高中生物《物质跨膜运输的实例》第一课时教学设计
江西省宜春市铜鼓中学
刘显礼
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一、教学设计的背景
（一）、教材分析
《物质跨膜运输的实例》是必修1《分子与细胞》中第4章第1节的内容。教材利用一些具体例子和资料，介绍了两方面的内容：水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的，一些离子的跨膜运输并不是顺着离子的相对含量进行的，最后总结出细胞膜是选择透过性膜。
其中，“水分的跨膜运输”具有重要的教学价值，这是一个探究实验，也是学生在高中阶段第一次真正全面接触探究实验，通过对植物细胞失水和吸水的探究，培养学生学会探究问题的一般方法和步骤。
（二）、学情分析
学生在初中做过或见过这样的实验：泡在糖水中的萝卜条会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺。学生也有这样的生活经验：做菜馅时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量渗出；对农作物施肥过多会造成“烧苗”现象等，这些生活经验对学习本节内容都有帮助。
本节内容需要学生从微观水平上理解细胞吸水、失水的过程，内容本身较抽象，难以理解，学生学习起来会有一定困难。另外，学生在初中曾经接触到科学研究的一般步骤，但在如何提出问题、作出假设和设计实验等环节都还缺乏训练。我在教学过程中针对这个问题，结合具体教学内容利用日常生活实例，把生活中的常识科学化，深入浅出，通俗易懂的处理对渗透作用原理的探究，深受学生欢迎和好评。
二、教学设计内容
（一）、教学目标
1、尝试从实验现象中提出问题，作出假设，探讨问题，得出结论。
2、能从简单的解释和假设中联想到细胞结构上的微观的分子运动。
3、说出细胞在什么情况下吸水和失水。
4、体验科学探究过程，培养学生质疑、求实、创新的科学态度和精神。
（二）、教学重难点
重难点：渗透作用原理的探究。
（三）、教材分析
通过学习物质跨膜运输的实例，认识水分子的跨膜运输是顺相对含量梯度进行。教材安排了动、植物细胞的吸水和失水现象和原因分析，进一步认识细胞膜和原生质层具有选择透过性，相当于半透膜。对教材中后续探究活动的教学和组织具有十分重要的作用。
三、教学方法
实验法；研讨式学习。
四、教学准备：
1.渗透演示实验装置。2.植物细胞模型。3.渗透原理的多媒体演示课件（Power Point）。
五 教学过程
（一）课前准备
1、教师在课前要做好充分实验准备:
探究细胞吸水与失水原理时老师准备好渗透系统演示实验装置，取一蝶形铁架台和长颈漏斗、烧杯，漏斗用新鲜的小肠衣封口，橡皮筋扎紧防漏液。向倒置的漏斗内加入30%的红糖或者30%的白糖（蔗糖）混合溶液，向烧杯内加温热的清水。将加入了蔗糖溶液的倒置长颈漏斗夹在铁架台上 1 备用。
2、植物细胞模型
（二）情境创设
上课时教师要创设情境引导学生联系生活实际，探讨在细胞层次上物质是如何输入和输出的。
1、展示一枚蛋黄的失水图片。
问：假设一个未受精鸡蛋，只是一个卵细胞，那么卵黄膜就相当于细胞膜，水分通过什么结构出细胞了？水分进出细胞有什么规律？
2、演示实验
展示实验过程，现象和结果，提问：小肠衣是一种半透膜，谁知道半透膜的特点?
3、投影仪展示：演示实验中现象
问：看到的变化？（投影仪展示：漏斗管内液面会上升，为什么？）
4、展示：多媒体动画演示半透膜上的微观变化。 提出讨论问题一：水分子的运动属于物理中的什么现象？
提出讨论问题二：用一层纱布代替半透膜，其它的均与原实验相同，漏斗内的液面有何变化？若漏斗内外都是清水呢？
5、投影仪展示：演示实验中现象
提问：
1、实验结果与刚才的有什么不同吗？
2、漏斗管内液面会不会一直上升到溢出呢？为什么？
6、展示ppt10，提出讨论问题四：
制渗质量分数30%的蔗糖溶液质量分数30%的葡萄糖溶液透作半透膜只许水分子通过用机 若在刚才装置中把烧杯中溶液换成等质量分数的葡萄糖溶液，且半透膜只允许水分子通过，结果会怎样？
7、展示ppt12看一组图：
与经典渗透装置比较细胞质内溶液细胞膜外界溶液半透膜动物红细胞的细胞膜是一种 哺乳动物红细胞在三种不同溶液中的形态，比较动物细胞与渗透装置图，提出问题：动物细胞是一个渗透系统吗？
8、展示自制植物细胞结构模型。 分析找出原生质层。
从其结构功能与动物细胞膜的相似性引导学生推测它相当于半透膜。 与植物细胞吸水和失水与有关。 相当于半透膜的生物膜 2
（三）师生互动
教学过程中，教师要提出合理的问题，让学生结合问题积极思考，有的放矢，防止课堂过散，目的不明确；教师要通过问题的设置增强课堂的可控度。
1、提出问题
结合一枚卵细胞（蛋黄）的失水图片这个例子，让学生提出问题:细胞会失水吗?水是按什么规律运输的？
2、进一步设疑：水是按什么规律运输的？
提出了一个有价值的问题以后，我们如何去研究它呢?这节课我主要是告诉大家探究的问题的，并通过实验来探究。
3、作出假设
我们研究“细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢”，卵细胞外有一定的糖分，所以可以推理“是不是当细胞外界溶液的浓度过大或者说大于细胞内的浓度时，细胞会失水呢?反之如果细胞外溶液低于细胞内溶液的浓度时细胞则会吸水”，作出了一个假设。
那作出的假设正确与否呢? 就需要通过实验和事实来验证，那么接下来我们做个模拟水分子从一种溶液到了另一种溶液的实验，创造我们假设中所提出的条件，来探究细胞是否真的会发生失水或吸水，什么情况下吸水，什么情况下失水，水分子是怎样进出细胞的。
4、设计实验
首先，我们要根据下述条件制作一个渗透装置和进行渗透作用测量，证明水分子会在两种不同浓度的溶液间扩散，且能宏观的展现出水分子的变化。给出仪器材料、试剂：一瓶30%的蔗糖（加红糖，呈红色）溶液、250 mL烧杯1只、长颈漏斗一只、小肠衣一片，皮筋若干，支架1个，量筒一个。
5、实施实验的步骤
①将30%的蔗糖（加红糖，呈红色）溶液的溶液倒入量筒中约40ML。然后将量筒中的蔗糖加入到。
②将长颈漏斗口用小肠衣封紧口，并用橡皮筋扎紧在漏斗的口下的瓶颈处，然后将量筒中的蔗糖加入到倒置的长颈漏斗内。
③将倒置的长颈漏斗内插入盛有清水的烧杯中，垂直固定于支架上，让长颈漏斗内外液面相平。④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。
认识小肠衣等半透膜的特点和种类。突出水分子比此类膜孔隙小，可通过，蔗糖分子直径大，不能通过。
⑤预期一下实验结果.如长颈漏斗内液面升高
6．分析结果出现的原因，讨论几个问题，得出结论
做完实验后，我们要对实验结果进行分析。实验结果还需一些时间才会出现，我们通过渗透装置中的的动画展示来讨论：
①是否与预期相吻合? 支持了我们最初的假设?当实验结果与预期不符时，我们要多思考，也不要急于认定假设不成立，要考虑会不会是因为实验操作的不正确导致不能达到预期结果的?会不会有什么干扰因素呢? ② 长颈漏斗内液面升高是什么原因？ ③ 小肠衣换成纱布，结果怎样?
④清水换成30%的蔗糖溶液，结果怎样？ ⑤水分子的运动属于物理中的什么现象？
⑥漏斗管内液面会不会一直上升到溢出呢？为什么？
⑦若在刚才装置中把烧杯中溶液换成等质量分数的葡萄糖溶液，且半透膜只允许水分子通过， 3 结果会怎样？
7、互动归纳，得出结论：
学生通过讨论回答以上问题后，归纳出以下结论
渗透作用的概念。发生渗透作用的两个条件。一是半透膜，二是半透膜两侧存在浓度差。水分子的运动规律：从低浓度溶液向高浓度溶液渗透。
8、再设疑互动：
生活中水分子的渗透现象还有吗?引入哺乳动物红细胞的吸水失水的图片资料的分析，植物细胞结中原生质层的图片分析，引导学生对比动物细胞膜和植物原生质层，它们相当于半透膜的结论。顺理成章的解释了本节开头提到卵细胞失水的原因，就是渗透作用失水和吸水。
进行科学探究的方式是多种多样的。一般来说，其基本过程具有六个要素：提出科学问
题；进行猜想和假设；制定计划，设计实验；观察与实验，获取事实与证据；检验与评价；表达与交流。某些探究过程只包含其中的几个要素，而且也不一定按上面呈现的顺序进行。我们进行科学探究主要是领悟科学探究的思想，培养自己进行科学探究所需要的能力，增进对科学探究方法与过程的理解。科学探究能力是通过完成部分探究活动和完整的探究活动而形成和发展的。
六、教学反思
实验前教师要作好规划，有那些实验可以联系生活实际，如何联系，可能出现的问题，针对可能出现的问题采取的措施等。选择实验时要注意选择与学生日常生活联系紧密的内容，也就是学生能够具有一定的生活经验来联系的，不要选择过于抽象的实验。布置问题时要提前一定的时间，让学生有时间去看书、查找资料、空余时间讨论。能自己动手的实验，尽量让自己动手作一遍，如渗透作用、叶绿体色素的提取分离尽量创造条件让学生自己动手。
在生物实验教学中联系日常生活实例，通过具体现象实例的分析，不仅让学生掌握了实验设计的理论方法，提高了学习成绩，更重要的是培养学生学习生物学的兴趣，增强了学生的思维创新能力，养成了他们一种正确的学习态度和严谨的科学精神，用自己学到的知识去分析生活生产中的生物学现象，不仅使学到的知识得到了巩固和应用，理论联系实际更开阔了学生的思维。使学生的创新思维活跃起来，且使学生敢于思考、善于思考、独立思考以及动手实验的能力不断提升,这种方法深受学生的欢迎,并且教学效果较好。
