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一堂生物錄相課的設(shè)計與思考
各位專家,各位同行:
下午好!首先感謝岑芳老師給我這樣一個和大家交流、切磋的機會。這節(jié)課是我今年6月份在市電教館錄制的一堂新課程標(biāo)準(zhǔn)的探究課。當(dāng)時接到岑老師給我的這個任務(wù)時,我非常高興,但又很緊張。高興的是我有這樣一個機會展示自己,緊張的是因為我一直以來從事初中教學(xué),2005年9月才開始上高中課,還是個新手,當(dāng)時,我也只是接觸了必修一的教學(xué)(因為我們學(xué)校第二學(xué)期才開課)。靜下心來分析了一下岑老師為什么讓我開課呢?我可能有自己的兩點優(yōu)勢:一是我已經(jīng)經(jīng)歷了3年的初中新課程改革,觀念可以說已更新了不少,新課程的理念已融入課堂教學(xué)過程中。二是對初中新課程改革教材的熟悉,能幫助我在課堂教學(xué)過程中有效地關(guān)注學(xué)生的已有知識,做好初高中的銜接。高中的新課程改革是繼初中新課程改革之后開始的,從知識內(nèi)容上看,初高中知識必然存在著一定銜接,所以在課堂教學(xué)過程中應(yīng)關(guān)注學(xué)生的初中知識背景,幫助學(xué)生通過知識的自然鋪墊來自主構(gòu)建高中的知識體系。
有了信心,我開始選擇課題。新教材中有不少課都安排了“邊學(xué)過做”的環(huán)節(jié),有探究實驗穿插的課,學(xué)生能動手活動,課堂氣氛就容易活躍,比較熱鬧,能很好體現(xiàn)新課程理念,但要準(zhǔn)備實驗器材攝制錄相課,來回搬運很費事,所以就從另一個角度來考慮,那就上一節(jié)思維探究的課。我想這樣的課對于我們所有教師來說,都是可操作的。如果說初中的教學(xué)注重學(xué)生的小實驗探究,那么高中的教學(xué)則更應(yīng)注重學(xué)生的思維發(fā)展。記得在一次雨花中學(xué)的教研活動中,聽了有關(guān)“生物課堂教學(xué)中滲透探究理念”的講座,我深刻認識到在學(xué)習(xí)中可以通過多種形式體驗科學(xué)探究過程。可以通過科學(xué)史、可以借助教師提供的資料、可以利用模型、還可以根據(jù)教師提出的問題進行討論,只要促進學(xué)生的思維活動,就具有探究性。甚至,在極端的情況下,即使是教師一個人演獨角戲,也能讓學(xué)生對科學(xué)探究有所體會。關(guān)鍵是教師要把自己扮成學(xué)習(xí)者的角色,并且要剖析自己,把自己的思維過程展示給學(xué)生。這樣我選擇了必修一第三章第二節(jié)《細胞的類型和結(jié)構(gòu)》。在座的每一位老師都已上過了這一節(jié)課,大家設(shè)計的肯定更為精采,希望多提寶貴意見。下面就我的備課思路向各位做一個匯報。
一、教材分析:
“細胞的類型和結(jié)構(gòu)”是第三章細胞的結(jié)構(gòu)和功能的重點內(nèi)容,包括原核細胞和真核細胞、細胞膜和細胞壁、細胞質(zhì)和細胞器以及細胞核四塊內(nèi)容,我選擇了第1課時,內(nèi)容涉及原核細胞、真核細胞和細胞膜。其中的細胞膜結(jié)構(gòu)的知識與下一節(jié)“物質(zhì)的跨膜運輸”內(nèi)容有著直接聯(lián)系。
二、學(xué)情分析:
本課時出現(xiàn)的許多知識,如動、植物細胞的顯微結(jié)構(gòu)、染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成、哺乳動物的成熟紅細胞沒有細胞核、抗原和抗體能特異性結(jié)合等,學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)涉及,因此在教學(xué)設(shè)計中要特別注意初、高中知識的自然銜接。高一的學(xué)生已具備一定的觀察、比較、分析以及整合、利用信息的能力,作為教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)探究的情境,激發(fā)學(xué)生的智力參與,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性、獨創(chuàng)性。
三、教學(xué)策略:
新課程理念告訴我們,課堂教學(xué)過程,不只是教師向?qū)W生傳遞知識的過程,更應(yīng)是教師向?qū)W生提供學(xué)習(xí)環(huán)境和經(jīng)驗,組織、指導(dǎo)和參與學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,是學(xué)生主動學(xué)習(xí)、自主構(gòu)建的過程。因此本節(jié)課的教學(xué)策略是:在課堂教學(xué)過程中注意設(shè)計巧妙的學(xué)習(xí)探究情境,給予豐富的資料信息,組織、指導(dǎo)和參與學(xué)生學(xué)習(xí)的過程。引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識,充分發(fā)揮學(xué)生的主體精神,真正培養(yǎng)學(xué)生具有自主性的學(xué)習(xí)品質(zhì)。
四、教學(xué)目標(biāo):
作為教師我們絕不能只做一個科學(xué)結(jié)論的摘錄者,而應(yīng)為學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)提供豐富的素材,引導(dǎo)學(xué)生探索科學(xué)的奧秘,讓學(xué)生不僅了解科學(xué)的結(jié)論,也了解科學(xué)的過程;不僅學(xué)習(xí)科學(xué)知識,還能發(fā)展能力,培養(yǎng)愛科學(xué)的情感和科學(xué)的世界觀,從而實現(xiàn)全面提高科學(xué)素養(yǎng)的課程目標(biāo)。為此制定了本節(jié)課的三維教學(xué)目標(biāo):
知識性目標(biāo):
1.區(qū)別原核細胞與真核細胞。
2.概述細胞膜的分子結(jié)構(gòu)和主要功能。
技能性目標(biāo):
1.嘗試一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論,親歷科學(xué)家探索的歷程,從而切身感受科學(xué)的魅力,并加深對科學(xué)過程和方法的理解。
2.利用教師提供的課外知識背景擴大知識面,開發(fā)思維空間,培養(yǎng)發(fā)散思維。
情感性目標(biāo):
1.探討細胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史,認同科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異,激發(fā)探求生命科學(xué)奧秘的興趣。
2.確立生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、相適應(yīng)的生物學(xué)觀點。
五、教學(xué)設(shè)計:
對本節(jié)課的幾個知識點我是這樣處理的:
(一)顯微結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu)的概念:只需要分別提供初中課本和高中課本上的上的動、植物細胞結(jié)構(gòu)模式圖讓學(xué)生比較就可以了。因為學(xué)生能結(jié)合圖的復(fù)雜程度和書上的概念,很容易理解什么是亞顯微結(jié)構(gòu)。
(二)原核細胞與真核細胞的區(qū)別:學(xué)生提到細胞的結(jié)構(gòu),就能說出細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核,所以我直接告訴他們這樣的一類細胞稱為真核細胞,真核細胞構(gòu)成的生物是真核生物。但生物界還有另外一類細胞卻很特殊,我們把它稱之為原核細胞,原核細胞構(gòu)成的生物是原核生物。繼而質(zhì)疑:原核細胞和真核細胞究竟有什么不同呢?然后給學(xué)生以提示:顧名思義,從字面上分析這兩類生物的最主要區(qū)別在哪里?學(xué)生從“核”字上發(fā)現(xiàn)最主要區(qū)別在細胞核。這時再繼續(xù)質(zhì)疑:這兩類細胞的“核”到底有什么區(qū)別呢?原核、真核細胞還有哪些區(qū)別呢?學(xué)生帶著問題閱讀課本的文字和圖片資料很容易找到答案,所以讓學(xué)生直接回答意義不大。因此我又設(shè)計了一個問題串:1.細胞核和擬核在結(jié)構(gòu)上有什么不同?2.擬核的成分是什么?與真核細胞的染色體有什么不同?3.你認為原核細胞的結(jié)構(gòu)簡單,還是真核細胞的結(jié)構(gòu)簡單?為什么?引導(dǎo)學(xué)生分別從核膜的有無,染色體的有無,細胞器的復(fù)雜程度來對原核細胞和真核細胞作出比較。從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的觀察、識圖、辨認、比較的能力。最后采取圖表歸納法引導(dǎo)生進行歸納和總結(jié),培養(yǎng)信息的整合能力。
(三)細胞膜化學(xué)組成:細胞膜化學(xué)成分的研究方法教材中并未介紹,但考慮到生物學(xué)是一門實驗科學(xué),從一開始就讓學(xué)生體會科學(xué)的實驗方法很重要,所以補充設(shè)計了一個小探究,引導(dǎo)學(xué)生思考選擇哪種材料進行細胞膜的制備。這一點是借鑒了人教版的教材。
探究問題:如果給你以下材料:植物葉片、豬肝、哺乳動物的血液,你會選擇哪種材料制備細胞膜?為什么?根據(jù)什么原理來做呢?
學(xué)生通過討論交流認為應(yīng)選擇豬肝和哺乳動物的血液,因為植物細胞有細胞壁,不易分離出細胞膜,而動物細胞沒有細胞壁,易分離出細胞膜。方法是讓細胞內(nèi)的物質(zhì)流出來,就可以得到細胞膜了�？梢杂冕樤萍毎�,但學(xué)生又質(zhì)疑:細胞太小了,這方法不太可行。
這時引導(dǎo)學(xué)生思考:細胞內(nèi)的物質(zhì)是有一定濃度的,如果把細胞放在清水里,出現(xiàn)什么狀況?學(xué)生回憶初中學(xué)習(xí)過的有關(guān)細胞吸水和失水的知識,能說出水會進入細胞,把細胞漲破,細胞內(nèi)的物質(zhì)流出來,這樣就可以得到細胞膜了。
教師再質(zhì)疑這樣得到的細胞膜是否純凈呢?實際上,剛才在比較原核細胞與真核細胞時同學(xué)們已認識到在細胞內(nèi)存在著許多以膜為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu),即細胞器。因此能夠理解細胞除了細胞膜外,細胞核和許多細胞器也有膜,這些膜會與細胞膜混在一起,影響對細胞膜的研究,怎樣把細胞膜與其他膜分離開?這樣的分離肯定不容易,那我們換個角度思考,能不能從材料的選擇上想辦法呢?請同學(xué)們再分析剛才提供的三種材料,豬肝、哺乳動物的血液,你發(fā)現(xiàn)了什么?學(xué)生聯(lián)系初中學(xué)習(xí)過的知識:血液中成熟的紅細胞沒有細胞核,不存在核膜。老師再補充有關(guān)知識:哺乳動物成熟的紅細胞中也沒有眾多的細胞器,不存在細胞器膜。這時學(xué)生恍然大悟,得出結(jié)論:用哺乳動物的紅細胞作實驗材料,可以制備得到較純凈的細胞膜。
老師再做介紹:把紅細胞放入蒸餾水中,細胞腫漲,最后破裂釋放出內(nèi)容物,主要是血紅蛋白和無機鹽,留下一個保持原形的空殼,稱為血影,即紅細胞的細胞膜。然后利用血影進行化學(xué)分析。通過這個小探究實驗,學(xué)生不僅學(xué)會了探究的方法,體驗實驗材料的正確選擇對于科學(xué)研究的重要性,而且進行了科學(xué)思維方法的訓(xùn)練,體會到制備細胞膜的方法中所蘊涵的科學(xué)原理。
(四)細胞膜的結(jié)構(gòu)和特點:這是本節(jié)課的重點,如果采用講授法直接告訴學(xué)生,學(xué)生會覺得很干巴,感到枯燥無味,很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)的興趣,這樣又會走上死記硬背的老路。因此在這一部分的教學(xué)過程中,考慮設(shè)計兩個探究情境,以問題串的形式,分析科學(xué)家探索生物膜結(jié)構(gòu)的曲折歷程。
情境1.資料探究——回顧細胞膜結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史,向?qū)W生提供3個科學(xué)實驗過程:
實驗一:1885年,奧弗頓在研究各種未受精卵細胞的透性時,發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜,不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)透過細胞膜十分緩慢。
實驗二:1925年兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質(zhì),在空氣--水界面上鋪展成單層分子,測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
實驗三: Danielli和Harvey分別于1931年和1935年發(fā)現(xiàn)細胞膜的表面張力顯著低于油水界面的表面張力,已知脂 [1] [2] 下一頁 滴表面如吸附有蛋白質(zhì)成分時,表面張力則降低。
設(shè)置討論題:由這些實驗,你能推測出什么結(jié)論?請同學(xué)們進行小組討論和全班交流。學(xué)生在一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論的同時,親歷了科學(xué)家的探究歷程,從而切身感受科學(xué)的魅力,并加深對科學(xué)過程和方法的理解。
實驗一:推測細胞膜由脂質(zhì)物質(zhì)組成。(相似相溶的原理)
實驗二:推測細胞膜由雙層脂質(zhì)分子組成。
實驗三:推測膜中含有蛋白質(zhì)。
在教學(xué)過程中,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實驗二的推測有一定的困難,因此配了簡圖并告訴學(xué)生:科學(xué)家經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn),脂質(zhì)中的磷脂是細胞膜主要成分。磷脂分子的結(jié)構(gòu)在前一章“生物大分子”中已介紹過,書上有其模式圖,因此可以向?qū)W生解釋:磷脂分子的“頭部”親水,所以在水——空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸,尾部則朝向空氣一面,這樣測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
學(xué)生通過這樣的資料探究,自主構(gòu)建了細胞膜的化學(xué)成分——脂質(zhì)和蛋白質(zhì),其中磷脂是雙分子層。
情境2.實驗探究——利用“人的細胞和鼠的細胞為什么能融合”的積極思維活動,引導(dǎo)學(xué)生說出細胞膜的結(jié)構(gòu)特點。書上對“人、鼠細胞融合實驗”的提供了實驗步驟,先讓學(xué)生自學(xué),希望他們提出閱讀中不理解的地方。這個實驗理解的關(guān)鍵是人和小鼠的細胞表面為什么能標(biāo)記上紅、綠色的熒光素,同樣涉及了初中免疫一章中有關(guān)抗體和抗原相結(jié)合的知識。因此向?qū)W生解釋:在細胞膜上存在著一些抗原物質(zhì),用熒光素直接標(biāo)記抗原比較困難,因此可以先標(biāo)記抗體,根據(jù)抗體能夠與抗原相結(jié)合的特點,使標(biāo)記變得容易,這樣在人和鼠的細胞膜表面上就呈現(xiàn)出了紅、綠熒光素。
學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)細胞膜中的抗原蛋白又重新分布了,于是總結(jié)出細胞膜中的蛋白質(zhì)是可以運動的。
但如果就此結(jié)束這段教學(xué)還有點遺憾,因為細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì),所以我繼續(xù)設(shè)疑:細胞膜的其他成分是否可以運動呢?向?qū)W生提供了一個圖片資料:磷脂分子的運動方式圖解,并向?qū)W生提供數(shù)據(jù):磷脂分子的兩鏈轉(zhuǎn)速達1016次/秒,磷脂分子與周圍分子互換達106次/秒。學(xué)生感性地認識到磷脂分子也是可以運動的。從而得出最終結(jié)論:細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運動的,即細胞膜具有一定的流動性。
課進行到這里,學(xué)生已對細胞膜的化學(xué)成分、構(gòu)及特點已有了充分的認識,在此基礎(chǔ)上,再利用細胞結(jié)構(gòu)分層模式圖對細胞膜的結(jié)構(gòu)進行總結(jié),水道渠成。用一個模式圖解分步驟演示,請學(xué)生自己總結(jié)。
在觀察細胞膜結(jié)構(gòu)圖片時,學(xué)生發(fā)現(xiàn)了細胞膜上還有糖蛋白。糖蛋白的識別作用則引用一段小資料:取兩種不同的海綿動物,使其細胞分散成單個的,然后將這些細胞摻在一起混合培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)只有同種的細胞才能結(jié)合。后來對細胞表面的糖蛋白進行分析,結(jié)果表明,這兩種海綿細胞表面糖蛋白的氨基酸成分相同,而糖類的成分不同。說明動物細胞表面糖蛋白具有識別作用,好比是細胞與細胞之間,或者細胞與其他大分子之間,互相聯(lián)絡(luò)用的文字或語言。對一些介紹性的內(nèi)容,我盡量向?qū)W生提供資料,這樣可以使學(xué)生們在接受知識的同時感受到任何一個結(jié)論性的內(nèi)容都離不開科學(xué)的實驗、觀察,都是建立在事實的基礎(chǔ)上。
以上兩個探究性情境以問題串的形式聯(lián)系在一起,引導(dǎo)學(xué)生在不斷的分析、質(zhì)疑、總結(jié)的過程中自然而然接受了知識,自主構(gòu)建了細胞膜分子結(jié)構(gòu)和特點的知識體系,并且加深對科學(xué)過程和方法的理解。
(五)細胞膜的功能:對于細胞膜的功能則采取學(xué)生自由討論交流的形式,引導(dǎo)學(xué)生從膜是細胞的邊界的角度考慮,在初中已有的知識的基礎(chǔ)上,學(xué)生能說出保護、控制物質(zhì)進出的作用,從而認識到由于細胞膜的存在,使細胞既是一個“封閉”系統(tǒng),又是一個“開放”系統(tǒng)。對于細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的功能,點到為止,不要展開敘述,避免與下一節(jié)物質(zhì)的跨膜運輸重復(fù)。信息交流是細胞膜的一個重要功能,提供圖文資料,幫助學(xué)生了解。至于其他功能,則以開放的處理方式,鼓勵有興趣的學(xué)生自己去探究。
(六)課后延伸:課后安排一個資料收集活動,要求學(xué)生根據(jù)已有的生物知識或生活經(jīng)驗,尋找可以證明細胞膜具有流動性的證據(jù)。給予提示:細胞膜具有流動性,必然體現(xiàn)在膜的形狀變化或其上分子的運動。
例:1.白細胞吞噬細菌和過程,變形蟲的偽足運動現(xiàn)象。
2.受精時細胞的融合過程 。
3.動物細胞分裂時細胞膜的縊裂過程。
通過這樣的活動讓知識從課堂延伸到課外,培養(yǎng)學(xué)生的資料收集能力,更培養(yǎng)了發(fā)散性思維和知識遷移的能力。
六、課堂藝術(shù)性的體現(xiàn)
教學(xué)是一門藝術(shù),怎樣才能讓自己的課堂教學(xué)自然流暢?我覺得知識點之間的轉(zhuǎn)接語言處理很重要。在日常的上課過程中,我們可能經(jīng)常用這樣一些語句“首先介紹一下細胞膜的化學(xué)成分” ,“接下來我們一起來學(xué)習(xí)有關(guān)細胞膜的結(jié)構(gòu)”,“下面研究一下細胞膜的結(jié)構(gòu)特點”等做連接語生硬地把知識點之間的教學(xué)聯(lián)系起來。在這一堂課中,我對教學(xué)的串詞有意識地進行了設(shè)計。
在原核細胞與真核細胞的比較之后,如何過渡到細胞膜的教學(xué)?做了這樣一段引入:不論是真核細胞還是原核細胞,細胞雖然很微小,但是卻有非常精細的結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的自控功能,這些就是細胞之所以能夠進行一切生命活動的基礎(chǔ)。下面就讓我們一起走進細胞。任何系統(tǒng)都有邊界。一個國家有陸地、海域、領(lǐng)空的邊界;人體內(nèi)部與外界分隔開的皮膚和黏膜,是人體的邊界。邊界對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。細胞作為一個基本的生命系統(tǒng),它的邊界就是細胞膜。
在細胞膜化學(xué)成分探究完成后,如何進入到其特點的研究?
我利用了一張圖片,進行介紹:由于細胞膜很薄,而光學(xué)顯微鏡的分辨力低,因此在光學(xué)顯微鏡下是看不清細胞膜的。直到20世紀50年代,電子顯微鏡誕生,在電鏡下真正看到一層厚約8nm的膜。1959年,羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜顯示出清晰的暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),中間的亮層是脂質(zhì)分子,兩邊的暗層是蛋白質(zhì)分子,于是他大膽提出生物膜的模型:所有的生物膜都由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,并把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。20世紀60年代以后,不少科學(xué)家對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出了質(zhì)疑。相信同學(xué)們看了以下的現(xiàn)象,你也會懷疑。
播放吞噬細胞的作用FLASH,血液中的吞噬細胞通過變形作用出毛細血管的管壁,到達病菌聚集的地方吞噬病菌,細胞怎么會變形,又怎樣吞噬病菌,這一現(xiàn)象用細胞膜的靜態(tài)觀點可以解釋嗎?顯然不好解釋。這樣順理成章提出下面研究的問題:有什么證據(jù)可以證明細胞膜中的物質(zhì)是不斷運動的呢?從而引出積極思維活動:“人細胞與鼠細胞為什么能融合?”
這樣的銜接不僅自然,而且潛移默化使學(xué)生體會到:結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點始終引導(dǎo)人們不斷實踐、認識、再實踐、再認識,科學(xué)的發(fā)展是一個不斷質(zhì)疑、研究、再質(zhì)疑的艱辛歷程。
總之,本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計主旨在于引導(dǎo)學(xué)生能主動學(xué)習(xí)、自主建構(gòu)知識,通過設(shè)計巧妙的問題情境,向?qū)W生提供豐富的資料信息,激發(fā)學(xué)生的智力參與,組織、指導(dǎo)和參與學(xué)生學(xué)習(xí)的過程。真正培養(yǎng)學(xué)生具有自主性的學(xué)習(xí)品質(zhì)。但也存在著不足,對細胞的功能的設(shè)計有些欠缺,讓學(xué)生進行自由討論、發(fā)言,有些學(xué)生對初中學(xué)習(xí)的知識有印象,可以說出細胞膜具有保護和控制物質(zhì)進出的作用,但大部分同學(xué)則是通過閱讀書本總結(jié)出來的,記憶的成分仍多了一些。最好能安排一些視頻或FLASHF動態(tài)畫面將細胞膜的功能形象直觀地介紹給學(xué)生。以上就是我對這節(jié)課的展示匯報上一頁 [1] [2]
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