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一、教材页展示
图片选自人教版高中生物必修一第三章
一、说教材
《细胞膜的结构和功能》是人教版高中生必修1第三章第一节的内容,本节内容是对生命系统的基本单位细胞的进一步学习。本章从系统的角度看是从细胞膜、细胞器、细胞核三个层面描述细胞的基本结构,而本节是在学习了生物的物质基础和细胞的种类的基础上进行的,通过本节的学习使学生对第二章中有关组成细胞的元素和化合物的功能的认识更加具体化、结构化,将前后知识建立起有机的联系,并为后面学习细胞的物质输入和输出打下基础,本节内容起到承上启下的过渡作用。
基于以上对教材地位和作用的分析,依照《新课程标准》中高中生物学科核心素养的要求,结合教材编写特点,我确定本节课的教学目标如下:
1.通过对细胞膜结构和功能的学习,初步形成结构与功能相适应的观点。
2.学生通过自主探究及合作学习,经历发现问题、分析问题、解决问题的过程,培养自学能力、观察能力、分析理解能力。
3.通过分析科学家建立生物膜模型的过程,阐述科学发现的一般规律。
4.认同科学研究需要丰富的想象力,大胆质疑和勤奋实践的精神,以及对科学的热爱。
基于以上对教材地位和作用的分析,为了更好地实现教学目标,本节课的教学重点是:细胞膜的功能;细胞膜的结构;流动镶嵌模型的基本内容。
结合学生的认知特点,本节课的教学难点是:对细胞膜结构的探索;流动镶嵌模型的基本内容。
二、说学情
现代教育理论强调“任何教学活动都必须以满足学习者的需要为出发点和落脚点”。新课程标准也强调“生物教育要面向全体学生”,接下来我对学情进行分析。本节课的授课对象是高中一年级学生,学生对细胞膜并不陌生,在初中生物学学习中,学生对细胞膜已经有所了解。学生在初中阶段也已通过显微镜观察了细胞的结构,但只是停留在老师、教科书告知的知识上。
这一年级的学生具有较强的动手能力,具有一定的观察和认知能力,分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立但不完善,但他们的学习积极性较高。因此,课堂上应该充分调动学生的积极性,引导学生不断思考,体现学生的主体性和教师的主导性。
三、说教法
《新课程标准》指出:有效的教学活动不能单纯地依靠模仿与记忆。在教法方面,我遵循启发探究性原则,采用问题探究教学法,通过创设问题情境,引导学生积极参与到知识的建构过程中,同时辅以阅读指导法,培养阅读能力和独立思考问题、解决问题的能力。在此基础上同时利用投影、多媒体课件,创设形象生动的直观氛围,调动学生的学习兴趣,发挥学生的主体作用,力求做到因材施教,使学生减少理解抽象问题的困难。
四、说学法
我们常说:“现代文盲不是不识字的人,而是不会学习方法的人”。秉着如何让学生从学会到会学的理念,体现“教是为了不需要教”的目的,学生主要采用自主阅读、合作探究学习的学习方式,让学生真正成为学习的主人,在获取知识的同时,提高自主阅读,合作学习的能力、观察能力、动手和归纳的能力以及沟通交流的能力。
五、说教学过程
《新课程标准》强调从学生的生活经验和已有的知识出发,让学生亲身经历自主探索、合作交流、归纳总结的过程。根据这一理念,我设计了如下教学环节:
(一)试验导入,激发兴趣
上课伊始,我会多媒体呈现用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞显微镜图。学生通过观察会发现,用台盼蓝染液染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不会着色。然后教师提出问题:为什么活细胞不能被染色,而死细胞别染色?据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能?
利用试验进行导入,生动形象直观,在激发学生兴趣和求知欲的同时也能引发学生思考,使抽象的细胞知识更加形象具体,进而达到事半功倍的效果。
(二)合作学习,把握新知
环节一:细胞膜的功能
对于细胞膜的功能这一知识点的讲解,我主要采用阅读指导法,并辅以多媒体动画演示。通过课前的导入试验,帮助学生理解细胞膜控制物质进出细胞的功能。通过多媒体动画演示帮助学生理解细胞膜能将外界环境分隔开的功能。然后多媒体展示细胞间信息交流的三种方式图解,并让学生结合课本概括总结出细胞膜进行细胞间信息交流的三种方式。学生分析后,概括总结:①间接信息交流:通过激素;②通过膜与膜结合的信号分子:特定的两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一细胞,如精卵结合前;③相邻细胞之间通过通道:携带信息的物质通过通道进入另一细胞,如高等植物的胞间连丝。
在此基础上由学生进行总结归纳出细胞膜的功能。这样做的目的一方面在于学生利用类比的方法解决问题,便于学生理解和掌握,达到突出重点,突破难点的目的;另一方面可以培养学生的自主学习能力和归纳概括能力。
环节二:对细胞膜结构的探索
教师呈现材料,如材料一:1859年,科学家选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质,也容易穿过膜,反之,不容易溶于脂质的物质,也不容易穿过膜。
材料二:科学家对细胞膜化学成分深层分析发现,细胞膜会被蛋白酶分解。师生共同总结得出结论:细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,其次,还有少量的糖类。
教师顺势讲解:对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外,还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量就越多。
教师提出问题:脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的呢?教师呈现材料,材料一:荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的红细胞的细胞膜中提取脂质(磷脂),在空气—水界面上铺成单层分子,发现单分子层面积是细胞膜表面积的2倍。材料二:1959年,罗伯特森(J D Robertson)在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。引导学生最终得出细胞膜是一种磷脂双分子层结构,其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部相对朝向内侧。
教师多媒体展示荧光标记的小鼠和人细胞融合实验视频,提出问题:细胞膜是静止的吗?学生观看视频,师生共同总结,细胞膜具有流动性。
通过视频和动画的辅助,增加学生对微观知识的感性认识,培养质疑、创新、探索的科学观点。强化结构与功能相适应的观点,认同技术进步对科学发展的重要性。
环节三:流动镶嵌模型的基本内容
这一环节是本节课的重点也是难点。关于细胞膜的分子结构模型有多种,其中桑格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大对数人所接受。多媒体展示1972年桑格和尼科尔森提出的细胞膜流动镶嵌模型,引导学生结合之前的实验探究上进行回顾,用自己的话说出基本要点。
教师纠正、展示完整内容并进行详细讲解并补充糖蛋白等相关知识:磷脂双分子层形成了膜的基本支架,蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成糖蛋白。
教师引导,师生共同总结这一模型有两个结构特点:一是膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向移动;二是膜蛋白分布的不对称性,蛋白质有的镶嵌在膜的内或外表面,有的嵌入或横跨磷脂双分子层。有一个功能特点:选择透过性。
(三)巩固练习,迁移内化
新授课结束后,适当的练习对学生进一步加深理解、巩固知识是十分必要的。我会多媒体出示几道练习题,让学生以抢答的方式进行。抢答的游戏,生动有趣,还可以实现查漏补缺的效果。
(四)师生互动、归纳总结
总结阶段,把时间交给学生,让学生说说本节课的收获,使学生由感性认识上升到理性认识,形成知识网络,培养总结概括能力。采用这种小结的方式,一方面突出学生的主体地位,另一方面助于老师把握学生的掌握情况。
(五)作业布置
在作业环节,我会让学生利用废旧物品制作细胞膜模型,使对本节知识点有一个全面准确地把握,促进学生加强记忆,巩固所学知识。
六、说板书设计
为了帮助学生清晰明了地把握本节课的内容,最后我对板书设计进行简要说明:这是本节课的板书,布局合理,内容简练,突出了本节的教学重点。
细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
1.将细胞与外界环境分隔开
2.控制物质进出细胞
3.进行细胞间的信息交流
二、对细胞膜结构的探索
成分:脂质(约50%)、蛋白质(约40%)、糖类(约2%~10%)
三、流动镶嵌模型的基本内容
①磷脂双分子层构成了膜的基本支架;
②蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层;
③结构特点:一定的流动性;
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④功能特点:选择透过性。
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