《物質(zhì)的跨膜運輸》教學(xué)設計
教學(xué)目標
本節課內容是普通高中課程標準實(shí)驗教科書(shū)《必修1》第四章第三節內容。（物質(zhì)跨膜運輸的方式）課程標準中與本節內容相關(guān)的具體內容標準是：“說(shuō)明物質(zhì)進(jìn)出細胞的方式”。我理解這項要求包括以下幾方面的含義：
1、知識目標
2、教學(xué)重點(diǎn)
�。�1）物質(zhì)進(jìn)出細胞膜的方式
�。�2）圖表數據的解讀
確定的依據：該重點(diǎn)是由本節所學(xué)內容的教學(xué)目標所決定的。本節課的內容就是圍繞物質(zhì)進(jìn)出細胞膜的幾種方式展開(kāi)的，因此應該將其確定為教學(xué)的重點(diǎn)。另外根據《標準》所提倡的“落實(shí)對學(xué)生科學(xué)探究能力的培養，”和“利用數學(xué)方法處理、解釋數據”的觀(guān)點(diǎn)，本節內容在對坐標圖表分析上有較好的教學(xué)價(jià)值，因此我將“圖表數據的解讀”也作為了本節課的一項重點(diǎn)內容。
3、教學(xué)難點(diǎn)：
�。�1）主動(dòng)運輸
�。�2）圖表數據的解讀
確定的依據：
難點(diǎn)（1）主動(dòng)運輸與其他兩種運輸方式相比，較為復雜，為逆濃度梯度、消耗能量需要載體的跨膜運輸，學(xué)生容易受“自由擴散”和“協(xié)助擴散”的濃度差與它們運輸速率的關(guān)系的定向思維影響，認為也是成正比關(guān)系，故為難點(diǎn)；另外，“主動(dòng)運輸”是物質(zhì)跨膜的主要方式，它涉及到能量和載體的利用。而影響能量的供應則與《第五章－第三節》影響呼吸作用的氧、溫度、ATP等因素有關(guān)，載體則與蛋白質(zhì)的種類(lèi)和功能多樣性有關(guān)。因此，主動(dòng)運輸是前后章節內容其中一個(gè)綜合知識點(diǎn)的基點(diǎn)之一，而學(xué)生自主的將蛋白質(zhì)的多樣性、能量的供應等知識點(diǎn)遷入到此，有一定的難度。
難點(diǎn)（2）“解讀圖表”是學(xué)生第一次真正運用數學(xué)思維進(jìn)行的“探究”，切切實(shí)實(shí)地讓學(xué)生感受到生物科學(xué)習是需要理科性思維，生物學(xué)中的知識論點(diǎn)是建立在嚴謹的實(shí)驗數據基礎上的�！敖庾x圖表”實(shí)現了學(xué)生對相鄰學(xué)科知識的遷移，這也是學(xué)生比較欠缺的能力。
說(shuō)教學(xué)方法
1、學(xué)情分析：
學(xué)生已經(jīng)具備了細胞膜的結構、水跨膜的實(shí)例的基礎，掌握了蛋白質(zhì)多樣性的知識，為新知識的學(xué)習奠定了認知基礎。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識基礎并遵循學(xué)生的認知規律，通過(guò)適當的教學(xué)策略，使新知識有效地整合進(jìn)學(xué)生原有的知識網(wǎng)絡(luò )中，使學(xué)生的知識體系得到豐富和發(fā)展，使學(xué)生的探究能力得到進(jìn)一步的提高。
2、教法設計：
《普通高中生物課程標準》倡導探究性學(xué)習，力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習方式的變革，引導學(xué)生主動(dòng)參與探究過(guò)程、勤于動(dòng)手和動(dòng)腦，逐步培養學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維德能力、分析和解決問(wèn)題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力�；凇稑藴省返倪@種的理念，本節課采用“探究—發(fā)現”教學(xué)模式并與講授法、討論法等方法相結合。并配以多媒體輔助教學(xué)，教師通過(guò)列舉實(shí)例，幫助學(xué)生增加感性認識，克服對微觀(guān)結構認識的困難，是學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法并習得相關(guān)的操作技能。結合生物個(gè)體水平的知識、物理學(xué)和數學(xué)知識以及學(xué)生的生活經(jīng)驗，突破學(xué)習難點(diǎn)。
具體方法如下：
�。�1）演示法
本節課充分利用現代聲像技術(shù)及多種媒體工具，借助多媒體動(dòng)畫(huà) ，把跨膜運輸的幾種方式等直觀(guān)的展示給學(xué)生，有利于學(xué)生由感性認識上升到理性認識。
�。�2）引導探究法
本節課把引導法自始自終貫穿于學(xué)生的探究活動(dòng)中，同時(shí)幫助學(xué)生建構正確的知識結構，適時(shí)得當的引導有利于學(xué)生掌握正確的探究方法。
3、學(xué)法設計
�。�1）合作學(xué)習法：學(xué)生通過(guò)實(shí)驗探究、觀(guān)察、分析、互相討論，發(fā)揮群體智慧以達到解決問(wèn)題的目的。本節課學(xué)生將在老師的引導下通過(guò)設計實(shí)驗觀(guān)看動(dòng)畫(huà)、結合教材、設計實(shí)驗等方式進(jìn)行合作學(xué)習。
�。�2）探究學(xué)習法：通過(guò)對幾種跨膜運輸方式的探究，并運用數學(xué)坐標圖來(lái)表達三種方式的規律和特征，可以培養學(xué)生對圖表數據的解讀能力，即信息解讀和知識遷移轉化的能力。
4、教學(xué)媒體設計：多媒體。
說(shuō)教學(xué)程序
課前準備：多媒體，一杯清水及藍墨水。
一、創(chuàng )設情境，導入課題
�。ń處煟┈F場(chǎng)演示向清水中滴一滴藍墨水；
�。▽W(xué)生）說(shuō)出這是物理上的擴散現象；
�。ń處煟┐笃聊徽故窘滩腜60”水分進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細胞的狀況圖片”；
�。▽W(xué)生）通過(guò)討論比較二者的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。
�。ń處煟⿲W(xué)生的回答進(jìn)行評價(jià)，針對二者的不同點(diǎn)（是否通過(guò)膜）進(jìn)行引導，除了水以外，很多種物質(zhì)都可以做跨膜運輸，進(jìn)入本節課的“問(wèn)題探討”，屏幕展示教材P70“問(wèn)題探討”部分的圖片，圖示的物質(zhì)是否都能進(jìn)入細胞呢，如果能他們進(jìn)入的方式是否相同呢？點(diǎn)出課題——物質(zhì)跨膜運輸的方式。
�。▽W(xué)生）通過(guò)觀(guān)察，完成問(wèn)題探討中的3個(gè)問(wèn)題。
注意：教師注重引導，特別是第二題，一定要強調題干中的“無(wú)蛋白的脂雙層”，引起學(xué)生注意該結構與細胞膜的區別，進(jìn)而回答此題。另外“問(wèn)題探討”中第3道討論題，應該充分重視。第1節“物質(zhì)跨膜運輸的其他實(shí)例”中已說(shuō)明Ca2+、Mg2+能跨膜運輸，而本節“問(wèn)題探討”中的實(shí)驗結果顯示這兩種離子不能通過(guò)脂雙層，學(xué)生可以就此提出問(wèn)題。
設計意圖：聯(lián)系生活實(shí)際并結合已有知識導入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，同時(shí)意識到生物學(xué)的各知識點(diǎn)之間有一定的聯(lián)系，并自然的將所學(xué)知識形成系統，培養學(xué)生提出問(wèn)題的能力。
二、教學(xué)內容及方法：
一、被動(dòng)運輸
1、自由擴散
�。ń處煟┝信e實(shí)例，放映氧氣和二氧化碳通過(guò)自由擴散進(jìn)出細胞動(dòng)畫(huà)演示過(guò)程，引導學(xué)生注意物質(zhì)運輸的方向與細胞膜內外該物質(zhì)的濃度關(guān)系。
�。▽W(xué)生）觀(guān)察并總結自由擴散的特點(diǎn)：由高濃度到低濃度（或順濃度梯度）
�。ń處煟┡e例補充，除了氧氣和二氧化碳外，還有其他一些物質(zhì)也可以通過(guò)自由擴散進(jìn)出細胞。
�。▽W(xué)生）學(xué)生歸納這些物質(zhì)的特點(diǎn)：分子小，一些脂溶性的物質(zhì)
�。ń處煟┻M(jìn)行引導：離子和一些較大的分子如葡萄糖，它們不能自由的通過(guò)細胞膜，那么他們是如何進(jìn)出細胞的呢？導入
2、協(xié)助擴散
�。ń處煟﹦�(dòng)畫(huà)演示協(xié)助擴散的過(guò)程
�。▽W(xué)生）學(xué)生通過(guò)觀(guān)察，討論并總結其特點(diǎn)。
�。ń處煟┐笃聊徽故窘滩腜71圖4-7自由擴散和協(xié)助擴散示意圖
�。▽W(xué)生）學(xué)生通過(guò)比較，討論，完成“思考與討論”部分的三道題。
設計意圖：
1、通過(guò)實(shí)例講解自由擴散，讓學(xué)生感受到生物學(xué)就在自己的生活中；
2、用動(dòng)畫(huà)演示自由擴散和協(xié)助擴散的過(guò)程，幫助學(xué)生增加感性認識，克服對微觀(guān)結構認識的困難；
3、通過(guò)完成“思考與討論”，強化學(xué)生對自由擴散和協(xié)助擴散兩種物質(zhì)運輸方式特點(diǎn)的理解，增強比較學(xué)習法的認識；
4、通過(guò)分組討論，增強了學(xué)生的團隊意識。
過(guò)度：從物質(zhì)運輸是否需要能力入手，用比喻的方法以“逆水行舟”為例，給出被動(dòng)運輸的概念。同時(shí)大屏幕展示教材P71表4-1，導入本節課的第二部分“主動(dòng)運輸”。
二、主動(dòng)運輸
1、特點(diǎn)：
�。ń處煟﹦�(dòng)畫(huà)演示主動(dòng)運輸的'過(guò)程,引導學(xué)生從濃度梯度、載體和能量三方面歸納特點(diǎn)；
�。▽W(xué)生）仔細觀(guān)察并同前面兩種運輸方式比較，歸納出主動(dòng)運輸的特點(diǎn)。
�。ń處煟⿲W(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評。
2、意義：
�。ń處煟┱故窘滩腜63資料分析中的圖片，并進(jìn)行引導
�。▽W(xué)生）通過(guò)討論說(shuō)出主動(dòng)運輸的意義。
設計意圖：
1、培養學(xué)生的觀(guān)察分析及歸納能力；
2、聯(lián)系已有知識，形成知識系統；
3、通過(guò)完成技能訓練，培養學(xué)生解讀圖標的能力，加強對主動(dòng)運輸的理解。
過(guò)渡：載體蛋白雖然能夠幫助許多離子和小的分子通過(guò)細胞膜，但是，對于像蛋白質(zhì)這樣的大分子的運輸卻無(wú)能為力。那么人體的白細胞能吞噬入侵的細菌、細胞碎片及衰老的紅細胞，這又是怎么進(jìn)行的呢？
三、胞吞和胞吐
�。ń處煟┐笃聊环庞嘲毯桶碌倪^(guò)程動(dòng)畫(huà)，并作簡(jiǎn)單介紹。
�。▽W(xué)生）仔細觀(guān)察
�。ń處煟┮龑W(xué)生思考：這個(gè)過(guò)程與細胞膜的什么特點(diǎn)有關(guān)？另外，對于基礎較好的學(xué)生，可以進(jìn)一步聯(lián)系分泌蛋白的形成及生物膜系統。
設計意圖：這部分知識雖然是教材中的小字部分，但是也教學(xué)中也不能忽略，聯(lián)系生活實(shí)際結合動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生了解胞吞和胞吐的過(guò)程及意義。
3、小結：根據本節課的內容，以表格的形式讓學(xué)生歸納三種運輸方式的異同，根據具體情況進(jìn)行調整，如果時(shí)間允許，學(xué)生的基礎比較好，可以將比較的項目由運輸方向、載體、能量、實(shí)例等方面進(jìn)一步延伸至曲線(xiàn)圖。
4、目標測試題：
�。�1）教材P73基礎題：
�、傧铝嘘P(guān)于物質(zhì)跨膜運輸的敘述，正確的是：
A． 相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)或離子都可以通過(guò)自由擴散進(jìn)入細胞內；
B．大分子有機物要通過(guò)載體蛋白的轉運才能進(jìn)入細胞內，并且要消耗能量；
C．協(xié)助擴散和自由擴散都是順濃度梯度進(jìn)行的，既不需要消耗能量，也不需要膜上的載體蛋白；
D． 主動(dòng)運輸發(fā)生在細胞逆濃度梯度吸收物質(zhì)時(shí)，既要消耗細胞的能量，也需要依靠膜上的載體蛋白。
�、谙铝姓f(shuō)法中錯誤的是：
A． 果脯在腌制中慢慢變甜，是細胞主動(dòng)吸收糖分的結果；
B．水分進(jìn)出細胞是通過(guò)自由擴散；
C．葡萄糖進(jìn)入紅細胞需要載體蛋白的幫助，但不消耗能量，屬于協(xié)助擴散；
D．大腸桿菌吸收鉀離子屬于主動(dòng)運輸，既消耗能量，又需要膜上的載體蛋白。
設計意圖：這兩道題設計的非常好，我認為應該引起師生的重視，其所考察的內容基本上已經(jīng)輻射到了本節課的所有知識點(diǎn)：
�、� 自由擴散，協(xié)助擴散和主動(dòng)運輸三種物質(zhì)跨膜運輸方式的特點(diǎn)；
�、谧杂蓴U散，協(xié)助擴散和主動(dòng)運輸三種物質(zhì)跨膜運輸方式的實(shí)例；
�、� 大分子物質(zhì)進(jìn)入細胞的胞吞作用。
�。�2）下圖示物質(zhì)出入細胞的三種方式（黑點(diǎn)代表物質(zhì)分子），請根據圖回答下列問(wèn)題：
�、倥c甲相比，丙方式的不同之處是_________________________________;
�、谂c丙相比，乙方式的不同之處是_________________________________;
�、� 對于或細胞完成各項生命活動(dòng)都非常重要的物質(zhì)運輸方式是_______________________.
設計意圖：本題考查的知識點(diǎn)是物質(zhì)跨膜運輸的三種方式的比較，不僅考察學(xué)生對三種方式的理解，同時(shí)考查了學(xué)生的圖文轉換能力，因此是對本節課的重點(diǎn)的強化。
低溫環(huán)境會(huì )影響物質(zhì)的跨膜運輸嗎？為什么？
本題考查的知識點(diǎn)比較綜合：
1、物質(zhì)跨膜運輸幾種方式特點(diǎn)及所需條件；
2、細胞膜的結構特點(diǎn)；
3、呼吸作用中影響酶的活性的因素。
這道題在課上完成之后，我將它改成探究實(shí)驗留給學(xué)生課后完成:
以小組為單位設計實(shí)驗“探究溫度對物質(zhì)跨膜運輸的影響”，如果有的小組設計的實(shí)驗比較合理且有可行性，我們可以給學(xué)生提供實(shí)驗材料和用具，讓學(xué)生自己來(lái)操作實(shí)驗。另外還要給學(xué)生留些常規的書(shū)面作業(yè)。
設計意圖：
1、培養學(xué)生的探究能力及實(shí)驗操作的能力；
2、增強學(xué)生的合作意識及對生物學(xué)的興趣。
3、鞏固所學(xué)知識。
課后反思
在教學(xué)中應該給學(xué)生交待幾個(gè)容易忽視或弄錯的知識點(diǎn)：
1、 細胞膜中的載體蛋白在協(xié)助擴散和主動(dòng)運輸中都有特異性，如運載鉀離子的載體就不能運載其他物質(zhì)。
2、 自由擴散和協(xié)助擴散的相同點(diǎn)都是順濃度梯度跨膜運輸，而主動(dòng)運輸既可以順濃度梯度，也可以逆濃度梯度。
本節課我認為比較符合新課標的理念，改變了以往的填鴨式教學(xué)模式，主要的知識點(diǎn)在老師的引導下，基本上是通過(guò)討論由學(xué)生自己歸納出來(lái)的，充分體現了學(xué)生的主體地位；另外在教學(xué)中也發(fā)現了一些不足，比如說(shuō)本節課的討論比較多，還有讓學(xué)生提出問(wèn)題并嘗試性回答的形式，這樣課堂的節奏就很難控制，很容易出現前緊后松或前松后緊的情況，這需要教師在備課精心設計好教學(xué)程序。學(xué)生在學(xué)習本節課的過(guò)程中覺(jué)得很輕松，因為這部分內容本身并不難，但是如果不把新舊知識進(jìn)行整合的話(huà)，在做題時(shí)就會(huì )覺(jué)得不那么得心應手。比如在分析影響主動(dòng)運輸速率的因素時(shí)，如果不把這個(gè)過(guò)程所需的載體、能量與前面學(xué)過(guò)的相關(guān)知識進(jìn)行遷移就很難做出來(lái)。
另外，學(xué)生在做有關(guān)圖標題或曲線(xiàn)題時(shí)還存在很多困難，畢竟這是高中生第一次真正運用數學(xué)思維進(jìn)行的“探究”，所以這就要求教師在設計練習和作業(yè)時(shí)加強這方面的訓練。
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