“物质跨膜运输的方式”探究性教学案例_物质跨膜运输的方式ppt

　　科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，在科学教育中有重要意义。教学不仅要使学生获取一定的知识，还要使学生习得获取知识的方法，提高解决问题的能力。在教学中，教师应该让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。在高中生物学的学习内容中，有许多素材对培养学生的探究意识和创新精神以及接受科学方法的训练有着重要作用。笔者对“物质跨膜运输的方式”探究性教学设计如下。
　　
　　1　教学背景分析
　　
　　1.1学习内容分析
　　“物质跨膜运输的方式”是人教版《必修1：分子与细胞》第四章第三节的学习单元，教学内容包括两部分：“被动运输”和“主动运输”。该内容是在学生学习了细胞膜的流动镶嵌模型的基础上研究物质进出细胞膜的方式，体现了生物学中结构与功能相适应的观点。教材首先由“问题探讨”引入，使学生认识到不同物质进出细胞膜的方式是不同的。然后讲述了物质进出细胞有被动运输和主动运输两种方式，其中的被动运输又包括自由扩散和协助扩散。主动运输是三种跨膜运输方式中最重要的，所以也是本节的教学难点，教材中利用大量的事例帮助学生进行理解。
　　
　　1.2学习目标
　　1.2.1知识目标
　　(1)说明物质进出细胞的方式和具体实例。
　　(2)比较三种方式的异同点。
　　1.2.2能力目标
　　(1)培养观察能力、自主探究及合作学习的能力。
　　
　　(2)通过探究物质跨膜运输的方式，体验生物知识的获得过程，掌握分析、推理等方法。
　　1.2.3情感、态度与价值观目标
　　通过探究物质跨膜运输的方式，树立结构与功能相适应的观点，培养善于分析和推理的探究精神以及严谨的科学态度。
　　
　　1.3学情分析
　　在初中阶段，学生已经学习了有关扩散的知识，所以比较容易理解自由扩散的概念，对于葡萄糖、钠离子、钾离子不能通过人工合成的脂双层，但能被细胞吸收，这在前面两节已有所涉及，为本节讲述协助扩散和主动运输打下了伏笔，本节内容虽然抽象，但可以与生活实际相联系，例如：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水会大量浸出；对农作物施肥过多，会造成“烧苗”等，这些生活经验对学生学习本节内容也有帮助。
　　
　　1.4教学重点和难点
　　教学重点：物质进出细胞的方式；教学难点：主动运输。
　　
　　2　课堂教学设计
　　
　　2.1制定教学策略
　　实验、观察、探究与讨论相结合，基本思路如图1所示。
　　整堂课要以学生活动为中心，以学生构建知识、培养探究能力为主线展开。
　　
　　2.2选择教学媒体
　　借助多媒体动画演示，把有关渗透作用、跨膜运输的几种方式直观地展示给学生，使学生由感性认识上升到理性认识。
　　
　　
　　2.3教学过程设计
　　2.3.1展示问题、导入新课
　　为创设一个最佳的心理和认知环境，激发学生求知欲，首先呈现图2。
　　师：从图2中可以看出：什么样的分子能够通过脂双层?什么样的分子不能通过?
　　生：O2、CO2、N2、苯等小分子(苯还是脂溶性的)很容易通过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷的离子则不能通过合成的脂双层。
　　教师演示实验：往盛有清水的烧杯中滴一滴蓝墨水，清水很快变为蓝色。
　　分析：上述现象是扩散，而O2、CO2、N2、苯等小分子进出细胞类似于扩散，这些物质进出顺浓度梯度，不需要载体，不消耗能量，即通过自由扩散的方式进出细胞。
　　2.3.2确定方法、探究新知
　　师：观察图2，思考：葡萄糖、氨基酸、核苷酸和离子等物质不能通过无蛋白质的脂双层，但是，细胞却能吸收这些物质，对此该如何解释?
　　师：请同学们自主学习课本协助扩散和主动运输的相关知识。
　　在学生自主学习的基础上，教师组织学生模拟探究活动：葡萄糖进入细胞是协助扩散，还是主动运输。
　　实验仪器及材料：浓度为2mol／L的葡萄糖溶液，清水，ATP制剂，班氏试剂，运输葡萄糖的载体蛋白，含有脂双层的容器(图3)。
　　学生前后四人为一个小组，进行模拟探究实验。
　　师：选取其中的一组实验设计，展台投影并讲解、点拨。
　　设计实验，步骤如下：
　　
　　第一步：取四个相同的含有脂双层的容器，编号甲、乙、丙、丁(图4)；
　　第二步：在乙装置的脂双层上放置运输葡萄糖的载体蛋白；在丙装置中放置ATP制剂，在丁装置的脂双层上放置运输葡萄糖的载体蛋白及ATP制剂；
　　第三步：在甲装置的A1侧、乙装置的A2侧、丙装置的A3侧、丁装置的A4侧均放置等量的浓度为2mol／L的葡萄糖溶液；在对应的B1、B2、B3、B4侧放置等量的清水溶液；
　　第四步：一段时间后，在甲装置B1侧、乙装置B2侧、丙装置的B3侧、丁装置的B4侧各取2mL溶液并分别放置在1、2、3、4号试管中，
　　第五步：在1～4号试管中各加入等量的班氏试剂，观察溶液是否出现砖红色沉淀。
　　实验预期及结论：
　　(1)如果1号、3号试管中不出现砖红色沉淀，2号、4号试管中出现砖红色沉淀，那么葡萄糖分子进入细胞是协助扩散。
　　(2)如果1号、2号、3号试管中不出现砖红色沉淀，4号试管中出现砖红色沉淀，那么葡萄糖分子进入细胞是主动运输。
　　教师播放协助扩散与主动运输的Flash动画，并明确协助扩散和主动运输的概念及实例。
　　2.3.3归纳小结，练习反馈
　　教师归纳小结，安排同桌学生进行交流，说出这一节课学习的知识、本节课的重点以及难点。然后教师再归纳总结，这样可以让学生相互取长补短，并利于学生间相互交流以及语言表达能力的培养(表1)。
　　师：上述三种跨膜运输方式中，哪一种对细胞最重要?
　　生：主动运输，主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
　　根据本节课的重点内容，利用多媒体辅助教学的优势，设计课堂练习，及时反馈，提高学生对所学知识的理解能力和迁移能力。
　　
　　3　教学效果的评价与教学反思
　　
　　3.1学生活动完成情况
　　绝大部分学生能完成主要的探究性学习，掌握探究方法，学会分析、推理得出结论，但也有一部分学生对完成探究活动感到困难，极少数学生无法完成。还有极个别学生不能参与小组合作探究活动中。
　　
　　3.2遵循探究式教学的原则
　　高中探究性学习活动的设计要兼顾探究性学习的特点和高中学生的特点，为此要遵循以下活动设计原则：实践性原则、问题起点原则、相对自主性原则、过程性原则等，其中特别要注意问题起点原则和相对自主性原则，即要提出值得探究的真正问题，同时不能忽视教师的主导作用，应该切实做到课前启发、课中探究、课后深化，而不是简单提供自主探究，独立发现的机会。
　　
　　3.3实施探究性教学的策略
　　根据现有的材料，可采用以下策略：一是将某些验证性实验改为探究性实验；二是平时的教学中，教师灵活运用教科书这一载体，在完成课程标准任务的前提下挖掘教材中适合探究的片段；三是探究不是唯一的教学方法，需辅以其他教学策略；四是宜从部分探究过渡到完全探究，特别要注意交流和评价要素，要鼓励学生在对话和合作中学习。