“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健苯虒W設計

王學祥 徐紅杰

（1淄博中學 山東淄博 255000 2淄博實驗中學 山東淄博 255090）

1 學習內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容位于人教版高中生物學必修1《分子與細胞》第4章第3節(jié)，在此之前學生已學習了生物膜的結(jié)構(gòu)特性和功能特性，本節(jié)是建立在前2節(jié)知識的基礎(chǔ)上，更進一步學習細胞膜控制物質(zhì)進出的功能。課程標準對于本節(jié)課的要求是“說明物質(zhì)進出細胞的方式”［1］，教材中的物質(zhì)包括：水（溶劑分子）、離子和小分子、大分子和顆粒性物質(zhì)等，物質(zhì)進出細胞的方式主要包括2個部分內(nèi)容，一是分子和離子進出細胞的方式，包括自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸；二是大分子和顆粒性物質(zhì)進出細胞的方式，包括胞吞和胞吐。教學中，以學生自主學習、小組合作探究的方式為主，教師精心設計教學活動，使學生由淺入深、逐步實現(xiàn)知識的遷移和能力的提升，較好地體現(xiàn)了新課程的理念。本節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健钡闹R結(jié)構(gòu)圖［2］

2 學情分析

3 教學目標

1）知識目標：①舉例說明物質(zhì)跨膜運輸方式的類型及特點；②理解并說明被動運輸與主動運輸方式的異同點。

2）能力目標：提高歸納、分析、總結(jié)能力的同時，培養(yǎng)信息解讀和知識遷移轉(zhuǎn)化及繪制圖表的能力。

3）情感態(tài)度與價值觀目標：①養(yǎng)成自主學習與合作探究學習的意識；②聯(lián)系生活實際，引導學生思考研究物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊饬x。

4 教學過程設計

高中生物學課程標準倡導探究性學習，強調(diào)學生自主學習、樂于探究和勤于動手，培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，交流與合作的能力及創(chuàng)新精神與實踐能力；倡導全面提高學生素養(yǎng)，注重使學生在現(xiàn)實生活的背景中學習生物學，引導學生解決來自社會、生產(chǎn)和生活實際的問題［1］。在新課程標準理念指導下，本節(jié)課教學流程設計如下：首先，通過播放科技新聞視頻創(chuàng)設情境導入主題。然后，運用學案導學，引導學生通過自主閱讀教材、畫概念圖、觀看動畫、繪制示意圖、構(gòu)建模型及描述模式圖等方式進一步掌握自由擴散、協(xié)助擴散、主動運輸及胞吞、胞吐等運輸方式的概念、實例、特點及影響因素等。最后，再次播放前面未播完的科技新聞視頻，引導學生思考研究物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊饬x。本節(jié)課的教學程序如圖2。

圖2 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健苯虒W設計概念圖

4.1 創(chuàng)設情境，導入新課 教師播放一則科技新聞視頻，該科技新聞的內(nèi)容為“我國生命科學領(lǐng)域取得世界級成果——首次揭示葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白結(jié)構(gòu)”，視頻結(jié)束后，請學生描述新聞的主要內(nèi)容，并提出問題：葡萄糖通過葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白跨過細胞膜的方式是什么？H2O、O2、氨基酸等其他物質(zhì)又是怎樣跨膜運輸?shù)?？引入本?jié)課的學習［3］。

4.2 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?/p>

4.2.1 學習活動1:自主學習，畫概念圖

教師提問：物質(zhì)跨膜運輸有哪些方式？教師指導學生閱讀教材第70頁～第72頁的內(nèi)容，完成概念圖。學生閱讀教材，教師巡視并及時進行點撥（圖 3）。

式中*表示卷積運算符，在實際光學測量中，常用二維高斯函數(shù)表示光學成像系統(tǒng)的點擴散函數(shù)h(x,y,di)，即

圖3 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健备拍顖D

4.2.2 學習活動2:觀看動畫，完成表格

教師提問：自由擴散、協(xié)助擴散及主動運輸?shù)瓤缒み\輸方式各需要什么條件，又各有什么特點？

教師播放3種運輸方式的動畫，學生觀看動畫，完成“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健钡膶Ρ缺恚ū?）。教師再通過提問等形式讓學生訂正答案，并進一步引導學生區(qū)別擴散與滲透、被動運輸與主動運輸、自由擴散與協(xié)助擴散等概念。最后，教師補充區(qū)別通道蛋白介導的協(xié)助擴散與載體蛋白介導的協(xié)助擴散等相關(guān)知識。通過觀看動畫，引導學生通過對學習對象的比較、分析歸納等區(qū)別概念，從而提高課堂教學的時效性，取得理想的教學效果。

表1 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健睂Ρ缺?/p>

4.2.3 學習活動3：合作探究，繪制示意圖

教師提問：通過觀看動畫和比較，大家掌握了3種物質(zhì)跨膜運輸方式的概念，以及所需要的條件和特點，它們真正發(fā)生在微觀的過程是怎樣的？通過繪制示意圖可體會這一過程。教師以小組為單位發(fā)放示意圖，學生以小組為單位繪制示意圖，教師巡視并及時進行點撥。

活動要求：

1）下圖（圖4）示細胞膜的流動鑲嵌模型示意圖，請在圖中畫出O2進細胞、CO2出細胞、葡萄糖進紅細胞、K+進細胞時跨膜運輸?shù)倪^程示意圖，可借助必要的箭頭或文字說明。

2）O2用○表示；CO2用●表示；葡萄糖用△表示；K+用▲表示。

3）用符號的多少表示這些物質(zhì)的濃度。

4）要求繪圖清晰美觀。

圖4 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健笔疽鈭D

教師參與學生小組活動，小組代表展示繪制的示意圖，并請其他學生進行評價，教師適時點撥。“繪制示意圖”要求學生將教材中的文字描述轉(zhuǎn)化為圖形，學生在繪圖中區(qū)別3種物質(zhì)跨膜運輸方式的特點，實現(xiàn)了知識與能力的遷移。

4.2.4 學習活動4：分析影響因素，構(gòu)建模型

教師提問：通過繪制示意圖，大家對物質(zhì)的跨膜運輸有了進一步了解，影響物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊蛩赜心男?？能否將這些因素繪制成坐標圖，構(gòu)建數(shù)學模型？

教師引導學生分析影響物質(zhì)跨膜運輸速率的主要因素，然后派學生代表在黑板上完成坐標圖（圖5），并進行曲線解讀，通過構(gòu)建模型，培養(yǎng)學生圖表轉(zhuǎn)換、圖文轉(zhuǎn)換的能力，進一步讓學生完成知識與能力的遷移。

圖5 “物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健弊鴺藞D

4.2.5 學習活動5：觀看動畫，描述模式圖 （過渡）載體蛋白雖能幫助許多離子和小分子通過細胞膜，但是，對于像蛋白質(zhì)這樣的大分子的運輸卻無能為力。可是大部分細胞能夠攝入和排出特定的大分子。這些大分子是怎樣進出細胞的？

教師指導學生閱讀教材第72頁的有關(guān)內(nèi)容，并播放胞吞和胞吐的動畫過程。學生閱讀教材，觀看動畫并描述胞吞、胞吐的過程。教師對學生的描述進行點撥和評價，引導學生概括胞吞和胞吐運輸方式的共同點，從而引出膜泡運輸?shù)母拍?，最后通過比較，區(qū)別跨膜運輸和膜泡運輸?shù)母拍睢?/p>

4.3 本節(jié)課總結(jié)

教師布置任務：請對本節(jié)課所學的知識點進行總結(jié)和梳理，要求學生畫“物質(zhì)進出細胞”的概念圖，例如圖6。

圖6 “物質(zhì)進出細胞的方式”概念圖

4.4 拓展知識、情感升華 教師再次播放導入時未播放完的視頻，整個教學設計首尾呼應。教師提問，研究葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)構(gòu)，能給人類帶來哪些福音？同時要求學生閱讀教材第73頁“與社會的聯(lián)系”的相關(guān)內(nèi)容，讓學生思考研究物質(zhì)的跨膜運輸與社會生活的聯(lián)系，引導學生理解研究物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊饬x，對學生進行情感態(tài)度價值觀的教育。

5 教學反思

本節(jié)課的教學設計符合課程標準倡導的自主、合作、探究學習的理念，首先通過播放視頻，創(chuàng)設情境，讓學生帶著問題進入課堂，激發(fā)學習興趣。最后再次播放前面未播完視頻，引導學生思考研究物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊饬x，讓學生將所學知識運用到現(xiàn)實生活中，體現(xiàn)了“注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系”這一新課程理念。整個教學過程中,筆者運用學案導學，突出強調(diào)學生自主閱讀教材，合作探究完成畫概念圖、繪制示意圖及構(gòu)建模型等活動，通過一系列學習活動的設計，很好地調(diào)動了學生學習的積極性，充分體現(xiàn)了以教師為主導、學生為主體的新課程理念，教學效果較好。