“細胞核的結構與功能”的教學設計

金浩良 （浙江省寧波市鄞州中學 浙江寧波 315104）

1 教材分析

“細胞核的結構與功能”是浙科版高中生物學必修1《分子與細胞》第2章“細胞的結構”第4～5節的內容，是學生在掌握了細胞膜、細胞壁及細胞質之后，繼續對細胞中的核心結構細胞核及原核細胞結構進行學習。教材提供了較為豐富的素材，例如細胞核的模型圖及動、植物細胞的模式圖，便于學生直觀認識細胞核及細胞的結構。但教材中有關傘藻的實驗并不能直接證明細胞核決定了傘藻“帽”的形態，因此在應用該實驗進行教學時還需進行再處理。本節課的教學重點是細胞核的結構與功能，難點是如何在一節課中將細胞核結構與功能，原核細胞，動、植物細胞的比較等看似碎片化的知識有效串聯，并滲透 “結構與功能相適應、局部與整體相協調、多樣性與共同性相統一”的生物學思想。

2 教學策略

本節課應用思維導圖（圖1）組織教學，以“細胞核”這一核心詞為基點，延伸出“結構、功能、數量”3個節點。通過對細胞核結構的剖析轉到對細胞核功能的探究，并滲透“結構與功能相適應”的觀點；通過“細胞中是否含有由核膜包被的細胞核”自然過渡到對原核細胞的學習和對動、植物細胞的建模比較上，并滲透“局部與整體相協調、多樣性與共同性相統一”的觀點。同時，依據課程標準中的“面向全體學生、倡導探究性學習”的基本理念，本節課在依據思維導圖實施教學的過程中，也設計了合作探究、模型制作等學生活動，引導學生積極主動地學習，以此提升課堂品質和效率。

圖1 思維導圖

3 教學目標

1）知識目標：概述細胞核的結構與功能；概述原核細胞的結構和種類；比較真核細胞和原核細胞的結構；比較動、植物細胞的異同點。

2）能力目標：通過探究活動，培養學生的設計、分析能力；通過小組合作學習，培養學生的交流、合作、組織能力；通過模型制作，培養學生的動手能力。

3）情感態度與價值觀目標：通過對細胞核結構與功能的認識，認同生物體在結構和功能上的統一性；通過對動、植物細胞結構的建模比較，認同局部與整體相協調、多樣性與共同性相統一的辯證觀點。

4 課前準備

1）確定學習小組：教學班分成6組，每組自主推選確定學習組長。

2）材料準備：地中海傘藻和細圓齒傘藻紙質模型各1份、細胞核平面結構繪圖1張、原核細胞結構繪圖1張、各類細胞器彩色紙質模型6份、卡紙6張、記號筆6支、磁力片若干。

5 教學過程

5.1 新課導入 教師用課件展示真核細胞模式圖，喚起學生對之前已學細胞器和細胞膜等知識的記憶，并提問：若將細胞比作一座大型工廠，其中有發揮類似生產部、加工部、環衛部、運輸部等部門職能的各種細胞器，作為一座正常運作的大型工廠，還有什么是非常重要的？（管理指揮部門）本節課大家一起認識細胞中的“管理部門”——細胞核（板書核心詞：細胞核）。

5.2 細胞核的結構分析 教師提出問題串：①細胞核的結構由哪幾部分組成？②細胞核的各部分結構分別具有什么作用？③與細胞核功能關系最密切的是什么結構，為什么？④細胞核的核被膜有何特點？⑤結合細胞核的結構，分析細胞核的功能是什么？

通過設計問題串，引導各學習小組有目的、有方向地展開自主學習和討論，并通過討論、回答、補充、評價等活動，加深學生對細胞核結構的認識，同時培養學生的合作能力、組織能力、獲取信息的能力和表達能力。

即時反饋：學習完細胞核的典型結構，教師在黑板上張貼不同于教材的細胞核平面結構模式圖（圖2），由學習小組派代表從另一個角度辨認核被膜、染色質、核仁、核基質、核孔復合體等結構，以檢測學生的習得情況，并以此加深學生對細胞核結構的理解。

圖2 細胞核平面結構示意圖

教師小結：①表揚積極表現的小組，鼓勵后進小組，引導各小組積極參與后續的學習。②通過對細胞核結構的學習，可發現細胞核之所以成為細胞的控制中心，是因為其染色質中存在遺傳物質DNA，同時，細胞核也是遺傳物質貯存和復制的場所。從中可以發現細胞核結構與功能是高度統一的。

5.3 細胞核的功能探究

資料1：傘藻嫁接實驗介紹。首先，利用紙制傘藻模型（可拆分）介紹傘藻細胞的整體結構；再展示地中海傘藻與細圓齒傘藻“帽”的區別；接著，介紹切去“帽”之后的傘藻在一段時間后仍能長出與原先相同的“帽”的現象；最后，結合模型演示2種傘藻的嫁接實驗過程及結果（圖3）。提問：從傘藻嫁接實驗的結果可以得出什么結論？（傘藻“帽”的形狀由“足”的種類決定。）

圖3 傘藻實驗示意圖（教材配圖）

資料2：展示變形蟲圖片及簡介。變形蟲屬于單細胞真核生物（含有細胞核），由于原生質層的流動，使身體表面生出無定形突起，稱為“偽足”，身體即借此移動。身體的形狀輪廓也會隨偽足的伸縮而有變化，故名變形蟲。

學生探究活動：根據資料1和資料2，設計實驗探究細胞核的功能。要求闡述實驗的基本思路，預測實驗結果，并得出相應結論。

教師通過介紹傘藻嫁接實驗，滲透實驗設計的基本思路；通過提供2種探究材料和確定探究主題，引導各學習小組討論并設計個性化實驗方案，有利于培養學生的發散思維；通過小組陳述實驗思路，小組間相互評價、補充、完善等活動，培養學生合作探究等能力，以及嚴謹的思維習慣和質疑能力，教師進行適當引導、補充和完善。最后學生在小組討論的基礎上得出結論：細胞核是細胞的控制中心。

5.4 原核細胞的結構和種類

資料3：圖片呈現哺乳動物血液中的紅細胞、維管植物的篩管細胞、橫紋肌細胞。有些細胞不含細胞核，例如哺乳動物成熟紅細胞和維管植物的篩管細胞；有些細胞含有多個細胞核，例如橫紋肌細胞；大部分細胞只有1個核。

表1 原核細胞與真核細胞的比較表

問題：①細胞核在細胞中的數量有何規律？②含有完整細胞核或曾經有過細胞核的是什么細胞？③什么細胞沒有由核膜包被的細胞核？④沒有核膜包被的細胞核的細胞具有怎樣的結構？有哪些類型？

通過小組討論解決以上問題后，教師在黑板上思維導圖的相應位置張貼原核細胞模式圖，并著重指出“原核細胞的遺傳物質DNA主要存在于擬核中，且原核細胞含有不具膜的細胞器核糖體”，引導學生進一步認識原核細胞結構。

小組活動：結合表1比較原核細胞和真核細胞的異同，并完成表格內容填寫。

5.5 動、植物細胞結構模型的構建與比較 小組活動：學生利用所提供的各種細胞器紙質模型，在卡紙上粘貼制作成動物或植物細胞模式圖，同時在卡紙上用記號筆畫出細胞膜、細胞壁等結構，請最先完成動物或植物細胞模型的小組將作品張貼在黑板上思維導圖的相應位置，并由組員介紹動、植物細胞在結構上的異同，其他小組對該模型進行評價并適當補充和完善。

通過制作動、植物細胞模型，可檢測學生對于2種典型細胞結構的掌握情況，暴露學生在認識上存在的誤區并及時加以糾正；通過比較分析動、植物細胞結構模型，學生體會細胞在結構上的統一性和差異性，由此得出生物體局部與整體相協調、多樣性與共同性相統一的觀點。

5.6 課堂小結及課后作業

課堂小結：由學生結合黑板上最終呈現的思維導圖總結本節課的學習收獲。教師對各小組在本節課的表現進行點評。

課后任務：嘗試利用生活中的材料（例如橡皮泥）制作動、植物細胞模式圖。以此聯系生活，并進一步鞏固學生對細胞結構的認識。

6 教學反思

1）運用思維導圖，結構清晰促高效：思維導圖是一種利用大腦語言思維的模式，它將所有信息都組織在一個結構圖上，能準確、清晰表達思維，使思維主次分明，便于理解和記憶。本節課利用思維導圖，將細胞核結構與功能、原核細胞、真核細胞等知識，通過以“細胞核”為中心逐步發散展開教學，自然將各部分知識系統化、邏輯化，最終在黑板上呈現完整的思維導圖，引導學生在自己的認知結構中構建新的知識聯系，從而提高了教學效率。

2）搭建各色平臺，課堂生動利生成 ：本節課的設計，本著以學生為主體的思想，從2個方面著手，致力于構建高效生動的課堂。首先，通過分組編排，形成了6個小組，同組成員圍坐在一起，從而為小組合作學習創造了便利條件。其次，精心設置了諸多學生活動，通過搭建豐富的平臺，讓學生自主學習、比較、辨認相關結構，自主設計實驗進行探究，自主構建模型與相互評價，教師則輔以適當的引導、補充、完善。在課堂中，學生的主體地位得到了充分體現，學生積極參與、協調配合，通過暴露問題、解決問題，實現動態生成，在學習知識的同時又實現了能力的提升。

［1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）.北京：人民教育出版社，2003.

［2]浙江省基礎教育課程改革專業指導委員會.浙江省普通高中學科教學指導意見（生物）.杭州：浙江教育出版社，2014.

［3]萬小榮.運用思維導圖構建核心概念.生物學通報，2014，49(11)：39.