2024新人教版七年级生物上册第一单元【跨学科综合实践项目】制作细胞模型 教学设计

2024新人教版七年级生物上册跨学科综合实践项目制作细胞模型教学设计
一、教学背景：
根据新课标要求，“生物学与社会.跨学科实践”学习主题课时约占总课时数的10%，是我们正常教学内容不可缺少的一部分。在2024年新出版的人教版新教材中设计的有《综合实践项目：制作细胞模型》的活动内容。细胞是生物体结构和功能的基本单位，对于初中阶段的学生来说，理解细胞的微观结构及其功能具有一定难度。建构模型把抽象的知识通过实物直观的表现出来，也是初中阶段需要学生掌握的一中很重要的科学方法。
在结束植物细胞和动物细胞这两节课的学习之后，教师布置课下作业让自主学习课本51-52页内容，并自行设计完成细胞模型的设计方案和初代细胞模型的制作。学生利用周末的时间完成并上交方案和模型后，教师进行初步评价后，在此基础上进行本节课的教学活动。
二、教学目标：
（一）生命观念：
学生能够理解细胞各部分结构（如细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、叶绿体等）具有特定的形态和构造，并且这些结构与其承担的功能（如细胞膜控制物质进出、细胞核控制细胞代谢和遗传等）紧密相关，从而建立起细胞层面的结构与功能相适应的观念。
（二）科学思维：
学生能够依据对细胞结构和功能的已有知识，选择合适的材料（如彩色橡皮泥、泡沫球、塑料薄膜等）来构建细胞模型，准确模拟细胞各部分结构的形态、大小和位置关系，掌握模型构建的基本方法和原则，培养运用模型来表征抽象事物的思维能力。
在制作模型过程中，能根据实际情况对模型进行调整和完善，思考如何使模型更科学、更准确地反映细胞的真实特征，发展批判性思维和创新思维。
（三）探究实践：
1.经历从确定任务、选择材料、制定方案到制作模型的实践过程，提高动手实践能力和解决问题的能力。
2.学会测量细胞及细胞器大小并进行等比例放大制作模型，掌握科学探究的基本方法和步骤，培养严谨的科学态度。
（四）态度责任：
在跨学科实践活动中，以小组合作的形式制作细胞模型，培养学生与他人合作的能力，让学生明白在团队中每个人都有自己的角色和任务，只有相互协作、共同努力才能完成目标。
三、教学重难点：
（一）教学重点：
1.优化模型设计与制作方案，明确模型评价标准。
2.制作细胞模型的过程，包括材料选择、制作步骤、模型评价等环节，确保模型能够准确体现细胞结构特点。
（二）教学难点：
1.如何根据细胞结构特点，选择合适的材料并采用恰当的制作方法，以保证模型的科学性和准确性，如准确表现各细胞器的大小比例关系等。
2.在制作过程中，如何将抽象的细胞结构知识转化为具体的实物模型，培养学生的空间想象能力和动手操作能力，如制作立体的细胞模型时各结构的布局和连接。
四、教学方法：
1.讲授法：讲解细胞结构知识、模型建构方法、制作过程中的要点及注意事项等，使学生获得系统的理论知识。
2.小组合作学习法：组织学生讨论细胞模型的评价标准、不同制作材料和方案的优缺点等，激发学生思维，促进学生之间的交流与合作。
3.实践法：让学生优化制作细胞模型的方案，在实践中加深对细胞结构的理解，提高动手能力和创新能力。
五、教学准备：
1.教师准备：
（1）收集学生课前第一次设计的模型制作方案表和细胞模型，并将全班同学制作的细胞模型粘贴在一张白色较大的白板上。
（2）制作教学课件：
收集各类细胞结构的图片、视频资料，并拍摄每位同学制作的细胞模型图片插入制作的课件中。
（3）准备一些常见的制作模型材料示例，如彩色橡皮泥、泡沫球、塑料薄膜、毛线、牙签等，并了解其特性和可用于模拟的细胞结构。
2.学生准备：
（1）完成制作细胞模型的方案，初步制作一个细胞模型。
（2）分组，每组4-6人，并确定组长，负责组织协调小组活动。
六、教学过程：
学生活动：
课前热身，展示全班同学制作的细胞模型，让全班同学担任细胞模型评审专家，选一个你认为制作最好的细胞模型。（任务驱动一）
（由两位同学统计票数，课堂的最后揭示结果。）
设计意图：此时学生对细胞模型的评价标准相对比较模糊，让学生带着任务以小白评委的身份进行评价，既提高了学生的兴趣和参与活动的积极性，也是为了和学习之后的评价做一个对比，同时很好的引入本节课的活动主题《综合实践项目：制作细胞模型》。
（一）制作细胞模型的背景资料。
教师：我们本节课的主题是制作细胞模型，什么是模型呢？你见过什么模型呢？引导学生回答。
学生：飞机模型、汽车模型、地球仪等。
教师：PPT展示各种不同的模型：如飞机模型、地球模型、汽车模型、心脏模型、眼球模型、大脑模型等，引导学生观察并思考模型的概念。
师生共同总结：模型是人们对认识对象所作的一种简化的、概括性的描述。这种描述可以借助具体的实物或图画形式直观地表现出来，如细胞模型等；也可以通过抽象的形式表现出来，如数学公式等。建构模型就是把认识的对象塑造成模型的过程。建构的模型要能够反映认识对象的本质特征。（人教版生物课本22页内容）
教师：细胞的结构，课本上用长篇文字描述叙述和直观的插图表示，制作模型有什么用呢？模型是如何帮助我们认识和理解事物的？
学生回答：模型可以将复杂的事物简化、直观化，便于人们理解和研究。
教师：进一步强调本节课的教学目的，制作细胞模型可以帮助我们更深入地认识细胞的结构和功能，建构模型的过程提高学生探究实践能力和解决问题的能力。
设计意图：通过此环节让学生系统了解什么是模型，模型的作用，为模型的制作打下基础。
（二）确定任务，讨论评价标准。（任务驱动二）
1.提出任务：
教师：为参加生物模型大赛制作一个细胞模型，如何能更好的制作并展示自己制作的模型。
学生：要先了解细胞的结构组成。
2.讨论设计细胞模型要注意的要点。
教师：（1）利用PPT展示植物细胞模式图和动物细胞模式图，引导学生一起回顾动植物细胞的结构，包括细胞核、细胞膜、细胞壁（植物细胞）、线粒体、叶绿体（植物细胞）、液泡（植物细胞）等结构的名称、形态和功能。制作细胞模型要注意细胞模型的完整性。
（2）结合表格，介绍各细胞结构的特点，如细胞核直径约是细胞直径的10%；细胞膜具有控制物质进出的功能，厚度约是细胞直径的7%-8%，很薄；细胞壁位于植物细胞膜外，且比细胞膜厚；线粒体很小，约占整个细胞的2%-3%，直径约是整个细胞的0.5%-1%；叶绿体存在于植物叶肉细胞中，数量比线粒体多，是线粒体的3-4倍大；液泡一般植物细胞的液泡为无色透明状，由一层薄的液泡膜包裹，可占细胞体积的90%以上。提醒学生注意细胞结构的位置关系、数量关系、厚薄关系、大小关系等，在制作模型时可以相对简化，但要特别注意模型的科学性。
师生共同总结细胞模型制作注意要点：①细胞结构的完整性，植物细胞的七个基本结构（细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体、线粒体），动物细胞的四个基本结构（细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体），二者的共同结构（细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体）二者的不同结构（细胞壁、液泡、叶绿体）。
②细胞结构的科学性，细胞壁比细胞膜厚，叶肉细胞中叶绿体比线粒体多，个体比线粒体大，数量都是多个；细胞核较大，数量一个，成熟植物细胞，液泡1个，细胞器中体积最大。
设计意图：通过回顾学过的动植物细胞结构的异同以及教师展示的细胞结构及细胞器的特点，让学生总结细胞模型制作的要点，培养学生分析问题的能力。
3.总结细胞模型的评价标准。
教师：通过刚才的讨论活动，我们进一步知道了一个优秀的细胞模型制作要注意细胞结构的完整性，模型的科学性等制作要点。大家对模型评价标准就有了更深入的认识，你应该已经由一名小白评委变成一位专家评委，教师PPT展示学生制作的细胞模型图片，让学生自由评价。评价的方式有三种:可以以小组为单位针对某一模型讨论后评价，也可以自由选择一位同学的模型进行评价，或者自我评价。
学生评价：
①4号模型细胞模型结构比较完整，但制作不够美观。
②5号植物细胞模型制作较好，用了不同彩泥颜色模拟细胞不同的结构。
③29号细胞模型太小了，模型体积大一些更直观。
④8号植物细胞模型，线粒体和叶绿体细胞器的大小比例不合适等等......
教师：通过刚才的评价，除了细胞的完整性、科学性，细胞模型的大小、各个颜色的搭配也是大家评论的方面，说明我们还有注意细胞模型的美观即细胞模型的艺术性。教师展示细胞模式图以及细胞及各细胞器的大小测量、等比例放大制作等问题。
师生共同总结：细胞模型的评价维度和细则，包括科学性（模型结构准确，能体现细胞的不同结构特点）、艺术性（美观、协调，做工精细），并制定相应的评价要点和等级（优、良、中、差）。
教师：从同学们交上来的细胞模型作品可以看出，大家用的都是彩泥（软陶泥、轻粘土），材料比较单一。我们还可以用什么样的材料制作呢？
学生讨论：.......
师生共同总结进一步细化细胞模型的评价标准。
学生活动：再次自主评价自己制作的细胞模型。更进一步了解细胞模型制作的要点及评价标准，考虑细胞的科学性、艺术性和创新性等方面。
设计意图：通过教师资料的展示，师生共同的讨论，特别是展示学生自制的初代细胞模型作品，通过自评、生评、组评等评价形式更好的总结出细胞模型的评价标准，进而更加明确一个优秀的细胞模型的标准。
（三）启发引导，优化方案。
教师多媒体展示：制作细胞模型的不同材料及制作方法，比如彩泥、种子、衍纸、电脑制作3D模型、3D打印等，启发引导学生细胞模型制作材料的创新性。
1.介绍可供选择的制作材料，如彩泥、面团、红豆和绿豆、卡纸、彩笔、剪刀、胶水等，强调材料选择最好环保、经济、易得且容易塑成所需形状。
2.展示不同材料制作细胞模型的示例图片，如用彩泥制作的细胞模型、用种子制作的细胞模型、用衍纸制作的细胞模型等，激发学生的创意。
3.组织学生分组优化自己的制作方案，包括选择模型类型（植物细胞或动物细胞）、确定制作材料、规划制作步骤等。鼓励学生在方案中体现创新点，如采用独特的材料组合或制作手法。
设计意图：在前面交流学习的基础上让学生优化原来独立设计的方案和制作的细胞模型或重新设计模型制作方案，进行迭代更新，形成模型制作方案2.0版，更好的指导模型的制作，优化原来自制的模型。
（四）小组展示与交流。
1.每个小组推选一名代表，向全班展示自己小组制定的制作方案，包括模型设计思路、材料选择理由、制作步骤等内容。
2.其他小组的同学进行提问和评价，提出建议和意见，重点关注方案的科学性、可行性和创新性。
3.教师对各小组的方案进行点评，肯定优点，指出存在的问题和改进方向，引导学生进一步完善制作方案。
设计意图：在学生自主完善制作方案的基础上，小组讨论，选出一名代表进行展示，组间评议，进一步完善制作方案，形成模型制作方案3.0版。
（五）评选解密，展示评价。
教师：上课的开始，我们对全班同学的细胞模型进行了评选，现在老师公布评选的结果。同学们也从刚开始的小白评委到专家评委，到目前的资深专家评委的进阶，现在请排名前三的同学，站在讲台上介绍自己模型的制作过程和特点。作为一位资深的专家评委对对他们的模型作品及学生表现进一步进行评价。
学生：介绍自己模型制作的材料，制作的过程及如何体现的细胞的结构及特点。其他同学进行全方位评价。
设计意图：通过学生的展示，不仅展示的细胞模型作品，更能锻炼学生的语言表达能力，同时也是学生参与跨学科实践活动的评价维度之一。
（六）课堂总结，布置任务（任务驱动三）。
教师：通过本节课我们了解了细胞模型制作的要点，评价的标准，优化了自己的模型制作方案，接下来根据自己更新的制作方案，优化自己制作的细胞模型。参加学校的生物模型制作大赛，接受全校师生的评价。
学生：学生课下制作细胞模型2.0系列。参加学校的生物模型展出，同时向参观的老师同学展示介绍自己的模型作品。
教师展示整个活动评价标准：
细胞模型的艺术性 美观、协调、做工精细、比例适当。 □优 □良 □中 □差
细胞模型的创新性 选材创新、表现形式新颖。 □优 □良 □中 □差
项目解说的专业性 模型解说是否专业、知识储备充足。 □优 □良 □中 □差
项目解说的层次感 模型解说是否层次分明。 □优 □良 □中 □差
活动感悟的真实感 小组成员参与活动的主动性协调性。 □优 □良 □中 □差
设计意图：通过布置任务，制作优秀作品参加学校模型大赛，展示综合实践项目实施过程评价表，实现以评促“做”，有了评价的标准，学生制作模型就有了优秀标准的方向。鼓励学生积极参加跨学科实践活动，不断拓展自己的知识面和提高跨学科实践能力。
教学反思：
在本次跨学科实践活动教学中，通过让学生制作细胞模型，较好地实现了教学目标。学生们在活动过程中表现出了极高的热情和积极性，不仅对细胞结构知识有了更深刻的理解，知道了细胞模型制作的要点和评价的标准，好的制作方案是优秀作品的蓝图，更好的指导模型的制作，而且在团队协作、动手实践和创新能力等方面都得到了一定的提高。然而，教学过程中也存在一些不足之处，例如，因为时间的原因有些学生的讨论不够深入，在学生点评环节，有些学生参与性不强，在材料的选择方面，学生选择的材料过于单一，创新性不够。针对这些问题，在今后的教学中，根据学生的实际情况改进教学的设计，鼓励更多的学生参与项目活动之中，进行跨学科主题的学习。
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