“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健鳖惐冉虒W(xué)設(shè)計(jì)

秦海燕

摘??要：以觀看動(dòng)畫、類比遷移、繪制思維導(dǎo)圖等方式為主，輔以學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以推動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、降低學(xué)習(xí)的梯度，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、類比推理及知識(shí)遷移的能力。

關(guān)鍵詞：物質(zhì)跨膜運(yùn)輸;類比遷移;教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教材分析

“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健笔侨私贪姹匦抟坏?章《物質(zhì)的輸入和輸出》第3節(jié)的內(nèi)容。該內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步學(xué)習(xí)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，體現(xiàn)了生物學(xué)中結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于本節(jié)課的要求是“說明物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式”，主要包括兩個(gè)部分的內(nèi)容，一是小分子和離子進(jìn)出細(xì)胞的方式，包括自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸;二是大分子和顆粒性物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，包括胞吞和胞吐。

2.學(xué)情分析

學(xué)生前面已學(xué)習(xí)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能、水分子的跨膜運(yùn)輸以及蛋白質(zhì)的多樣性等知識(shí)，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。高一學(xué)生已經(jīng)具備了一定的認(rèn)知能力，思維的邏輯性也基本建立，只是抽象思維能力還有所欠缺，對(duì)于“物質(zhì)跨膜”這一微觀的過程，缺少直觀的生活經(jīng)驗(yàn)，需要借助直觀、形象的視頻或者動(dòng)畫來輔助學(xué)習(xí)。

3.教學(xué)目標(biāo)

生命觀念目標(biāo)：能用結(jié)構(gòu)與功能觀，解釋胞吞和胞吐的原理，闡述主動(dòng)運(yùn)輸對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)的意義。

科學(xué)思維目標(biāo)：理解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)念愋图疤攸c(diǎn)，說出被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)漠愅c(diǎn);逐漸形成運(yùn)用類比和對(duì)比的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力和運(yùn)用表格進(jìn)行歸納的能力。

社會(huì)責(zé)任目標(biāo)：關(guān)注載體蛋白結(jié)構(gòu)研究對(duì)某些疾病治療的意義。

4.教學(xué)過程設(shè)計(jì)

4.1回顧舊知，視頻導(dǎo)入

在上新課前先回顧生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型，復(fù)習(xí)生物膜的成分和特點(diǎn)，為新知學(xué)習(xí)做鋪墊。然后向?qū)W生播放我國在葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體上取得的世界級(jí)成就，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，同時(shí)導(dǎo)入新課。

4.2創(chuàng)設(shè)情景，進(jìn)入新課

利用多媒體展示教材“問題探討”中關(guān)于人工脂雙層不同分子的透過性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察并且思考其中提出的三個(gè)問題，并在小組內(nèi)對(duì)問題進(jìn)行討論與分析。

4.3?小分子和離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/p>

通過生活中的例子，利用問題引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的擴(kuò)散現(xiàn)象入手，并讓學(xué)生總結(jié)擴(kuò)散現(xiàn)象的特點(diǎn)來類比學(xué)習(xí)。

擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的現(xiàn)象，不需要消耗能量。

對(duì)于細(xì)胞而言，其實(shí)也存在物質(zhì)擴(kuò)散的現(xiàn)象，比如我們?cè)谇懊鎸W(xué)過的細(xì)胞的吸水和失水。除水分子外，氧氣和二氧化碳也是如此，當(dāng)肺泡外氧的濃度大于肺泡細(xì)胞內(nèi)部氧的濃度時(shí)，氧便通過擴(kuò)散作用進(jìn)人肺泡細(xì)胞內(nèi)部。細(xì)胞內(nèi)由于呼吸作用使二氧化碳濃度升高時(shí)，二氧化碳便通過擴(kuò)散作用排出細(xì)胞，進(jìn)入細(xì)胞外液。

由于這類物質(zhì)很小，很容易自由地通過細(xì)胞的磷脂雙分子層，我們將物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式稱之為“自由擴(kuò)散”。

通過觀看小動(dòng)畫，來加深理解。學(xué)生總結(jié)自由擴(kuò)散的特征。

這就好像是你在一條河流里飄著，河水將你從河的上游帶到下游，你沒坐船，也沒有費(fèi)力。再次通過生活實(shí)例類比。

總結(jié)：通過自由擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的物質(zhì)主要是氣體、小分子如O2、CO2、N2、水和一些脂溶性小分子如甘油、乙醇、苯等。

過渡學(xué)習(xí)第二種跨膜運(yùn)輸方式：通過前面的實(shí)驗(yàn)我們知道葡萄糖不能通過人工合成的不含蛋白質(zhì)的脂雙層，那么葡萄糖是如何跨膜運(yùn)輸?shù)哪兀窟@就是我們今天要講的第二種跨膜運(yùn)輸方式──協(xié)助擴(kuò)散。展示協(xié)助擴(kuò)散的flash動(dòng)畫，學(xué)生仔細(xì)觀察并總結(jié)這種跨膜運(yùn)輸?shù)亩x和特點(diǎn)。

教師說明葡萄糖的跨膜運(yùn)輸，并不是簡單地通過磷脂層，而是需要在蛋白質(zhì)的輔助下，才能順利通過，我們把這種蛋白質(zhì)稱為載體蛋白。

同樣的比方，協(xié)助擴(kuò)散就好比你坐在小船上順流而下，所以沒有消耗能量。如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞就是這種方式。

學(xué)生通過對(duì)比自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散的異同總結(jié)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍睢?/p>

通過比較麗藻細(xì)胞液與池水中多種離子濃度過渡到第三種物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞僵ぉぶ鲃?dòng)運(yùn)輸。觀看flash動(dòng)畫。結(jié)合動(dòng)畫和它的特征，請(qǐng)同學(xué)定義主動(dòng)運(yùn)輸。

從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)也需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的運(yùn)輸方式。這就好比逆水行舟，得費(fèi)力氣。

在生物體中，很多的物質(zhì)運(yùn)輸都是通過主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)行的。比如各種離子，以及氨基酸等。主動(dòng)運(yùn)輸利用了能量，所以可以保證細(xì)胞根據(jù)自身的需要，主動(dòng)地選擇吸收需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。這正是主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x所在。

然后引導(dǎo)學(xué)生將小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞酵ㄟ^表格回顧一下主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別，比較它們的異同，完成PPT上的填空。

4.4?大分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式

教師說明載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過細(xì)胞膜，但是，對(duì)于像蛋白質(zhì)這樣的大分子的運(yùn)輸卻無能為力。可是大部分細(xì)胞能夠攝入和排出特定的大分子。這些大分子是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的？

當(dāng)大分子物質(zhì)要通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，需要首先與膜接觸，細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，接著小囊分離形成囊泡，從而最終進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，我們將這種運(yùn)輸方式稱為胞吞。

同樣的道理，當(dāng)細(xì)胞需要向外排出異物時(shí)，也是首先形成囊泡，接著囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，從而將大分子物質(zhì)運(yùn)送出去。我們將其稱為胞吐。

在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，物質(zhì)是包裹在囊泡中的，因此又叫膜泡運(yùn)輸。膜泡運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。觀看視頻動(dòng)畫，加深印象。

4.5?課堂小結(jié)

學(xué)生自己繪制概念圖總結(jié)幾種物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，理清脈絡(luò)，有助于對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)化和條理化。

4.6?當(dāng)堂訓(xùn)練

精選合適的練習(xí)題檢測學(xué)習(xí)效果，及時(shí)糾錯(cuò)。

5教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)符合課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的自主、合作、探究學(xué)習(xí)的理念。首先通過播放視頻，創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生思考研究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)囊饬x，讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中，體現(xiàn)了“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”這一新課程理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]祁國華.?基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)教學(xué)——以“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健睘槔齕J].?新課程（下）（2）：77-77.

[2]吳兆春.?基于核心素養(yǎng)的“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸實(shí)例”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].?中學(xué)生物學(xué)，34（08）：33-34.