红豆薏米绿豆的功效:“物质跨膜运输的方式”教学设计

广东省广州市第97中学　　陈美贞

本节课是新教材必修1第4章第3节的内容。

课程标准倡导探究性学习，培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等。基于课程标准的这种理念，我引导学生以探究性学习的方式学习“物质的跨膜运输的方式”一课，使学生初步学会生物科学探究的一般方法，培养利用数学方法处理、解释数据的能力，这是过去义务教育生物课程没有涉及的能力目标。

一、教材分析

（一）内容与地位

本节内容属于细胞的功能之一──物质的输入和输出。任何一个生命系统都是开放的系统，都与外界有物质的交换。可见本节所属的章节内容对学生理解细胞是基本的生命系统有着重要的意义。

（二）教学目标

1.知识与技能。

（1）举例说明物质跨膜运输方式的类型及特点。

（2）说出被动运输与主动运输方式的异同点。

（3）阐述主动运输对细胞生活的意义。

（4）正确解读坐标数据图表。

2.过程与方法。

（1）运用类比和对比的方法进行学习，抓住关键，掌握本质。

（2）运用表格的方式进行总结，简洁明了。

3.情感态度与价值观。本节情感态度与价值观的特点不太明显，主要强调积极思考，主动自觉。

（三）教学重点

1.物质进出细胞膜的方式。

2.图表数据的解读。

确定的依据：重点1、2均是由本节所学内容的教学目标决定的。其中，重点2是根据课程标准提倡的“落实对学生科学探究能力的培养”和“利用数学方法处理、解释数据”的观点确定的，新教材比旧教材更强调解读数学坐标图的能力，要求学生能用坐标图表达一些结论，因此，本节内容在对坐标图的分析上有较好的教学价值，作为重点，使学生能应用这些基本知识解决实际问题或习题。

（四）教学难点

1.主动运输。

2.图表数据的解读。

确定的依据：难点1为逆浓度梯度、消耗能量的跨膜运输，学生容易受“自由扩散”和“协助扩散”的浓度差与它们运输速率的关系的定向思维影响，认为也是成正比关系，故为难点；另外，“主动运输”是物质跨膜的主要方式，它涉及能量和载体的利用。而能量的供应与第5章第3节影响呼吸作用的氧、温度、ATP等因素有关，载体则与蛋白质的种类和功能多样性有关。因此，主动运输是前后章节内容的一个综合知识点的基点之一，而学生在对蛋白质的多样性、能量的供应等知识点的横向联系上容易出现断层，因而很有必要在此加以强调，以埋下与第五章知识联系的伏笔。

难点2“解读图表”是学生第一次真正运用数学思维进行的“探究”，切切实实地让学生感受到生物学习需要理科思维，生物学中的许多知识点是建立在严谨的实验数据基础上的。

二、学情分析

学生已经具备了细胞膜的结构、水跨膜运输的实例的基础，掌握了蛋白质多样性的知识，为新知识的学习奠定了认知基础。

三、教学方法设计

本节课采用“探究—发现”教学模式，并配以多媒体辅助教学，通过列举事例，引导学生模拟科学发现，进行分析、讨论、归纳和总结。共分为2个课时。

“探究—发现”教学模式基本程序如下：

设疑引入学生自学小组合作归纳小结

学生展示师生讨论，评价反馈师生总结

四、教学过程概述

（一）第一课时：创设情境，设疑引入

（二）探究—发现活动

1.探究—发现活动一。

在学生自学完后，我希望学生能按照表格归纳出三种跨膜方式的特点和所需的条件。于是，我设计了以下表格（预先印发），让小组合作填写。

物质的跨膜运输的方式：________。

物质跨膜运输主要与该物质的________、________、________、________、________等条件有关。

2.探究－发现活动二。

为了让学生更深刻地理解细胞内的物质跨膜的过程，我提问：既然我们都了解了物质的三种跨膜方式所需的条件以及它们的特点，那么甚微观的过程是怎样的呢？下面，请大家补充并完成下图。

（1）自由扩散。

当细胞外O₂的浓度＞细胞内O₂的浓度

或者　　细胞外CO₂的浓度＜细胞内CO₂的浓度

（2）协助扩散。

当葡萄糖跨红细胞膜运输时

（3）主动运输。

当小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖时：

根据以往的教学经验，学生对物质的进出有个误区，认为物质的进出只与细胞膜内外有关系，而没有抓住关键──浓度梯度。于是，我在自由扩散的图中，设计了“细胞内外O2与CO2的扩散”，让学生从绘图中得知物质的进出与它的浓度有关。另外，一些离子和小分子有机物进出细胞的方式可以是多种的，于是，我在协助扩散和主动运输的图中，都以葡萄糖为例，让学生能体会到这一点。

3.第二课时：探究－发现活动三。

为了落实课程标准的新理念，培养学生运用数学思维进行“探究”，我设计了第三个活动。

细胞的物质运输速率与浓度差的关系的实验探究，在中学课堂上是不可能实现的，如果凭空让学生去绘出曲线图，不符合学生认知的规律。为此，我收集了大学做自由扩散实验的数据，给学生分析数据，绘出曲线图，但协助扩散和主动运输则不提供数据，目的是为了考查学生是否能从自由扩散的物质运输速率和浓度差关系中推断出其他两种方式的曲线图。

请绘出下列曲线图

（1）自由扩散。

O₂跨红细胞膜时的运输速率：

结论：物质的运输速度与物质浓度差成_____关系，自由扩散过程只受________影响。

（2）协助扩散。

结论：在一定浓度范围内， 物质的运输速率与物质浓度成____关系，协助扩散过程中物质运输速率受________限制。

（3）主动运输。

结论：在一定范围内，物质的运输速率与物质的浓度差成____关系，超过一定的物质浓度范围，物质运输速率_________。

活动三需要的探究能力较强，它要求学生用数学的思维推断协助扩散和主动运输的曲线图。在课堂教学中，由于有了第一组数据，较多小组能正确完成自由扩散的曲线图，并得出正确的结论。在协助扩散中，不少小组忽略了载体数目的限制，依旧画出和自由扩散一样的曲线图。而主动运输的曲线图的绘制更是高潮，学生激烈地争议到底是反比还是正比的关系，还有物质运输速率的最小值，而刚好发言的小组代表是数学科代表，他用语准确，还在黑板上绘出物质进出细胞的图，举出一些简单的假设数据来比喻，生动地解释了主动运输的物质运输速率与物质的浓度差成反比的关系，还有物质的速率的最小值可以达到零的结论。

最后，我用课件小结主动运输的特点，帮助学生理顺讨论中对主动运输的特点的思路。而其他的运输方式：胞吐、胞吞，则由我来讲授，点出关键的知识点即可。

五、教学反思

本节课利用了两个课时完成，比课程标准要求多了一个课时。此类的理科思维的探究活动较适宜在理科班进行，所以我在文理科班进行了不同教学模式的教学实验。在文科班，以传统的“授—受”式教学模式组织教学，理科班以“探究—发现”教学模式贯穿教学始终。从课堂的学生表现来看，理科班学生的学习主

动性得到了较大程度调动，课堂始终处在一种主动学习的良好氛围之中，学生真正把学习的过程演绎成一个主动探究、自动求知的过程。

同时，本课也有需要改进的不足之处。如：学生的讨论与表达比较花费时间，教师要开放探究，更要及时总结，否则，学生对自己整堂课的探讨所得的结果没有检测的依据；对于一些具有争议性的问题，教师点拨要更精练，鼓励学生积极地争论，由学生得出对三种跨膜运输方式的曲线图的趋势的判断的依据，并鼓励他们课后继续探究，让探究活动成为学生学习的习惯与兴趣。