王國(guó)榮

(江蘇省常州市北郊高級(jí)中學(xué) 213031)

1 教材分析

人教版高中生物學(xué)必修1“細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界”和“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”(教材中以細(xì)胞膜為主)兩節(jié)內(nèi)容存在聯(lián)系，可加以整合。主要涉及細(xì)胞膜的成分和功能、細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)制備、對(duì)系統(tǒng)邊界的認(rèn)同和細(xì)胞膜的重要意義的認(rèn)同、生物膜的結(jié)構(gòu)、模型構(gòu)建中生物技術(shù)作用的認(rèn)同、結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)認(rèn)同。其中細(xì)胞膜的成分和功能、細(xì)胞膜對(duì)于生命系統(tǒng)的重要意義、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容是本部分的教學(xué)重點(diǎn)；哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜的制備方法、細(xì)胞膜對(duì)于生命系統(tǒng)的意義和建立生物膜模型過程中如何體現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)等幾個(gè)方面是教學(xué)難點(diǎn)。通過整合，在進(jìn)行知識(shí)傳授的同時(shí)，可有效進(jìn)行理性思維訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物學(xué)思想的領(lǐng)悟。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的成分、功能和流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容，舉例說明生物膜的流動(dòng)性的特點(diǎn)、結(jié)合科學(xué)家生物膜模型的建立過程說出科學(xué)發(fā)展的一般規(guī)律。

2.2 能力目標(biāo) 初步嘗試用哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞制備細(xì)胞膜，結(jié)合科學(xué)家建立生物膜結(jié)構(gòu)模型過程，嘗試提出問題、作出假設(shè)、構(gòu)建細(xì)胞膜的空間立體結(jié)構(gòu)。

2.3 情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo) 認(rèn)同細(xì)胞膜是系統(tǒng)的邊界，對(duì)細(xì)胞的重要意義；基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度和學(xué)生的理性思維，培養(yǎng)學(xué)生推理和想象能力；樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點(diǎn)。

3 教學(xué)過程

3.1 對(duì)“細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界”的認(rèn)同 投影動(dòng)植物細(xì)胞模式圖。利用學(xué)生已有細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，即除了植物細(xì)胞的細(xì)胞壁(由纖維素和果膠構(gòu)成的，沒有活性、起保護(hù)作用的透性結(jié)構(gòu))，細(xì)胞膜位于細(xì)胞的最外面，繼而提出細(xì)胞膜是系統(tǒng)的邊界。細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)，指出此處系統(tǒng)就是指生命系統(tǒng)。

投影中國(guó)地圖，以國(guó)界(邊境)進(jìn)行類比教學(xué)。教師闡述邊界線及其功能，推理和認(rèn)同細(xì)胞膜的功能。詢問學(xué)生平常雞蛋(未受精的)打入碗里時(shí)蛋黃的情況。播放用筷子挑破蛋黃的視頻，證明細(xì)胞膜的存在。展示將顏料注入蛋黃中而顏料不出來的圖片。

設(shè)計(jì)意圖：通過類比和利用學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)新知識(shí)，有利于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善。視頻展示細(xì)胞膜客觀存在的實(shí)驗(yàn)過程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行由推論到實(shí)驗(yàn)證實(shí)的理性思維訓(xùn)練。

3.2 對(duì)細(xì)胞膜三大功能的習(xí)得 利用國(guó)境線的類比，投影動(dòng)物細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)出的模式圖和教材P42圖3-2細(xì)胞間信息交流的方式舉例，在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，結(jié)合生活中一些實(shí)例(如胰島素)講解細(xì)胞膜的功能。就控制物質(zhì)進(jìn)出，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察模式圖，直接給出學(xué)生結(jié)論?？刂莆镔|(zhì)進(jìn)出這個(gè)功能具有一個(gè)特性——選擇透過性。呈現(xiàn)教材P43拓展題第2題，要求學(xué)生闡述其中原理。提問學(xué)生：生活中有沒有這方面的運(yùn)用？聯(lián)系初中生物學(xué)關(guān)于種子發(fā)芽率的調(diào)查，要求學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)查方案(如將小麥種子泡軟縱切，泡入紅墨水中，看看胚是否染色。)并要求嘗試分析某些種子胚被染成紅色的原因。

設(shè)計(jì)意圖：用國(guó)境線類比創(chuàng)設(shè)情境，構(gòu)成前后教學(xué)呼應(yīng)，促進(jìn)學(xué)生領(lǐng)悟內(nèi)化。利用學(xué)生的發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生初步習(xí)得重要概念“選擇透過性”。利用教材拓展題和實(shí)例設(shè)計(jì)的分析，幫助學(xué)生形成正確概念并納入認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。

3.3 對(duì)細(xì)胞膜成分探究的教學(xué) 呈現(xiàn)兩段情境素材，即歐文頓動(dòng)物細(xì)胞膜的通透性研究和細(xì)胞膜蛋白酶處理的實(shí)驗(yàn)素材。結(jié)合生物學(xué)功能、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)關(guān)系的基本生物學(xué)思想，利用學(xué)生已有的生物和化學(xué)知識(shí)、生活實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生分析，初步接受科學(xué)家推測(cè)的細(xì)胞膜的組成成分。提出如何確定和證實(shí)細(xì)胞膜的組成成分，組織學(xué)生嘗試探究。嘗試分析生物實(shí)驗(yàn)材料如何選擇(如常規(guī)動(dòng)植物細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞、其他動(dòng)物紅細(xì)胞)，呈現(xiàn)和介紹哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生分析選擇哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞的理由，最后提煉出生物實(shí)驗(yàn)材料選擇原則。視頻展示制備細(xì)胞膜的方法，教師介紹吸水漲破、離心和丙酮提取等實(shí)驗(yàn)方法、原理。

設(shè)計(jì)意圖：作為陳述性知識(shí)的細(xì)胞膜的成分相關(guān)內(nèi)容，利用情境材料引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思性學(xué)習(xí)和探究，主要訓(xùn)練學(xué)生的理性思維；同時(shí)利用視頻和實(shí)驗(yàn)探究的分析，讓學(xué)生初步體驗(yàn)和領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

3.4 生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程 細(xì)胞膜的脂質(zhì)中最多的是磷脂，磷脂和蛋白質(zhì)是如何構(gòu)成細(xì)胞膜從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞膜的功能呢？利用1917年的朗姆瓦(Langmuir)的磷脂溶于苯和水的實(shí)驗(yàn)和1925年荷蘭科學(xué)家戈特和格倫德爾兩位科學(xué)家用丙酮提取平鋪水面實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生推理出磷脂分子包括親水端和疏水端兩部分，組織學(xué)生猜想和闡述磷脂如何構(gòu)建基本骨架。至于蛋白質(zhì)如何參與細(xì)胞膜的構(gòu)成，展示1959年羅伯特森實(shí)驗(yàn)及其推論加以描述。嘗試?yán)?970年的熒光標(biāo)記的人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，以及1972年桑格和尼克森利用冰凍蝕刻技術(shù)和掃描電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為證據(jù)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)羅伯特森的觀點(diǎn)進(jìn)行反駁，引導(dǎo)學(xué)生提出細(xì)胞膜的流動(dòng)性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和表述蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上的分布[1]。在此基礎(chǔ)上，歸納細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容。

設(shè)計(jì)意圖：按照三個(gè)線索展開構(gòu)成細(xì)胞膜的科學(xué)史教學(xué)(磷脂如何構(gòu)成基本骨架、蛋白質(zhì)如何參與構(gòu)建細(xì)胞膜以及細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及原因)。利用科學(xué)史的介紹，嘗試通過實(shí)驗(yàn)素材引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思維訓(xùn)練。

4 教學(xué)反思

學(xué)生理性思維的訓(xùn)練可以滲透在課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，譬如對(duì)細(xì)胞膜是系統(tǒng)的邊界的認(rèn)同。學(xué)生已經(jīng)具備細(xì)胞膜知識(shí)，至于細(xì)胞膜的存在以及是不是系統(tǒng)的邊界，缺少實(shí)證。就細(xì)胞膜成分和結(jié)構(gòu)的教學(xué)，通過分析探究，提出假說，借助微實(shí)驗(yàn)視頻和圖片的展示，有效地對(duì)學(xué)生進(jìn)行理性思維能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)史的教學(xué)，嘗試以科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)素材作為材料，讓學(xué)生分析、提出猜想和展示實(shí)驗(yàn)材料加以證實(shí)，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)一步落實(shí)理性思維的訓(xùn)練[2]。要求學(xué)生嘗試對(duì)出芽率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，訓(xùn)練學(xué)生問題解決的能力并對(duì)控制物質(zhì)進(jìn)出功能提供實(shí)證的理性思維訓(xùn)練。