“細胞中的無機物”教學設計

欣向紅

1 教材分析

“細胞中的無機物”是人教版生物教科書必修1第二章第五節的內容，在此之前，學生已經學習了細胞中的元素和化合物，為本節內容的學習起到前期的鋪墊作用。本節的主要內容是“水和無機鹽在細胞中的存在形式和生理作用”，在課標中的要求是了解層次。教材中通過“資料分析”“思考與討論”“與生活的聯系”“技能訓練”等小欄目，給學生提供主動學習的機會，使學生通過動手試做、閱讀分析、討論交流等學習方式，獲得知識，培養能力，提升素養。

2 教學目標

2.1 知識目標

說出水和無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。

2.2 能力目標

（1） 學會自主性學習;

（2） 學會閱讀圖表、資料，提取信息，分析歸納。

2.3 情感、態度與價值觀目標

（1） 認同水是生命之源，形成自覺愛護水源的環保觀念;

（2） 學會關注生活，關注健康。

3 教學重難點

水和無機鹽在細胞中的作用是本節課的重點;學生以前沒有接觸過結合水，在日常生活中見到的水都是流動的，所以結合水的概念是本節課的難點。

4 教學用具準備

提前摘取八角金盤的一片葉子，干燥處理后，備用。課前，摘取與之前同樣大小的新鮮葉片，備用;課前，制好漿糊塊、西瓜塊，備用;新鮮雞蛋、臭雞蛋;切刀、火柴等。

5 教學過程

5.1 動手試做，發現問題，自然引入

教師首先讓學生掂量大小相似的八角金盤新鮮樹葉和枯葉的重量，再將枯樹葉點燃燒盡，從而引入本節課的教學。

教師提出問題：

① 兩組樹葉的質量懸殊主要是由什么物質的差異造成的？（水）

② 將枯樹葉點燃燒盡，燃燒掉的是什么類物質？（有機物）得到的白色灰燼是什么成分？（無機鹽）

教師敘述水和無機鹽屬于細胞中的無機物，由此引出本課的教學內容。

在討論有關細胞中水的存在形式時，教師讓學生用切刀分別切西瓜塊、漿糊塊，并提出問題：

① 西瓜塊、漿糊塊中都含有水嗎？（有）

② 切西瓜塊時會流出汁液，切漿糊塊時，卻沒有汁液流出。西瓜塊、漿糊塊中的水的存在的主要形式一樣嗎？（不一樣）從而引出自由水（以游離形式存在，可以自由流動）、結合水（與細胞內其他物質相結合）。

5.2 閱讀資料，提取信息，歸納總結

有關細胞中水含量的特點，教師投影呈現表1～表4，引導學生閱讀分析。

教師通過PPT投影一組填空題，引導學生自主歸納總結細胞中水的含量特點。

（1） 細胞中含量最多的化合物是 ? ?。

（2） 生物體的含水量隨著 ? 不同有所差別。

（3） 同種生物，在不同的 ? ?，含水量不同。

（4） 同種生物不同的 ? ?中，含水量不同。

教師通過PPT呈現有關細胞中水的作用的資料卡片，引導學生通過閱讀，感悟水的作用。

火星是地球最近的鄰居，它一直被認為最有可能存在生命。人類一直在試圖探測火星上是否有生命。所以，科學家們首先在尋找火星上有沒有水。

一個人在極限狀況下，可堅持20 d以上不進食。可一個人不喝水，1 d后就會喪失意識，生命瀕臨終點。

熱帶草原的旱季，草葉凋零，一片枯黃;熱帶草原的雨季一到，則滿目翠綠，郁郁蔥蔥。（大屏幕同時投影熱帶草原的旱季與雨季的圖片）

教師要求學生思考：你還能說出哪些生命離不開水的事實？（學生討論交流）

師生歸納：生命離不開水，水是生命之源。

教師介紹自由水、結合水的作用：結合水是細胞結構的重要組成成分;自由水是細胞內的良好溶劑，參與細胞內的化學反應， 運送營養物質和代謝廢物， 為細胞提供液體的環境。

教師投影有關無機鹽的作用的資料卡片，讓學生閱讀，引導學生思考歸納無機鹽的作用。

鈣是骨骼、牙齒的重要組成部分。缺鈣可導致骨軟化病、骨質疏松癥等。

鐵是組成紅細胞中血紅蛋白不可缺少的（同時看課本P35血紅蛋白分子局部圖）。缺鐵可使人疲乏、無力、注意力不集中、失眠，皮膚、毛發干燥并可導致貧血、抵抗力下降、易患感染。

教師要求學生思考：這些資料可說明無機鹽有什么作用？（有些無機鹽是細胞和生物體的重要組成部分）

缺鎂可導致神經緊張、情緒不穩、肌肉震顫等。

碘是甲狀腺激素的組成部分。缺碘會導致呆小癥、兒童及成人甲狀腺腫等。

鋅具有促進生長發育的作用。兒童缺鋅可導致生長發育不良;孕婦缺鋅可導致嬰兒腦發育不良、智力低下，即使出生后補鋅也無濟于事。

教師要求學生思考：該資料可說明無機鹽有什么作用？（許多無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有非常重要的作用）

在學生閱讀歸納的基礎上，教師再進行相關的補充，然后投影出無機鹽的功能：

① 一些無機鹽是細胞和生物體的重要組成部分。

② 許多無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有重要作用。

③ 維持細胞的酸堿平衡。

④ 維持細胞正常形態。

5.3 聯系生活，延伸拓展，提升能力

有關自由水和結合水轉化及與細胞的代謝活動的關系，教師聯系學生熟悉的生活現象，引導學生思考，進行適當地延伸拓展，以加深學生對自由水和結合水作用的理解、掌握，提高學生綜合運用知識解決問題的能力。

教師向學生展示新鮮雞蛋的蛋清和臭雞蛋的蛋清，要求學生思考：

① 新鮮雞蛋的蛋清里的水主要是什么形式？（新鮮的雞蛋清中大部分水與蛋白質結合在一起，形成液態膠體，這樣的水為結合水）

② 臭雞蛋的蛋清為什么會變“稀”，為什么？（蛋白質被微生物分解成小分子物質，使這部分結合水釋放出來，轉變為自由水）

③ 種子為什么要曬干貯存？（減少自由水的含量，降低呼吸作用）

④ 干燥的種子為什么必須吸足水才能萌發？（增加自由水的含量，增強種子的新陳代謝活動）

⑤ 同體積的水和同體積的果汁放入冰箱中誰最先結冰？（水）

⑥ 根據問題⑤，生物體的抗寒性與自由水、結合水含量的關系是什么？（結合水含量越高，抗寒性相對較強）

在以上學生思考、分析的基礎上，教師引導學生歸納自由水與結合水的關系：

① 自由水與結合水在一定條件下可以相互轉化。

② 自由水/結合水比例的大小，決定著細胞或生物體的代謝強度：比值越大，即自由水的相對含量越多，代謝越強;反之，代謝越弱。生物的抗性與之相反，即二者比值越大，抗性越弱;比值越小，抗性越強。

5.4 關注健康，科學飲食，均衡營養

合理營養是青少年擁有一個健康強壯體魄的基本保障。許多青少年由于平時不注重營養的均衡攝入，體質下降。在學生了解了水和無機鹽的作用后，教師通過提供“健康小貼士”的方式，引導學生在以后的生活中要學會科學飲食，做到均衡營養，以促進健康成長。

健康小貼士：

青少年每天要保證1 500mL至2 000 mL的水分攝入量，充足的水分可確保血液循環順暢，這樣大腦工作所需的氧及營養物質才能得到及時供應。

我國營養學會推薦青少年鈣每天適宜攝入量為1 200～1 500 mg。常見含鈣豐富的食物有鮮牛奶、酸奶、燕麥片、海參、豆類及其制品、金針菜等。

含鐵量較高的食物有動物的肝、腎、肉類、血制品、蛋黃、海帶、紫菜、黑木耳、豆類等;其中以葷菜中的鐵含量最多且易被人體吸收，因此長期素食的人易患缺鐵癥。

我國營養學會推薦成年男性每天鋅的適宜攝入量為15.5 mg，成年女性每天鋅的適宜攝入量為11.5 mg。常見含鋅豐富的食物是肝、肉類、蛋類、牡蠣等。

我國營養學會推薦18歲以上成人的碘每天適宜攝入量為150 mg。常見含碘豐富的食物是海產品，如海帶、紫菜、干貝、海參等。

我國營養學會推薦18歲以上成人的鎂每天適宜攝入量為350 mg。常見含鎂豐富的食物是新鮮綠葉蔬菜、堅果、粗糧。

5.5 小組合作，自主探究，知識遷移

教師在教學中，通過“資料卡片”“健康小貼士”主要介紹無機鹽對動物和人體的重要性，人體缺乏某種無機鹽所產生的癥狀以及如何合理從食物中獲取。植物生長發育需要哪些無機鹽？植物體缺乏某種無機鹽會出現什么癥狀？教師引導學生閱讀教科書P36的“技能訓練”，以學習小組為單位上網查找資料，了解某一種植物（如小麥）在生長發育過程中需要哪些無機鹽，設計實驗證明一種或幾種無機鹽是植物生長發育所必需的。通過小組的合作探究，使學生學會自主學習，深入體會科學探究的過程，提高設計實驗方案及實際操作的技能，以踐行“自主學習”“合作學習”“探究學習”的教學理念。教師在整個過程中對學生進行必要的指導，為學生的探究活動創造必要的條件。

6 教學后記

考慮到教材中的“問題探討”不夠直觀，因此新課導入環節采用讓學生動手試做，在動手中發現問題，從而自然地引入新課。雖然學生對于生活中的水有比較直觀、豐富的感受，但對活細胞中水的存在形式及作用卻缺乏正確、足夠的認識，需要教師進行糾正和完善。因此，教學中教師讓學生動手切西瓜塊、漿糊塊，觀察新鮮雞蛋、臭雞蛋的蛋清，閱讀表格、資料卡片，聯系生活等形式，提供豐富材料，創設知識情境，讓學生在獲得感性認識的同時，發現問題，積極思考。這樣調動了學生學習的主動性和積極性，提高了學生閱讀資料、提取信息、分析歸納的能力。

關于“無機鹽的生理作用”，教師則是從學生都關注的身體健康切入，通過閱讀資料、思考討論的教學方法，引導學生歸納資料中所蘊含的知識內涵。

剛升入高一的學生在實驗設計、自主探究等能力較為薄弱。對此，教師在本節教學環節中設計了一項課后作業：設計實驗——證明一種或幾種無機鹽是植物生長發育所必需的，以提高學生實驗設計、自主探究的能力。