模型是学习和研究生物学的一种重要的方法。本课教师设计一个模拟活动，让学生自己构建细胞膜的物理模型，各自扮演不同的角色，以达到对物质出入细胞方式的充分理解。（以部分同学构成细胞膜的一角，另一部分同学为各种物质，然后让细胞膜对这些物质进行物质判断并实施一定的物质运输方式。）
2 教学分析
2.1 教材分析
“物质出入细胞的方式”选自《高中生物必修1（分子与细胞）》中第三章第二节。主要内容为不同物质进出细胞的方式：扩散、易化扩散、主动运输及渗透作用。该知识点在细胞的物质组成、形态结构、能量货币之后是对上述基础知识的进一步深入。同时该课内容也涉及以后诸多的教学内容：如呼吸作用、光合作用中反应物与反应产物出入细胞方式、动物激素调节中激素的分泌、内环境的稳态、神经细胞兴奋的产生与传导中离子出入神经细胞的方式等。因此该课是后续课程的基础。在整个章节中，本节课居于承上启下的重要地位，很好地起到了过渡作用。
2.2 学情分析
学习该课学生已经储备了一定的知识：如直接供能物质——ATP；植物个体失水或吸水现象在初中科学中有实验，属于个体水平，为本节课进入细胞水平学习奠定基础。因此学生学习该课是有一定的知识背景的，是可以接受新知识的。
3 教学目标
3.1 知识目标 区分物质出入细胞的各种方式；能够判断各种物质出入细胞的方式；分析并说出细胞吸水或失水的原因。
3.2 能力目标 在教学中培养学生表达交流的能力，思维推理能力，分析比较能力，知识的迁移能力、初步模型构建能力和对实际问题的结决能力。
3.3 情感目标 通过学习养成具体问题具体分析的态度和不断探究的科学精神。同时通过活动来体验同学之间合作互助的同学情。
3.4 教学重点和难点
重点：能区分小分子物质出入细胞的不同方式；扩散、异化扩散，主动运输和需要的条件，理解并应用这些方式。
难点：
3.5 教学统筹分析
前一节课可以先让学生完成植物细胞质壁分离与复原的实验现象的观察，这有利于新课的顺利进行。本节课有很多微观现象不能通过实验体现，教师用媒体和插图进行展现，并巧妙的设计问题让学生去思考核心知识。
4 教学方法
创设情境，不断提出问题研讨法辅之以多媒体展示法开展教学活动。
5 教学过程
教学环节 教师组织和引导 学生活动 教学意图
设疑导入 活细胞不停地进行新陈代谢活动，就必须不断地与周围环境进行物质交换。质膜的功能特点是具有选择透性。新鲜玉米浸泡红墨水的实验只能说玉米细胞不需要红墨水这种物质，至于玉米细胞膜对于所需要的物质，是如何进行运输的呢？ 回忆质膜的功能及活细胞吸收物质的选择性实验内容学生产生新的问题：细胞膜是如何吸收需要的物质的？哪些物质是细胞会需要的等疑问 创设问题情景，以此激发同学们对物质出入细胞方式的兴趣
引导探索 情境1通过给出硫酸铜在水中的扩散图解，请学生思考：①扩散的分子最终是怎样分布的？ ②当分子扩散均匀后就不再运动了吗？ 观察硫酸铜在水中扩散图解，讨论分子运动方向及最终结果 培养学生观察和语言表达的能力
引导探索 情境2教师给出照片：糖拌黄瓜出水、黄瓜变软和紫色洋葱表皮细胞放在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离现象，并提出问题：①如何在分子水平解释这种现象？教师通过电脑将渗透装置的演示给学生，并继续提问：①漏斗管内的液面为什么会升高？②什么是渗透？③植物在高浓度的蔗糖溶液中是一个渗透系统吗？ ④动物细胞有渗透作用吗？⑤自然界中所有的生物都能发生渗透作用吗？
⑥能发生渗透作用的都能发生质壁分离吗？ 学生思考并投入到渗透作用的分子水平的讨论。归纳出要完成渗透作用的条件让学生比较植物与动物及其他生物在不同渗透浓度下的细胞情况 创设意义建构情境，增加学生学习的兴趣和激发学习积极性培养学生观察、推理归纳的能力和语言组织表达能力由植物一点到生物这个面来设计有一定难度的问题，培养学生对知识的迁移能力
情境3教师给出显微照片：紫色洋葱表皮细胞浸泡在一定浓度的尿素溶液中先发生质壁分离现象后又质壁分离复原现象。请学生分析：该过程中细胞得失水的情况及细胞的存活状况以及尿素分子是否进入细胞教师分别用课件展示小分子过膜的方式：自由扩散、易化扩散、主动运输，后归纳这些分子出入细胞膜的特征。教师再将问题折回：请学生解释情境3的内容教师根据学生的回答进行分析并补充和完善 学生讨论教师所给的现象，并进行适当表达，但学生非常疑惑这种现象的发生积极参与学习教师给出各种物质进出细胞方式的动画课件学习，并归纳，总结各种运输方式学生运用刚刚所学的知识分组讨论情境3中的现象，并解释该现象 情境3所呈现的内容与情境2有巨大不同，让学生产生认知冲突，增加学生的好奇心和求知欲对物质出入细胞的三种方式进行归纳总结，培养归纳能力培养学生进行合作交流的精神和语言表达能力
情境4 教师给出白细胞吞噬病毒的动画，然后提出问题串：
①一个病毒比一个蛋白质的体积大吗？
②请回忆分泌蛋白出细胞膜的过程。③你认为使细胞发生胞吞或胞吐的分子是大分子还是小分子？④大分子出入细胞有无穿过脂双层？⑤哪些物质会穿过脂双层呢？为了加强知识，教师再给出变形虫吞噬消化衣藻的过程，并将生物膜知识进行回顾 学生讨论病毒的化学组成，推理得出一般情况下病毒体积大。学生通过前后比较，进行胞吞和胞吐的物质是大分子学生比较大、小分子出入方式得出结论 培养学生探究能力、合作能力、学习归纳能力、语言表述的能力等多种能力通过问题，学生思考，归纳总结出小分子与大分子出入细胞膜的方式不同。培养了学生归纳能力和梳理知识的能力
5.模拟活动 教师通过精心设计展示模拟活动的图片（如下图）。学生进行角色分工（代表不同膜成分和物质），然后完成物质出入细胞的方式。完成活动后，请学生思考：①不同的物质都用同一种载体可以吗？②如果细胞外K+、Ca2+的浓度一样高，但Ca2+的运输速率不及K的运输速率，这是什么原因？教师结合学生的讨论，分析后给出答案 学生对这种活动很新奇，觉得有趣。能积极配合完成。活动期间学生存在运输方式的错误，由学生自己去纠正学生可以齐声回答：专一性学生讨论，然后提出可能答案：载体的数量 培养学生解决实际问题能力，同时体现了同学间互助的精神，并初步培养学生物理模型的构建培养学生通过现象推理新知识的能力
归纳总结 教师展示物质出入细胞方式的表格，请学生并找出异同点。老师根据学生的汇报再进行补充完善 学生讨论，编写，然后汇报 学生归纳能力的培养
拓展升华 教师给出资料1.O2 跨红细胞膜时的运输速率数据；资料2葡萄糖跨红细胞膜时运输速率数据；资料3葡萄糖跨小肠上皮细胞膜时的运输速率，请学生绘制一些曲线，并找到浓度、载体数量与运输速率的关系。 学生仔细阅读资料，分析后绘出曲线，并且给出总结 培养学生由具体的生物知识向解释数据能力和数学模型构建方向转化，提升综合能力教师观点：对于新教学的内容，可以教师与学生共同合作完成，便于学生能力的逐步形成。
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