物质跨膜运输的方式.docx
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物质跨膜运输的方式.docx
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物质跨膜运输的方式
物质跨膜运输的方式
设计者:
陈青美单位:
海南省海南中学
学科:
高中生物
学段:
高中
年级:
高一
版本:
人教版
第一部分
《物质跨膜运输的方式》设计思路
学生在前两节学习中已经掌握了生物膜的功能特性(选择透过性)和结构特点(流动镶嵌模型),为新知识的学习奠定了认知基础。
而本节又从“功能”的角度继续探究细胞膜控制物质进出的方式,是对第1、2节生物膜功能和结构的深入学习。
物质进出细胞是一个微观的内容,比较抽象,而学生抽象思维能力相对较弱,对物质进出细胞过程的理解有一定难度,所以通过资料分析、自主学习、分组讨论、合作学习、合作探究等活动引导学生观察讨论,实现对细胞膜控制物质进出方式的理解;通过模拟物质进出细胞的方式,帮助学生深刻领会细胞膜的结构与功能相适应的观点。
第二部分
《物质跨膜运输的方式》教学设计
一、教学目标
(一)知识目标
1.举例说出物质跨膜运输方式的类型及特点;
2.能区分被动运输与主动运输方式的异同;
3.阐述主动运输对细胞生活的意义。
(二)能力目标
1.运用证据和逻辑分析资料,归纳小分子物质进出细胞方式的类型和特点。
2.尝试进行实验设计。
3.体验模拟物质进出细胞的方式。
(三)情感态度与价值观
1.有兴趣探究问题,参与讨论。
2.认同人类探索物质进出细胞的方式仍未终结。
二、教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
导入
视频导入:
颜宁参加央视《开讲了》节目。
观看视频
以最新科研成果导入,激发学生兴趣,引出本节课题
呈现
课题名称:
物质跨膜运输的方式
复习
细胞膜的结构与组成
展示图片:
细胞膜的流动镶嵌模型
复习提问:
回顾细胞膜的结构。
回答
复习旧知,为理解本节内容做铺垫。
小分子物质进出细胞的方式
自由扩散和协助扩散
主动运输
资料分析:
资料一:
人工合成的脂质双分子层。
提问:
哪些物质可以通过人工脂双层,哪些物质不能通过?
科学实验证明:
H2O通常以扩散的方式从磷脂双分子层中间的间隙通过;O2、CO2、N2、苯、乙醇和甘油也可以从磷脂双分子层顺浓度梯度通过。
资料二.血浆中葡萄糖的含量比人红细胞内的葡萄糖多,但加入呼吸抑制剂,细胞难以获得能量,红细胞对葡萄糖的运输无影响。
资料三.研究人员做了如下实验:
A.在含有葡萄糖的红细胞培养液中,添加了适量的葡萄糖载体蛋白抑制剂。
B.在含有葡萄糖的红细胞培养液中,添加了等量的生理盐水。
实验结果:
A组培养液的葡萄糖含量几乎没有变化,B组葡萄糖含量减少。
请阅读如上资料,对比分析,完成如下表格:
例子
特点
O2、CO2、N2、苯、乙醇和甘油通过细胞膜
葡萄糖进入红细胞油
方向(浓度梯度)
载体
能量
通过资料分析,引出自由扩散和协助扩散的概念。
过渡:
是否所有的细胞均为顺浓度梯度运输?
阅读资料四:
丽藻细胞液与池水多种离子浓度比。
猜想:
离子逆浓度进出细胞膜应该具备哪些条件?
探究:
K十进入丽藻细胞是否需要载体蛋白和能量?
实验材料和试剂:
丽藻细胞、含40K+的细胞培养液、呼吸抑制剂、K+载体蛋白抑制剂、放射性检测仪(检测K+是否进入丽藻细胞)等。
请学生写出简单的实验设计思路。
引出:
主动运输的概念
被动运输的概念
问题:
主动运输对生物细胞有何重要意义?
过渡:
请同学归纳比较小分子物质跨膜运输的三种方式。
填表归纳比较:
小分子物质跨膜运输方式的特点、异同。
【考考你的眼力】:
三种物质跨膜运输方式动画,要求学生说出它们分别属于哪种运输方式。
观察
思考
回答
阅读资料、分析资料、自主归纳总结自由扩散和协助扩散
学习小组成员之间互相讨论,派出代表说出答案,并陈述理由。
阅读资料,猜想
小组成员互相讨论,根据已知的实验材料和试剂,尝试写出简单的实验设计思路,并派出代表陈述实验设计思路。
回答
归纳比较
观看动画,分析回答。
通过资料分析,培养学生自主获取知识的能力。
通过学生分组讨论,培养学生合作学习的能力,并引导学生归纳、总结自由扩散和协助扩散的异同,初步掌握比较归纳法,提高学生的理性思维。
培养学生自主探究、分组讨论与合作学习的能力,以及尝试写出简单的实验设计思路的能力,体会严谨的科学实验作风、勤于思辨的思维方法。
感悟主动运输的意义
通过比较学习,掌握三种运输方式的联系与区别,巩固重点知识
检测与反馈
大分子物质进出细胞膜的方式
展示胞吞、胞吐的动画
比较胞吞胞吐的不同
1、胞吞、胞吐体现出细胞膜具有什么结构特点?
2、胞吞、胞吐是否需要消耗能量?
观看动画,回答。
完善学生对大分子物质进出细胞方式的认知。
模拟活动
活动:
模拟物质进出细胞的方式
任务:
分组模拟
模拟1:
CO2通过肌肉细胞的细胞膜
模拟2:
葡萄糖通过红细胞的细胞膜
模拟3:
K+通过红细胞的细胞膜
模拟4:
抗体的分泌
要求:
要体现物质浓度的高低,用箭头表示物质跨膜运输的方向,注意箭头方向和穿过的位置,是否需要载体和能量。
学生分组模拟
通过模拟实验,提高学生动手操作能力,增强团队合作意识和课堂的趣味性。
在模拟展示活动中,师生、生生及时对模型的建构进行反馈和矫正,加深学生对本节重点知识“物质跨膜运输方式”的理解。
科学前沿
阅读科学前沿——通道蛋白的研究
感悟科技的发展
感悟科学的发展,激发学生进一步学习的兴趣和志向引导。
本节小结
略
师生共同构建
课后查阅资料
II型糖尿病与葡萄糖转运载体蛋白的关系及研究进展
学生课后收集资料
首尾呼应,了解科技前沿,增强社会责任感。
三、学习效果反馈与矫正
组织学生分组模拟“物质进出细胞的方式”的活动,检测对本节内容的学习效果。
学生体验模拟的过程,就是对所学内容的反馈。
比如:
有一个小组在模拟CO2通过肌肉细胞的细胞膜时,呈现的是CO2从细胞外扩散进细胞内,其他小组马上帮他们矫正,肌肉细胞不断进行呼吸产生CO2,胞内的CO2比胞外的多,应该重新构建膜内外CO2浓度的高低,并帮助他们重新矫正物质跨膜运输的方向。
又如,模拟抗体的分泌活动中,有学生呈现出是胞吞现象,其他同学帮着矫正为胞吐,应该从细胞内分泌出去,而且还要体现出囊泡膜与细胞膜的融合。
课堂上的及时反馈,让学生获得了及时的矫正,加深了本节内容的理解。
四、其他特色内容
学生课后写感悟与收获,查阅资料,了解II型糖尿病与葡萄糖转运载体蛋白的关系及研究进展,并撰写小论文。
第三部分
《物质跨膜运输的方式》教学反思
一、学习行为的改变
新课程改革倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取知识的能力、分析解决问题的能力,以及交流和合作能力。
如下按照本节课教学环节谈谈学生学习行为的改变。
在这节课中,以清华大学颜宁教授团队的研究成果导入,激发了学生学习本节内容的热情。
本节内容的主线是基于资料和问题的探究式教学设计,笔者精心挑选了四个资料,引导学生深入思考并领悟科学的思维方法和解决问题的能力。
通过引导学生阅读3个资料,自主对比分析,归纳自由扩散和协助扩散的异同点。
随后小组同学互相讨论、分享答案,尝试着阐述理由,并派出代表说出答案及陈述理由。
通过学生自主学习,建构生成新知识。
引导学生组内讨论,分享答案,阐述理由,充分调动了每一个学生的主动参与,培养了学生合作学习的能力,提升了学生的语言表达能力及逻辑推理和分析能力,使学生初步掌握比较归纳法。
这样的方式改变了学生被动地接受教师和课本获得的信息,激发了学生学习与表达欲望。
结合资料一、二、三内容,观察资料四的实验数据,猜想离子逆浓度进出细胞膜应该具备哪些条件?
如何验证?
逐步引导学生思索,激发学生对问题和探究的兴趣。
“探究K十进入丽藻细胞是否需要载体蛋白和能量?
”引导小组成员互相讨论,根据已知的实验材料和试剂,尝试写出简单的实验设计思路,并派出代表陈述。
课堂上大多数同学都能积极参与讨论,并写出简单的实验设计思路,说明他们具备了一定的自主合作探究学习的能力。
小组代表展示并表述实验设计思路,其他同学认真听,并寻找可借鉴之处和不足之处,进行补充和完善。
这个环节激发学生深入思考、形成主动探究的良好习惯,充分体现了学生的主体地位。
在分组讨论与合作学习中,体会严谨的科学实验作风、勤于思辨的思维方法。
学生观看、描述胞吞、胞吐的过程,提高了学生语言表达能力。
分组模拟物质进出细胞的方式,实际上是对本节内容的检测,有助于学生把所学内容应用于实际中。
这样的模拟活动,人人参与,人人动手,调动了学生的积极参与性,提高学生动手操作能力和增强团队合作意识。
在模拟展示环节,学生之间进行体验、质疑和交流,提高学生的语言表达能力,增强了课堂的趣味性,加深学生对本节重点知识的理解,升华主题。
学生通过阅读科学前沿,谈感想,感悟科学的发展,激发学生进一步学习的兴趣。
最后,课后查阅资料,了解II型糖尿病与葡萄糖转运载体蛋白的关系及研究进展并撰写小论文。
二、学习方式的转变
传统的学生学习方式强调被动接受知识,缺乏自主性、合作性、探究性,随着时代的发展,这样的学习方式不符合学生的发展,本节内容我从如下几方面转变学生的学习方式。
(一).自主学习
刘良华教授说过“自主学习或主动学习是学习的终极追求,也只有自主学习或主动学习,才算是真正的学习。
”“物质跨膜运输的方式”一节中,教师提供了四个资料,设计一定梯度的问题,以激发学生对问题的兴趣和深入分析。
学生通过阅读资料,顺利完成资料分析活动,自主构建了新的知识。
资料分析,使学生成为知识的发现者,在摸索、体验中获取了知识,充分调动学生学习的自觉性,主动地理解和掌握知识,培养并提高了学生分析问题和解决问题的能力。
(2)合作学习
模拟“物质进出细胞的方式”,体现了小组合作学习方式。
小组同学讨论,明确本小组模拟的物质是哪种运输方式,膜内外物质浓度的高低,物质穿膜的位置、方向,是否需要载体和能量。
小组同学在民主轻松愉快的课堂气氛里,动手模拟实验,发挥了学生的主体性。
这种学习方式有助于学生理解物质跨膜运输的方式,有助于学生系统地掌握知识,达到自由迁移的水平。
(3)探究学习
通过猜想“离子逆浓度进出细胞膜应该具备哪些条件”,引导学生探究K十进入丽藻细胞是否需要载体蛋白和能量。
通过分析自变量和因变量,进行组内讨论,尝试写出简单的实验设计思路。
通过这个活动,培养了学生严谨求实的科学态度。
学生在教师指导下,通过自主学习、探究和合作学习完成了任务。
但是学习不仅仅局限于课堂教学,教学中最后引导学生课后查阅相应资料,并撰写小论文。
3、学习效果的提升
在本人所任教的两个平行班中,19班期中考试平均分比20班高0.5分。
本节内容授课中,19班用了常规方法,20班按照本节教学设计,自主学习、合作学习、探究和模拟,当天晚自习进行了小测试,发现20班同学的平均分为90分,19班同学平均分为79分。
由此可见,学生的学习效果得到了提升。
如下为部分学生对本节内容的感悟:
学生1:
在这节课之前,即使我有看过课本,但对于逆浓度梯度和顺浓度梯度还是有些模糊,老师通过让我们现场模拟葡萄糖分子进入红细胞等多种物质跨膜运输的方式,使我对主动运输和被动运输的了解不再局限于它们的概念,而是具体化地感受了物质在细胞内的奇妙运动。
这节课我对于本节内容掌握基本到位,课堂活动很有趣,意犹未尽。
学生2:
课堂上,我积极思考,参加讨论,与组内同学分享答案,并大胆地说出自己的看法。
组内讨论这种方式对于我这样胆小的学生来说很不错,至少我敢于在组内表达自己的看法,若是当着全班同学的面,我会非常紧张。
通过模拟物质进出细胞方式的活动,我能很直观,很形象的理解物质进出细胞的方式,对知识的掌握更透彻,我很喜欢这样的活动。
本节课我对物质跨膜运输的方式掌握得不错,做题感到很顺畅,正确率很高哦。
超赞!
学生3:
我觉得这节课是有史以来最有趣的。
同时我对本节内容也掌握得挺好。
通过模拟物质运输方式的活动,有助于我们对内容的理解和记忆,也让我们对生物更加感兴趣。
课上老师给了我们很多自由讨论和独立思考的时间,我觉得这是一种很棒的学习方式。
这能让我们摆脱对老师的依赖,通过独立思考和小组合作解决问题。
课上我与小组同学合作,解决了导学案上的问题,我受益匪浅。
学生4:
自己动手建模,更直观地感受到物质进出细胞的方式,这种化抽象为直观的方式,使得我的理解更深刻,我肯定是要点赞的。
我与组员们共同设计了实验方案,在讨论中我听到了其他同学思维的闪光点,弥补了我自身的实验设计漏洞。
一起模拟了CO2如何排出细胞,把原本枯燥无味的知识化为游戏与趣味,我们的理解更加深刻了,一辈子都忘不了这个模拟游戏。
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