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視頻標(biāo)簽：物質(zhì)跨膜,運(yùn)輸?shù)膶?shí)例
所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題：人教版高一年級必修一第4章第1節(jié)《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》北京市優(yōu)課
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人教版高一年級必修一第4章第1節(jié)《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》北京市優(yōu)課
課題
物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例
是否屬于
地方課程或校本課程 否
學(xué)科 生物
學(xué)段： 高二第一學(xué)期第一學(xué)段
年級
高二
相關(guān) 領(lǐng)域 細(xì)胞生物學(xué)、高中生物教學(xué)
教材 生物1（必修）分子與細(xì)胞 人民教育出版社 2007年2月第2版
指導(dǎo)思想與理論依據(jù)
倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念之一。科學(xué)探究作為發(fā)現(xiàn)科學(xué)事實(shí)、揭示科學(xué)規(guī)律的過程和方法，在科學(xué)教育中有重要意義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)以它的直觀性、實(shí)踐性、結(jié)果不均一性，蘊(yùn)藏著豐富的素材，成為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的良好載體。在講授“滲透實(shí)驗(yàn)”時(shí)，如果直接教師演示實(shí)驗(yàn)，耗時(shí)較長且無法讓所有學(xué)生近距離觀察；如果改進(jìn)裝置進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，則可讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過程、彼此合作交流，體驗(yàn)知識的形成過程。分組探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親歷提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果分析這一完整的思考和探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，使學(xué)生不僅獲取一定的知識，還習(xí)得獲取知識的方法，提高解決問題的能力。 “生本教育”是為學(xué)生好學(xué)而設(shè)計(jì)的教育，也是以生命為本的教育，倡導(dǎo)在教學(xué)中做生命的“牧者”，而不是拉動學(xué)生的“纖夫”。作為教育者，應(yīng)是一位善于借助人的生命力量和教育的原動力，激發(fā)學(xué)生潛能和內(nèi)在動力“牧者”，而不是一味灌輸、拉動學(xué)生被動學(xué)習(xí)的“纖夫”。
教學(xué)背景分析
教學(xué)內(nèi)容：
“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”是《生物1（必修）──分子與細(xì)胞》（人教版）第四章第1節(jié)的內(nèi)容。《課標(biāo)》中本節(jié)位于細(xì)胞的代謝板塊，要求學(xué)生說明物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，建議活動是通過模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性及觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原。
本節(jié)是在第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”基礎(chǔ)上對細(xì)胞功能的初步認(rèn)識，同時(shí)也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式，從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度來認(rèn)識生物膜特點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。教材先通過水分子跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例，總結(jié)水分進(jìn)出細(xì)胞的特點(diǎn)，進(jìn)而從實(shí)例到普遍、簡單到復(fù)雜學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜
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運(yùn)輸方式，這也符合學(xué)生認(rèn)知的規(guī)律。其中“植物細(xì)胞吸水和失水實(shí)驗(yàn)”是學(xué)生在高中階段第一次接觸探究實(shí)驗(yàn)，通過分組探究實(shí)驗(yàn)使學(xué)生體驗(yàn)并感悟科學(xué)探究的一般方法，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為探究性學(xué)習(xí)開拓道路。
本節(jié)內(nèi)容安排1課時(shí)，其中“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例”部分整合在第四章第3節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?rdquo;中。
學(xué)生情況：
學(xué)生多為00后，正值個(gè)人終生發(fā)展和社會發(fā)展所需品格、關(guān)鍵能力形成重要時(shí)期。他們富觀察力、思維活躍個(gè)性突出，大多學(xué)生對生物課程有著濃厚的興趣，尤其喜歡生物實(shí)驗(yàn)課。學(xué)生通過分組已完成物質(zhì)鑒定、核酸分布、細(xì)胞器觀察等實(shí)驗(yàn)，具備一定動手操作能力，也能在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真觀察、思考、質(zhì)疑，通過小組合作達(dá)到較理想結(jié)果。實(shí)驗(yàn)的成功總能令學(xué)生興奮不已、印象深刻。
學(xué)生已知細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能；植物細(xì)胞液中儲存大量水以維持細(xì)胞堅(jiān)挺；動物紅細(xì)胞置于清水將吸水漲破等，卻不清楚細(xì)胞吸水和失水的機(jī)制及細(xì)胞吸水和失水時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化。在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)滲透作用并開展細(xì)胞吸水與失水的探究實(shí)驗(yàn)，可將新舊知識整合，使學(xué)生知識體系得到豐富和發(fā)展。 教學(xué)方式：實(shí)驗(yàn)探究 教學(xué)手段和技術(shù)準(zhǔn)備：
1. PPT課件；2.分組實(shí)驗(yàn)；3.視頻資料：洋蔥外表皮質(zhì)壁分離與復(fù)原視頻（備用,在實(shí)驗(yàn)后結(jié)果分析時(shí)使用）
改進(jìn)后的滲透裝置
教學(xué)目標(biāo)(內(nèi)容框架)
知識目標(biāo)：說出滲透作用發(fā)生的條件；舉例說明植物細(xì)胞發(fā)生吸水和失水的原理。
能力目標(biāo)：學(xué)會從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中提出問題、分析問題、解決問題；嘗試解釋有關(guān)生產(chǎn)和生活現(xiàn)象。 情感態(tài)度價(jià)值觀：認(rèn)同細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：親歷實(shí)驗(yàn)探究過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的思路方法和完整過程。
直尺（長30cm）
輸液管（內(nèi)徑0.7mm，用膠帶固定在直尺上）
50ml注射器，切去尾端后用半透膜封住，
頂端與輸液管相連，內(nèi)有滴加紅墨水的0.4g/ml蔗糖溶液
燒杯（200ml，內(nèi)有45°清水） 正面觀
側(cè)面觀
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教學(xué)流程示意圖(文字描述)
教學(xué)過程（表格描述）
教學(xué)階段
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)置意圖 聯(lián)系生活 引入新課
演示并提問：
1.同學(xué)們請看，這里有一杯清水。請思考杯中水分子是靜止的嗎？
2.生活中還能見到哪些水分子運(yùn)動的實(shí)例？
思考并回答：
1.不是，水分子是不斷運(yùn)動的。
2.河流流動，水從高處往低處流。 燒水時(shí)隨溫度升高水分子運(yùn)動會加劇等。
以水流動的方向引入本課，與已知建立聯(lián)系，直入主題。
滲透作用實(shí)驗(yàn)及分析
講述：今天我們通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來觀察水分子的運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)要用到改造后的注射器、輸液針、半透膜、燒杯、清水和滴加紅墨水的蔗糖溶液。請各小組按PPT圖示組裝后，注意觀察輸液管液面變化。
教師巡回指導(dǎo) 提問：
1.請描述你們組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
2.輸液管液面會無限上升嗎？為什么？
3.輸液管液面停止上升時(shí)，膜兩側(cè)的濃度相同嗎？為什么？
4.如果用一塊紗布或塑料膜代替半透膜，結(jié)果會怎樣？為什么？
5.請思考總結(jié)發(fā)生滲透作用的條件。 演示PPT中動畫并講解：
溶液滲透壓：溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力。單位體積溶液微粒越多，即溶液濃度越高，溶液滲透壓越高。
傾聽、思考
分組組裝滲透裝置，完成實(shí)驗(yàn)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 回答：
1.輸液管液面緩慢上升，兩分鐘內(nèi)上升約7cm
2.不會，當(dāng)水分子向上運(yùn)動的力與輸液管液體形成壓力會達(dá)到平衡時(shí)，透過半透膜滲入和滲出的水分子數(shù)量相等。
3.不相同；蔗糖溶液中單位體積水分子數(shù)始終小于清水。
4.輸液管液面均無變化。紗布空隙較大，蔗糖溶液和水分子都能通過，燒杯會迅速變紅；塑料膜不透水，液體無法通過。
5.需要有半透膜和膜兩側(cè)濃度差。
傾聽并思考
利用分組實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生興趣，既能提高學(xué)生的動手能力，也能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力。問題討論環(huán)節(jié)盡可能多的機(jī)會給學(xué)生提出個(gè)人的想法、見解，并運(yùn)用證據(jù)和邏輯展開討論。增加學(xué)生思考的深度，利于理解.
聯(lián)系生活 引入新課 滲透作用實(shí)驗(yàn)及分析
回歸生活 反饋提升
實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞
吸水和失水
提出問題
做出假設(shè)
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)操作
結(jié)果分析
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實(shí)驗(yàn)探究植物細(xì)胞吸水和
失水
提出 問題 作出 假設(shè) 展示并提問：
實(shí)驗(yàn)盤中有兩個(gè)白蘿卜塊，請通過看、觸、嗅等方式感受白蘿卜的區(qū)別，并猜測可能的原因。
展示圖片并提問：老師將上述兩種白蘿卜分別做了切片， 并在顯微鏡下拍攝了照片。請同學(xué)們觀察細(xì)胞微觀變化并提出問題。
提問：植物細(xì)胞在什么情況下會吸水和失水？
觸摸并回答：
一塊比較硬（脆挺）較大，一塊很軟，較小。硬的應(yīng)該是比較新鮮，放在清水中吸水導(dǎo)致的；軟的可能是加鹽，外界溶液滲透壓大，蘿卜失水變軟了。 觀察、思考并回答：
明顯看出腌制白蘿卜細(xì)胞的中央變小，推測是液泡失水變小，導(dǎo)致腌制白蘿卜變軟。而脆挺的白蘿卜細(xì)胞很飽滿。
思考并回答：鹽水（濃度高的溶液）中的白蘿卜細(xì)胞液泡會失水，放在清水中的白蘿卜細(xì)胞液泡會吸水。
鍛煉學(xué)生針對日常生活的真實(shí)情境，提出清晰、有價(jià)值、可探究的生物學(xué)問題的能力。
設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 講述：大家的回答是否正確，下面我們通過實(shí)驗(yàn)來檢測這個(gè)說法是否正確。 提出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的要求：①以小組為單位；②參考相關(guān)實(shí)驗(yàn)用品；③圍繞上述問題和假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；④展示實(shí)驗(yàn)方案。
教師巡回指導(dǎo)，個(gè)別點(diǎn)撥
講述：下面請一個(gè)小組展示實(shí)驗(yàn)方案，請其他同學(xué)傾聽并思考。
提問：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具體，描述也很清楚。但這份實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中有些不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤剑囊唤M能進(jìn)行修改完善呢？
講述：用一個(gè)裝片完成實(shí)驗(yàn)，可觀察到細(xì)胞失水前后變化可形成自身對照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也更有說服力。請完善你們小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案后，
傾聽并思考，觀察實(shí)驗(yàn)用品
小組成員合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案； 展示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：
選用洋蔥外表皮，制作兩個(gè)臨時(shí)裝片，一個(gè)滴加蒸餾水，一個(gè)滴加蔗糖溶液。然后用顯微鏡觀察細(xì)胞內(nèi)液泡的大小變化。 思考并回答：
用一個(gè)臨時(shí)裝片，只觀察某一個(gè)細(xì)胞，結(jié)果應(yīng)該會更嚴(yán)謹(jǐn)。可以先加蔗糖，觀察液泡失水，再加清水，觀察液泡吸水。
思考并完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
本環(huán)節(jié)能很好培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)可行實(shí)驗(yàn)方案的能力及質(zhì)疑、糾錯(cuò)的能力，學(xué)生展示的環(huán)節(jié)也鍛煉了學(xué)生語言表述和邏輯思維能力。
實(shí)驗(yàn) 操作
講述：請各小組按照實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
教師巡回指導(dǎo)
以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作： 制作臨時(shí)裝片 植物細(xì)胞失水實(shí)驗(yàn) 植物細(xì)胞吸水實(shí)驗(yàn)
分組實(shí)驗(yàn)既培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，又能夠提高學(xué)生的動手操作能力
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結(jié)果 分析
提問：
1.請小組代表描述你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其他同學(xué)補(bǔ)充完善。請描述在蔗糖溶液和清水中細(xì)胞分別發(fā)生了什么變化？為什么？
2.洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的哪個(gè)結(jié)構(gòu)相當(dāng)于滲透裝置的半透膜呢？ 展示圖片并提問：
3.既然大家不確定，老師再出示圖片。圖中分別是處于清水中的黑藻細(xì)胞與處于0.4g/ml蔗糖溶液中的黑藻細(xì)胞。請觀察哪些結(jié)構(gòu)發(fā)生變化？
播放洋蔥外表皮質(zhì)壁分離與復(fù)原視頻 結(jié)合板圖講述并完成板書：
這是洋蔥表皮細(xì)胞在蔗糖和清水中發(fā)生的變化。事實(shí)上，它與黑藻失水過程發(fā)生的變化一樣：細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)都在變小，他們構(gòu)成的整體稱為原生質(zhì)層，原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。洋蔥表皮細(xì)胞因細(xì)胞質(zhì)較少且無色，所以顯微鏡下看不到。當(dāng)植物細(xì)胞位于高濃度溶液中，液泡中的水分子透過原生質(zhì)層進(jìn)入細(xì)胞外液，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁均出現(xiàn)一定程度收縮，由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁收縮性大，細(xì)胞不斷失水，兩者不斷分離，出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象。質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于清水中，細(xì)胞會不斷吸水發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。 觀察結(jié)果并回答：
1.植物細(xì)胞置于0.3g/ml蔗糖溶液中，看到紫色液泡體積不斷變小、顏色加深，推測液泡失水。植物細(xì)胞置于清水中，變小的液泡體積又不斷變大，顏色變淺，推測是細(xì)胞吸水。
2.答案①:液泡膜:；答案②:細(xì)胞膜
觀察、思考并回答：
3.葉綠體所在的細(xì)胞質(zhì)位置變了，細(xì)胞膜和液泡也都變小了。
觀看、傾聽、思考并整理筆記
學(xué)生通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。
有爭議的答案更引發(fā)學(xué)生思考深度。 黑藻質(zhì)壁分離的對比便于直觀理解原生質(zhì)層概念。
拍攝的視頻彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間段，部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想的遺憾。
通過教師講解完成了本節(jié)教學(xué)目標(biāo)。 回歸生活 反饋提升
演示圖片并提問：
1、切開的番茄撒糖后會為什么會滲出大量水分？
2、農(nóng)田施化肥太多，作物會出現(xiàn)萎蔫，俗稱燒苗現(xiàn)象，為什么？可采取哪些補(bǔ)救措施？
3、人體靜脈注射時(shí)為何要選擇濃度為0.9%的生理鹽水和5%的葡萄糖溶液？
思考并回答（答題要點(diǎn)如下）： 1.撒糖后，番茄細(xì)胞會由于細(xì)胞外的濃度高于細(xì)胞內(nèi)的濃度，細(xì)胞大量失水，所以會滲出很多水。 2.施肥過多，導(dǎo)致土壤溶液濃度大于植物細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，造成植物萎蔫。可以換土，或者多澆水來補(bǔ)救。
3.0.9%的生理鹽水和5%的葡萄糖溶液與細(xì)胞內(nèi)的濃度大體相等，細(xì)胞失水與吸水量相同。能維持細(xì)胞正常形態(tài)和功能。
應(yīng)用知識解釋熟悉生活現(xiàn)象，既能反饋課堂學(xué)習(xí)效果，又能讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)的價(jià)值，具備積極地學(xué)習(xí)態(tài)度。
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學(xué)習(xí)效果評價(jià)設(shè)計(jì)
評價(jià)方式
1、對知識目標(biāo)的達(dá)成度，可通過學(xué)生利用本節(jié)所學(xué)內(nèi)容解釋生活現(xiàn)象的回答質(zhì)量檢測。 2、對能力、情感目標(biāo)的達(dá)成，可通過學(xué)生討論、交流和實(shí)驗(yàn)過程中態(tài)度、參與度來評價(jià)。 具體：①展示小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)的積極性，語言表達(dá)的流暢性、準(zhǔn)確度。 ②學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和熟練程度。
③分組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想程度。 3、課堂學(xué)案完成情況。 評價(jià)量規(guī)
1、對反饋提升的問題,學(xué)生能經(jīng)思考獨(dú)立回答，要求用規(guī)范用語答出。
2、積極參與探究實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)，態(tài)度認(rèn)真。小組成員合作效果好，回答問題時(shí)思路清晰、語言流程；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、動作迅速；實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)象明顯；對結(jié)果的分析準(zhǔn)確。 3、能正確填寫學(xué)案的有關(guān)內(nèi)容。
本教學(xué)設(shè)計(jì)與以往或其他教學(xué)設(shè)計(jì)相比的特點(diǎn)(300-500字?jǐn)?shù))
本節(jié)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究貫穿教與學(xué)的始終。通過實(shí)驗(yàn)探究的方式讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，在親歷獲取信息、提出問題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)踐操作、結(jié)果分析、總結(jié)提升的過程中習(xí)得生物學(xué)知識。
1.通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，加深學(xué)生對核心概念的理解層次。理解滲透作用是學(xué)習(xí)細(xì)胞吸水失水及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)。通過對滲透裝置進(jìn)行改進(jìn)，滲透作用的教學(xué)由教師演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親歷探究過程、親眼看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。親身參與、感性認(rèn)識不僅會提高學(xué)生思考的活躍程度，還在合作學(xué)習(xí)中提升了動手操作、思考、交流等能力。探究植物細(xì)胞吸水與失水實(shí)驗(yàn)通過在蔗糖溶液中滴加紅墨水，使紫色和紅色對比，讓學(xué)生直觀看到細(xì)胞壁的全透性；在課本基礎(chǔ)上增黑藻失水實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)了洋蔥鱗片葉外表皮只看到液泡而看不到細(xì)胞質(zhì)的遺憾，通過葉綠體的聚集表現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)位置變化，易于建立并理解原生質(zhì)層的概念。
2.充分利用學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。白蘿卜、黑藻、洋蔥都是學(xué)生熟悉的生物材料，用它們來講解概念，使學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，同時(shí)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入也理解生物學(xué)的核心概念。
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jixiangsibao.com
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