《物質(zhì)的跨膜運輸》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標
本節(jié)課內(nèi)容是普通高中課程標準實驗教科書《必修1》第四章第三節(jié)內(nèi)容。（物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑┱n程標準中與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的具體內(nèi)容標準是：“說明物質(zhì)進出細胞的方式”。我理解這項要求包括以下幾方面的含義：
1、知識目標
2、教學(xué)重點
�。�1）物質(zhì)進出細胞膜的方式
�。�2）圖表數(shù)據(jù)的解讀
確定的依據(jù)：該重點是由本節(jié)所學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標所決定的。本節(jié)課的內(nèi)容就是圍繞物質(zhì)進出細胞膜的幾種方式展開的，因此應(yīng)該將其確定為教學(xué)的重點。另外根據(jù)《標準》所提倡的“落實對學(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，本節(jié)內(nèi)容在對坐標圖表分析上有較好的教學(xué)價值，因此我將“圖表數(shù)據(jù)的解讀”也作為了本節(jié)課的一項重點內(nèi)容。
3、教學(xué)難點：
�。�1）主動運輸
（2）圖表數(shù)據(jù)的解讀
確定的依據(jù)：
難點（1）主動運輸與其他兩種運輸方式相比，較為復(fù)雜，為逆濃度梯度、消耗能量需要載體的跨膜運輸，學(xué)生容易受“自由擴散”和“協(xié)助擴散”的濃度差與它們運輸速率的關(guān)系的定向思維影響，認為也是成正比關(guān)系，故為難點；另外，“主動運輸”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，主動運輸是前后章節(jié)內(nèi)容其中一個綜合知識點的基點之一，而學(xué)生自主的將蛋白質(zhì)的多樣性、能量的供應(yīng)等知識點遷入到此，有一定的難度。
難點（2）“解讀圖表”是學(xué)生第一次真正運用數(shù)學(xué)思維進行的“探究”，切切實實地讓學(xué)生感受到生物科學(xué)習(xí)是需要理科性思維，生物學(xué)中的知識論點是建立在嚴謹?shù)膶嶒灁?shù)據(jù)基礎(chǔ)上的。“解讀圖表”實現(xiàn)了學(xué)生對相鄰學(xué)科知識的遷移，這也是學(xué)生比較欠缺的能力。
說教學(xué)方法
1、學(xué)情分析：
學(xué)生已經(jīng)具備了細胞膜的結(jié)構(gòu)、水跨膜的實例的基礎(chǔ)，掌握了蛋白質(zhì)多樣性的知識，為新知識的學(xué)習(xí)奠定了認知基礎(chǔ)。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認知規(guī)律，通過適當?shù)慕虒W(xué)策略，使新知識有效地整合進學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò)中，使學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展，使學(xué)生的探究能力得到進一步的提高。
2、教法設(shè)計：
《普通高中生物課程標準》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維德能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。基于《標準》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)，教師通過列舉實例，幫助學(xué)生增加感性認識，克服對微觀結(jié)構(gòu)認識的困難，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)合生物個體水平的知識、物理學(xué)和數(shù)學(xué)知識以及學(xué)生的生活經(jīng)驗，突破學(xué)習(xí)難點。
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，借助多媒體動畫 ，把跨膜運輸?shù)膸追N方式等直觀的展示給學(xué)生，有利于學(xué)生由感性認識上升到理性認識。
�。�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)生的探究活動中，同時幫助學(xué)生建構(gòu)正確的知識結(jié)構(gòu)，適時得當?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
�。�1）合作學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過實驗探究、觀察、分析、互相討論，發(fā)揮群體智慧以達到解決問題的目的。本節(jié)課學(xué)生將在老師的引導(dǎo)下通過設(shè)計實驗觀看動畫、結(jié)合教材、設(shè)計實驗等方式進行合作學(xué)習(xí)。
（2）探究學(xué)習(xí)法：通過對幾種跨膜運輸方式的探究，并運用數(shù)學(xué)坐標圖來表達三種方式的規(guī)律和特征，可以培養(yǎng)學(xué)生對圖表數(shù)據(jù)的解讀能力，即信息解讀和知識遷移轉(zhuǎn)化的能力。
4、教學(xué)媒體設(shè)計：多媒體。
說教學(xué)程序
課前準備：多媒體，一杯清水及藍墨水。
一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入課題
�。ń處煟┈F(xiàn)場演示向清水中滴一滴藍墨水；
�。▽W(xué)生）說出這是物理上的擴散現(xiàn)象；
�。ń處煟┐笃聊徽故窘滩腜60”水分進出哺乳動物紅細胞的狀況圖片”；
�。▽W(xué)生）通過討論比較二者的相同點與不同點。
�。ń處煟⿲W(xué)生的回答進行評價，針對二者的不同點（是否通過膜）進行引導(dǎo)，除了水以外，很多種物質(zhì)都可以做跨膜運輸，進入本節(jié)課的“問題探討”，屏幕展示教材P70“問題探討”部分的圖片，圖示的物質(zhì)是否都能進入細胞呢，如果能他們進入的方式是否相同呢？點出課題——物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健?/p>
�。▽W(xué)生）通過觀察，完成問題探討中的3個問題。
注意：教師注重引導(dǎo)，特別是第二題，一定要強調(diào)題干中的“無蛋白的脂雙層”，引起學(xué)生注意該結(jié)構(gòu)與細胞膜的區(qū)別，進而回答此題。另外“問題探討”中第3道討論題，應(yīng)該充分重視。第1節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗敝幸颜f明Ca2+、Mg2+能跨膜運輸，而本節(jié)“問題探討”中的實驗結(jié)果顯示這兩種離子不能通過脂雙層，學(xué)生可以就此提出問題。
設(shè)計意圖：聯(lián)系生活實際并結(jié)合已有知識導(dǎo)入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時意識到生物學(xué)的各知識點之間有一定的聯(lián)系，并自然的將所學(xué)知識形成系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力。
二、教學(xué)內(nèi)容及方法：
一、被動運輸
1、自由擴散
�。ń處煟┝信e實例，放映氧氣和二氧化碳通過自由擴散進出細胞動畫演示過程，引導(dǎo)學(xué)生注意物質(zhì)運輸?shù)姆较蚺c細胞膜內(nèi)外該物質(zhì)的濃度關(guān)系。
（學(xué)生）觀察并總結(jié)自由擴散的特點：由高濃度到低濃度（或順濃度梯度）
�。ń處煟┡e例補充，除了氧氣和二氧化碳外，還有其他一些物質(zhì)也可以通過自由擴散進出細胞。
�。▽W(xué)生）學(xué)生歸納這些物質(zhì)的特點：分子小，一些脂溶性的物質(zhì)
（教師）進行引導(dǎo)：離子和一些較大的分子如葡萄糖，它們不能自由的通過細胞膜，那么他們是如何進出細胞的呢？導(dǎo)入
2、協(xié)助擴散
�。ń處煟﹦赢嬔菔緟f(xié)助擴散的過程
（學(xué)生）學(xué)生通過觀察，討論并總結(jié)其特點。
（教師）大屏幕展示教材P71圖4-7自由擴散和協(xié)助擴散示意圖
�。▽W(xué)生）學(xué)生通過比較，討論，完成“思考與討論”部分的三道題。
設(shè)計意圖：
1、通過實例講解自由擴散，讓學(xué)生感受到生物學(xué)就在自己的生活中；
2、用動畫演示自由擴散和協(xié)助擴散的過程，幫助學(xué)生增加感性認識，克服對微觀結(jié)構(gòu)認識的困難；
3、通過完成“思考與討論”，強化學(xué)生對自由擴散和協(xié)助擴散兩種物質(zhì)運輸方式特點的理解，增強比較學(xué)習(xí)法的認識；
4、通過分組討論，增強了學(xué)生的團隊意識。
過度：從物質(zhì)運輸是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”為例，給出被動運輸?shù)母拍睢Ｍ瑫r大屏幕展示教材P71表4-1，導(dǎo)入本節(jié)課的第二部分“主動運輸”。
二、主動運輸
1、特點：
�。ń處煟﹦赢嬔菔局鲃舆\輸?shù)?過程,引導(dǎo)學(xué)生從濃度梯度、載體和能量三方面歸納特點；
�。▽W(xué)生）仔細觀察并同前面兩種運輸方式比較，歸納出主動運輸?shù)奶攸c。
�。ń處煟⿲W(xué)生的回答進行點評。
2、意義：
�。ń處煟┱故窘滩腜63資料分析中的圖片，并進行引導(dǎo)
�。▽W(xué)生）通過討論說出主動運輸?shù)囊饬x。
設(shè)計意圖：
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，形成知識系統(tǒng)；
3、通過完成技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解讀圖標的能力，加強對主動運輸?shù)睦斫狻?/p>
過渡：載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細胞膜，但是，對于像蛋白質(zhì)這樣的大分子的運輸卻無能為力。那么人體的白細胞能吞噬入侵的細菌、細胞碎片及衰老的紅細胞，這又是怎么進行的呢？
三、胞吞和胞吐
�。ń處煟┐笃聊环庞嘲毯桶碌倪^程動畫，并作簡單介紹。
�。▽W(xué)生）仔細觀察
�。ń處煟┮龑�(dǎo)學(xué)生思考：這個過程與細胞膜的什么特點有關(guān)？另外，對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以進一步聯(lián)系分泌蛋白的形成及生物膜系統(tǒng)。
設(shè)計意圖：這部分知識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)系生活實際結(jié)合動畫，讓學(xué)生了解胞吞和胞吐的過程及意義。
3、小結(jié)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，以表格的形式讓學(xué)生歸納三種運輸方式的異同，根據(jù)具體情況進行調(diào)整，如果時間允許，學(xué)生的基礎(chǔ)比較好，可以將比較的項目由運輸方向、載體、能量、實例等方面進一步延伸至曲線圖。
4、目標測試題：
（1）教材P73基礎(chǔ)題：
�、傧铝嘘P(guān)于物質(zhì)跨膜運輸?shù)臄⑹觯_的是：
A． 相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過自由擴散進入細胞內(nèi)；
B．大分子有機物要通過載體蛋白的轉(zhuǎn)運才能進入細胞內(nèi)，并且要消耗能量；
C．協(xié)助擴散和自由擴散都是順濃度梯度進行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的載體蛋白；
D． 主動運輸發(fā)生在細胞逆濃度梯度吸收物質(zhì)時，既要消耗細胞的能量，也需要依靠膜上的載體蛋白。
�、谙铝姓f法中錯誤的是：
A． 果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞主動吸收糖分的結(jié)果；
B．水分進出細胞是通過自由擴散；
C．葡萄糖進入紅細胞需要載體蛋白的幫助，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴散；
D．大腸桿菌吸收鉀離子屬于主動運輸，既消耗能量，又需要膜上的載體蛋白。
設(shè)計意圖：這兩道題設(shè)計的非常好，我認為應(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)課的所有知識點：
① 自由擴散，協(xié)助擴散和主動運輸三種物質(zhì)跨膜運輸方式的特點；
�、谧杂蓴U散，協(xié)助擴散和主動運輸三種物質(zhì)跨膜運輸方式的實例；
�、� 大分子物質(zhì)進入細胞的胞吞作用。
（2）下圖示物質(zhì)出入細胞的三種方式（黑點代表物質(zhì)分子），請根據(jù)圖回答下列問題：
�、倥c甲相比，丙方式的不同之處是_________________________________;
�、谂c丙相比，乙方式的不同之處是_________________________________;
�、� 對于或細胞完成各項生命活動都非常重要的物質(zhì)運輸方式是_______________________.
設(shè)計意圖：本題考查的知識點是物質(zhì)跨膜運輸?shù)娜N方式的比較，不僅考察學(xué)生對三種方式的理解，同時考查了學(xué)生的圖文轉(zhuǎn)換能力，因此是對本節(jié)課的重點的強化。
低溫環(huán)境會影響物質(zhì)的跨膜運輸嗎？為什么？
本題考查的知識點比較綜合：
1、物質(zhì)跨膜運輸幾種方式特點及所需條件；
2、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點；
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，我將它改成探究實驗留給學(xué)生課后完成:
以小組為單位設(shè)計實驗“探究溫度對物質(zhì)跨膜運輸?shù)挠绊憽保绻械男〗M設(shè)計的實驗比較合理且有可行性，我們可以給學(xué)生提供實驗材料和用具，讓學(xué)生自己來操作實驗。另外還要給學(xué)生留些常規(guī)的書面作業(yè)。
設(shè)計意圖：
1、培養(yǎng)學(xué)生的探究能力及實驗操作的能力；
2、增強學(xué)生的合作意識及對生物學(xué)的興趣。
3、鞏固所學(xué)知識。
課后反思
在教學(xué)中應(yīng)該給學(xué)生交待幾個容易忽視或弄錯的知識點：
1、 細胞膜中的載體蛋白在協(xié)助擴散和主動運輸中都有特異性，如運載鉀離子的載體就不能運載其他物質(zhì)。
2、 自由擴散和協(xié)助擴散的相同點都是順濃度梯度跨膜運輸，而主動運輸既可以順濃度梯度，也可以逆濃度梯度。
本節(jié)課我認為比較符合新課標的理念，改變了以往的填鴨式教學(xué)模式，主要的知識點在老師的引導(dǎo)下，基本上是通過討論由學(xué)生自己歸納出來的，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，比如說本節(jié)課的討論比較多，還有讓學(xué)生提出問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)計好教學(xué)程序。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課的過程中覺得很輕松，因為這部分內(nèi)容本身并不難，但是如果不把新舊知識進行整合的話，在做題時就會覺得不那么得心應(yīng)手。比如在分析影響主動運輸速率的因素時，如果不把這個過程所需的載體、能量與前面學(xué)過的相關(guān)知識進行遷移就很難做出來。
另外，學(xué)生在做有關(guān)圖標題或曲線題時還存在很多困難，畢竟這是高中生第一次真正運用數(shù)學(xué)思維進行的“探究”，所以這就要求教師在設(shè)計練習(xí)和作業(yè)時加強這方面的訓(xùn)練。
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