《物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
本節(jié)課內(nèi)容是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《必修1》第四章第三節(jié)內(nèi)容。（物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑┱n程標(biāo)準(zhǔn)中與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是：“說(shuō)明物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式”。我理解這項(xiàng)要求包括以下幾方面的含義：
1、知識(shí)目標(biāo)
2、教學(xué)重點(diǎn)
（1）物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的方式
（2）圖表數(shù)據(jù)的解讀
確定的依據(jù)：該重點(diǎn)是由本節(jié)所學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)所決定的。本節(jié)課的內(nèi)容就是圍繞物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的幾種方式展開(kāi)的，因此應(yīng)該將其確定為教學(xué)的重點(diǎn)。另外根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》所提倡的“落實(shí)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，”和“利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù)”的觀點(diǎn)，本節(jié)內(nèi)容在對(duì)坐標(biāo)圖表分析上有較好的教學(xué)價(jià)值，因此我將“圖表數(shù)據(jù)的解讀”也作為了本節(jié)課的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。
3、教學(xué)難點(diǎn)：
（1）主動(dòng)運(yùn)輸
（2）圖表數(shù)據(jù)的解讀
確定的依據(jù)：
難點(diǎn)（1）主動(dòng)運(yùn)輸與其他兩種運(yùn)輸方式相比，較為復(fù)雜，為逆濃度梯度、消耗能量需要載體的跨膜運(yùn)輸，學(xué)生容易受“自由擴(kuò)散”和“協(xié)助擴(kuò)散”的濃度差與它們運(yùn)輸速率的關(guān)系的定向思維影響，認(rèn)為也是成正比關(guān)系，故為難點(diǎn)；另外，“主動(dòng)運(yùn)輸”是物質(zhì)跨膜的主要方式，它涉及到能量和載體的利用。而影響能量的供應(yīng)則與《第五章－第三節(jié)》影響呼吸作用的氧、溫度、ATP等因素有關(guān)，載體則與蛋白質(zhì)的種類和功能多樣性有關(guān)。因此，主動(dòng)運(yùn)輸是前后章節(jié)內(nèi)容其中一個(gè)綜合知識(shí)點(diǎn)的基點(diǎn)之一，而學(xué)生自主的將蛋白質(zhì)的多樣性、能量的供應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)遷入到此，有一定的難度。
難點(diǎn)（2）“解讀圖表”是學(xué)生第一次真正運(yùn)用數(shù)學(xué)思維進(jìn)行的“探究”，切切實(shí)實(shí)地讓學(xué)生感受到生物科學(xué)習(xí)是需要理科性思維，生物學(xué)中的知識(shí)論點(diǎn)是建立在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的。“解讀圖表”實(shí)現(xiàn)了學(xué)生對(duì)相鄰學(xué)科知識(shí)的遷移，這也是學(xué)生比較欠缺的能力。
說(shuō)教學(xué)方法
1、學(xué)情分析：
學(xué)生已經(jīng)具備了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、水跨膜的實(shí)例的基礎(chǔ)，掌握了蛋白質(zhì)多樣性的知識(shí)，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，使新知識(shí)有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)中，使學(xué)生的知識(shí)體系得到豐富和發(fā)展，使學(xué)生的探究能力得到進(jìn)一步的提高。
2、教法設(shè)計(jì)：
《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過(guò)程、勤于動(dòng)手和動(dòng)腦，逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維德能力、分析和解決問(wèn)題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。基于《標(biāo)準(zhǔn)》的這種的理念，本節(jié)課采用“探究—發(fā)現(xiàn)”教學(xué)模式并與講授法、討論法等方法相結(jié)合。并配以多媒體輔助教學(xué)，教師通過(guò)列舉實(shí)例，幫助學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)，克服對(duì)微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的困難，是學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法并習(xí)得相關(guān)的操作技能。結(jié)合生物個(gè)體水平的知識(shí)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)以及學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。
具體方法如下：
（1）演示法
本節(jié)課充分利用現(xiàn)代聲像技術(shù)及多種媒體工具，借助多媒體動(dòng)畫 ，把跨膜運(yùn)輸?shù)膸追N方式等直觀的展示給學(xué)生，有利于學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。
（2）引導(dǎo)探究法
本節(jié)課把引導(dǎo)法自始自終貫穿于學(xué)生的探究活動(dòng)中，同時(shí)幫助學(xué)生建構(gòu)正確的知識(shí)結(jié)構(gòu)，適時(shí)得當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)有利于學(xué)生掌握正確的探究方法。
3、學(xué)法設(shè)計(jì)
（1）合作學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、觀察、分析、互相討論，發(fā)揮群體智慧以達(dá)到解決問(wèn)題的目的。本節(jié)課學(xué)生將在老師的引導(dǎo)下通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀看動(dòng)畫、結(jié)合教材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等方式進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。
（2）探究學(xué)習(xí)法：通過(guò)對(duì)幾種跨膜運(yùn)輸方式的探究，并運(yùn)用數(shù)學(xué)坐標(biāo)圖來(lái)表達(dá)三種方式的規(guī)律和特征，可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)圖表數(shù)據(jù)的解讀能力，即信息解讀和知識(shí)遷移轉(zhuǎn)化的能力。
4、教學(xué)媒體設(shè)計(jì)：多媒體。
說(shuō)教學(xué)程序
課前準(zhǔn)備：多媒體，一杯清水及藍(lán)墨水。
一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入課題
（教師）現(xiàn)場(chǎng)演示向清水中滴一滴藍(lán)墨水；
（學(xué)生）說(shuō)出這是物理上的擴(kuò)散現(xiàn)象；
（教師）大屏幕展示教材P60”水分進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的狀況圖片”；
（學(xué)生）通過(guò)討論比較二者的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。
（教師）對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)，針對(duì)二者的不同點(diǎn)（是否通過(guò)膜）進(jìn)行引導(dǎo)，除了水以外，很多種物質(zhì)都可以做跨膜運(yùn)輸，進(jìn)入本節(jié)課的“問(wèn)題探討”，屏幕展示教材P70“問(wèn)題探討”部分的圖片，圖示的物質(zhì)是否都能進(jìn)入細(xì)胞呢，如果能他們進(jìn)入的方式是否相同呢？點(diǎn)出課題——物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健?/p>
（學(xué)生）通過(guò)觀察，完成問(wèn)題探討中的3個(gè)問(wèn)題。
注意：教師注重引導(dǎo)，特別是第二題，一定要強(qiáng)調(diào)題干中的“無(wú)蛋白的脂雙層”，引起學(xué)生注意該結(jié)構(gòu)與細(xì)胞膜的區(qū)別，進(jìn)而回答此題。另外“問(wèn)題探討”中第3道討論題，應(yīng)該充分重視。第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例”中已說(shuō)明Ca2+、Mg2+能跨膜運(yùn)輸，而本節(jié)“問(wèn)題探討”中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這兩種離子不能通過(guò)脂雙層，學(xué)生可以就此提出問(wèn)題。
設(shè)計(jì)意圖：聯(lián)系生活實(shí)際并結(jié)合已有知識(shí)導(dǎo)入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)意識(shí)到生物學(xué)的各知識(shí)點(diǎn)之間有一定的聯(lián)系，并自然的將所學(xué)知識(shí)形成系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題的能力。
二、教學(xué)內(nèi)容及方法：
一、被動(dòng)運(yùn)輸
1、自由擴(kuò)散
（教師）列舉實(shí)例，放映氧氣和二氧化碳通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞動(dòng)畫演示過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生注意物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆较蚺c細(xì)胞膜內(nèi)外該物質(zhì)的濃度關(guān)系。
（學(xué)生）觀察并總結(jié)自由擴(kuò)散的特點(diǎn)：由高濃度到低濃度（或順濃度梯度）
（教師）舉例補(bǔ)充，除了氧氣和二氧化碳外，還有其他一些物質(zhì)也可以通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。
（學(xué)生）學(xué)生歸納這些物質(zhì)的特點(diǎn)：分子小，一些脂溶性的物質(zhì)
（教師）進(jìn)行引導(dǎo)：離子和一些較大的分子如葡萄糖，它們不能自由的通過(guò)細(xì)胞膜，那么他們是如何進(jìn)出細(xì)胞的呢？導(dǎo)入
2、協(xié)助擴(kuò)散
（教師）動(dòng)畫演示協(xié)助擴(kuò)散的過(guò)程
（學(xué)生）學(xué)生通過(guò)觀察，討論并總結(jié)其特點(diǎn)。
（教師）大屏幕展示教材P71圖4-7自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散示意圖
（學(xué)生）學(xué)生通過(guò)比較，討論，完成“思考與討論”部分的三道題。
設(shè)計(jì)意圖：
1、通過(guò)實(shí)例講解自由擴(kuò)散，讓學(xué)生感受到生物學(xué)就在自己的生活中；
2、用動(dòng)畫演示自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的過(guò)程，幫助學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)，克服對(duì)微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的困難；
3、通過(guò)完成“思考與討論”，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散兩種物質(zhì)運(yùn)輸方式特點(diǎn)的理解，增強(qiáng)比較學(xué)習(xí)法的認(rèn)識(shí)；
4、通過(guò)分組討論，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。
過(guò)度：從物質(zhì)運(yùn)輸是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”為例，給出被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍睢Ｍ瑫r(shí)大屏幕展示教材P71表4-1，導(dǎo)入本節(jié)課的第二部分“主動(dòng)運(yùn)輸”。
二、主動(dòng)運(yùn)輸
1、特點(diǎn)：
（教師）動(dòng)畫演示主動(dòng)運(yùn)輸?shù)?過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生從濃度梯度、載體和能量三方面歸納特點(diǎn)；
（學(xué)生）仔細(xì)觀察并同前面兩種運(yùn)輸方式比較，歸納出主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。
（教師）對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。
2、意義：
（教師）展示教材P63資料分析中的圖片，并進(jìn)行引導(dǎo)
（學(xué)生）通過(guò)討論說(shuō)出主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x。
設(shè)計(jì)意圖：
1、培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析及歸納能力；
2、聯(lián)系已有知識(shí)，形成知識(shí)系統(tǒng)；
3、通過(guò)完成技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解讀圖標(biāo)的能力，加強(qiáng)對(duì)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)睦斫狻?/p>
過(guò)渡：載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過(guò)細(xì)胞膜，但是，對(duì)于像蛋白質(zhì)這樣的大分子的運(yùn)輸卻無(wú)能為力。那么人體的白細(xì)胞能吞噬入侵的細(xì)菌、細(xì)胞碎片及衰老的紅細(xì)胞，這又是怎么進(jìn)行的呢？
三、胞吞和胞吐
（教師）大屏幕放映胞吞和胞吐的過(guò)程動(dòng)畫，并作簡(jiǎn)單介紹。
（學(xué)生）仔細(xì)觀察
（教師）引導(dǎo)學(xué)生思考：這個(gè)過(guò)程與細(xì)胞膜的什么特點(diǎn)有關(guān)？另外，對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以進(jìn)一步聯(lián)系分泌蛋白的形成及生物膜系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)意圖：這部分知識(shí)雖然是教材中的小字部分，但是也教學(xué)中也不能忽略，聯(lián)系生活實(shí)際結(jié)合動(dòng)畫，讓學(xué)生了解胞吞和胞吐的過(guò)程及意義。
3、小結(jié)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，以表格的形式讓學(xué)生歸納三種運(yùn)輸方式的異同，根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，如果時(shí)間允許，學(xué)生的基礎(chǔ)比較好，可以將比較的項(xiàng)目由運(yùn)輸方向、載體、能量、實(shí)例等方面進(jìn)一步延伸至曲線圖。
4、目標(biāo)測(cè)試題：
（1）教材P73基礎(chǔ)題：
①下列關(guān)于物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臄⑹觯_的是：
A． 相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)；
B．大分子有機(jī)物要通過(guò)載體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并且要消耗能量；
C．協(xié)助擴(kuò)散和自由擴(kuò)散都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的載體蛋白；
D． 主動(dòng)運(yùn)輸發(fā)生在細(xì)胞逆濃度梯度吸收物質(zhì)時(shí)，既要消耗細(xì)胞的能量，也需要依靠膜上的載體蛋白。
②下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：
A． 果脯在腌制中慢慢變甜，是細(xì)胞主動(dòng)吸收糖分的結(jié)果；
B．水分進(jìn)出細(xì)胞是通過(guò)自由擴(kuò)散；
C．葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞需要載體蛋白的幫助，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴(kuò)散；
D．大腸桿菌吸收鉀離子屬于主動(dòng)運(yùn)輸，既消耗能量，又需要膜上的載體蛋白。
設(shè)計(jì)意圖：這兩道題設(shè)計(jì)的非常好，我認(rèn)為應(yīng)該引起師生的重視，其所考察的內(nèi)容基本上已經(jīng)輻射到了本節(jié)課的所有知識(shí)點(diǎn)：
① 自由擴(kuò)散，協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸三種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的特點(diǎn)；
②自由擴(kuò)散，協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸三種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的實(shí)例；
③ 大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的胞吞作用。
（2）下圖示物質(zhì)出入細(xì)胞的三種方式（黑點(diǎn)代表物質(zhì)分子），請(qǐng)根據(jù)圖回答下列問(wèn)題：
①與甲相比，丙方式的不同之處是_________________________________;
②與丙相比，乙方式的不同之處是_________________________________;
③ 對(duì)于或細(xì)胞完成各項(xiàng)生命活動(dòng)都非常重要的物質(zhì)運(yùn)輸方式是_______________________.
設(shè)計(jì)意圖：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)娜N方式的比較，不僅考察學(xué)生對(duì)三種方式的理解，同時(shí)考查了學(xué)生的圖文轉(zhuǎn)換能力，因此是對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)的強(qiáng)化。
低溫環(huán)境會(huì)影響物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸嗎？為什么？
本題考查的知識(shí)點(diǎn)比較綜合：
1、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸幾種方式特點(diǎn)及所需條件；
2、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
3、呼吸作用中影響酶的活性的因素。
這道題在課上完成之后，我將它改成探究實(shí)驗(yàn)留給學(xué)生課后完成:
以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“探究溫度對(duì)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊憽保绻械男〗M設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)比較合理且有可行性，我們可以給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)材料和用具，讓學(xué)生自己來(lái)操作實(shí)驗(yàn)。另外還要給學(xué)生留些常規(guī)的書面作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖：
1、培養(yǎng)學(xué)生的探究能力及實(shí)驗(yàn)操作的能力；
2、增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)及對(duì)生物學(xué)的興趣。
3、鞏固所學(xué)知識(shí)。
課后反思
在教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生交待幾個(gè)容易忽視或弄錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)：
1、 細(xì)胞膜中的載體蛋白在協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸中都有特異性，如運(yùn)載鉀離子的載體就不能運(yùn)載其他物質(zhì)。
2、 自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的相同點(diǎn)都是順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，而主動(dòng)運(yùn)輸既可以順濃度梯度，也可以逆濃度梯度。
本節(jié)課我認(rèn)為比較符合新課標(biāo)的理念，改變了以往的填鴨式教學(xué)模式，主要的知識(shí)點(diǎn)在老師的引導(dǎo)下，基本上是通過(guò)討論由學(xué)生自己歸納出來(lái)的，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位；另外在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了一些不足，比如說(shuō)本節(jié)課的討論比較多，還有讓學(xué)生提出問(wèn)題并嘗試性回答的形式，這樣課堂的節(jié)奏就很難控制，很容易出現(xiàn)前緊后松或前松后緊的情況，這需要教師在備課精心設(shè)計(jì)好教學(xué)程序。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課的過(guò)程中覺(jué)得很輕松，因?yàn)檫@部分內(nèi)容本身并不難，但是如果不把新舊知識(shí)進(jìn)行整合的話，在做題時(shí)就會(huì)覺(jué)得不那么得心應(yīng)手。比如在分析影響主動(dòng)運(yùn)輸速率的因素時(shí)，如果不把這個(gè)過(guò)程所需的載體、能量與前面學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行遷移就很難做出來(lái)。
另外，學(xué)生在做有關(guān)圖標(biāo)題或曲線題時(shí)還存在很多困難，畢竟這是高中生第一次真正運(yùn)用數(shù)學(xué)思維進(jìn)行的“探究”，所以這就要求教師在設(shè)計(jì)練習(xí)和作業(yè)時(shí)加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。
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