在自主探究中實(shí)現(xiàn)自能教育

邱曉華

【內(nèi)容摘要】突顯“自能教育”特色，利用真實(shí)課例為載體，以《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》為教學(xué)案例，展示如何組織學(xué)生通過(guò)自主探究實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自能教育。

【關(guān)鍵詞】自能教育 自主學(xué)習(xí) 實(shí)驗(yàn)探究 滲透作用 細(xì)胞吸水和失水

一、案例背景

為迎接市政府對(duì)四星級(jí)高中的督導(dǎo)，突顯出學(xué)校倡導(dǎo)的“自能教育”特色，筆者承擔(dān)了一節(jié)督導(dǎo)課《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》的教學(xué)設(shè)計(jì)，以真實(shí)的課例為載體，探討在新課程的背景下，如何通過(guò)教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，來(lái)實(shí)現(xiàn)“自能教育”，即不靠空洞的說(shuō)教，而是以自主探究實(shí)驗(yàn)為載體，在探究中發(fā)揮學(xué)生的自主性和能動(dòng)性，通過(guò)自探、自悟、自得，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》是高中生物必修1第四章《細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出》第一節(jié)的內(nèi)容，它是學(xué)生在已經(jīng)學(xué)過(guò)細(xì)胞的成分、結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，對(duì)細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出這一功能的進(jìn)一步的拓展和深化，又是第2節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型和第3節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的鋪墊。

二、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1.課前探究

請(qǐng)感興趣的同學(xué)分小組進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)生滲透現(xiàn)象的條件：

探究一：按書(shū)本“問(wèn)題探討”中的講述的方法制作滲透裝置：在一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗的漏斗口外密封一層雞蛋膜，往漏斗內(nèi)注入加了亞甲基藍(lán)的蔗糖溶液（亞甲基藍(lán)的藍(lán)色便于觀察），然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，是漏斗管內(nèi)外的液面高度相等，過(guò)一段時(shí)間觀察，發(fā)現(xiàn)漏斗管內(nèi)的液面上升。

探究二：分別制作三組如探究一的裝置，用三種不同的膜——?dú)馇蚰?、雞蛋膜和多層紗布代替雞蛋膜，只有用雞蛋膜的裝置漏斗管內(nèi)液面上升。

探究三：分別制作兩組如探究一的裝置，都用雞蛋膜，燒杯內(nèi)的溶液不同，分別用清水和與漏斗內(nèi)等滲的蔗糖溶液，結(jié)果只有用清水的漏斗管內(nèi)液面上升，而用等滲蔗糖溶液的液面不變。

通過(guò)以上探究實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：要發(fā)生滲透現(xiàn)象，需要半透膜；膜兩側(cè)要有濃度差。

2.教學(xué)過(guò)程

上課時(shí)，教師先做演示實(shí)驗(yàn)：在清水中滴加亞甲基藍(lán)，亞甲基藍(lán)分子很快擴(kuò)散開(kāi)來(lái)。

教師問(wèn)：這是什么現(xiàn)象？

學(xué)生答：擴(kuò)散。

教師繼續(xù)問(wèn)：如果在燒杯中加一層膜，可以讓水分子自由通過(guò)，亞甲基藍(lán)分子不能通過(guò)，那發(fā)生的就是滲透。那我們?cè)趺床拍苡^察到滲透現(xiàn)象呢？請(qǐng)參加探究實(shí)驗(yàn)的同學(xué)來(lái)介紹一下他們的探究過(guò)程。（請(qǐng)同學(xué)上講臺(tái)結(jié)合做實(shí)驗(yàn)時(shí)的照片講述探究過(guò)程，并得出發(fā)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的兩個(gè)條件）

教師引導(dǎo)：為什么會(huì)出現(xiàn)滲透現(xiàn)象呢？

教師用PPT播放動(dòng)畫(huà)，請(qǐng)同學(xué)結(jié)合學(xué)案上的知識(shí)鏈接解釋滲透現(xiàn)象發(fā)生的原因。

溫故而知新：回憶前面制備細(xì)胞膜的方法，用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞吸水漲破，把紅細(xì)胞和滲透裝置做類(lèi)比，紅細(xì)胞膜能讓水分子自由通過(guò)，但血紅蛋白等大分子不能過(guò)，相當(dāng)于一層半透膜；紅細(xì)胞膜兩側(cè)有具有濃度差，所以實(shí)際上紅細(xì)胞吸水漲破也是發(fā)生了滲透作用。請(qǐng)同學(xué)分析紅細(xì)胞吸水、失水和保持正常狀態(tài)時(shí)所處的不同溶液的濃度。

聯(lián)系生活：腌蘿卜時(shí)蘿卜體積會(huì)變小，即失水；萎蔫的菜放入水中又會(huì)變得堅(jiān)挺，即細(xì)胞吸水，得出植物細(xì)胞也會(huì)吸水和失水。那么植物細(xì)胞吸水和失水與動(dòng)物細(xì)胞有何差別呢？

請(qǐng)同學(xué)比較植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的差異，即植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，大液泡。

為學(xué)生提供信息庫(kù)：（1）細(xì)胞壁是全透性的，它的伸縮性較小。（2）成熟植物細(xì)胞具有中央大液泡，占整個(gè)細(xì)胞很大比例，細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要考慮液泡中的細(xì)胞液。

請(qǐng)學(xué)生根據(jù)信息庫(kù)提供的知識(shí)，就植物細(xì)胞的吸水和失水提出相關(guān)問(wèn)題?？偨Y(jié)歸納，主要是兩個(gè)問(wèn)題：一、植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對(duì)植物細(xì)胞的吸水和失水有無(wú)影響；二、原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？

請(qǐng)同學(xué)以小組為單位探究植物細(xì)胞的原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？然后請(qǐng)同學(xué)按照書(shū)本提示進(jìn)行質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出結(jié)論：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)：那么植物細(xì)胞的細(xì)胞壁在植物細(xì)胞的吸水和失水過(guò)程中有什么作用呢，請(qǐng)同學(xué)課后思考，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的探究。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)反思

筆者教學(xué)設(shè)計(jì)中組織學(xué)生自主探究滲透實(shí)驗(yàn)，但由于本節(jié)內(nèi)容還有植物細(xì)胞吸水和失水的探究實(shí)驗(yàn)，整體時(shí)間比較緊張，所以把自主探究實(shí)驗(yàn)放到課前請(qǐng)同學(xué)以興趣小組探究活動(dòng)的形式完成，然后到課上交流。這樣處理，學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)去思考、總結(jié)、表達(dá)交流，對(duì)滲透作用已經(jīng)有了很好地認(rèn)識(shí)，能清楚理解擴(kuò)散和滲透這兩個(gè)迷思概念，并總結(jié)出發(fā)生滲透作用的條件。

后半部分對(duì)植物細(xì)胞吸水和失水的探究，也是設(shè)計(jì)由學(xué)生自己提出假設(shè)，然后當(dāng)堂用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。這樣做，一方面讓學(xué)生更好地理解生物是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，讓他們通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)科學(xué)的探究過(guò)程，另一方面，也可以增加他們學(xué)習(xí)生物的興趣。

當(dāng)然如何讓學(xué)生真正動(dòng)起來(lái)、真正參與進(jìn)來(lái)做課堂的主體，如何更好地實(shí)現(xiàn)“自能教育”，還需要更多的探索和實(shí)踐。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 朱正威、趙占良. 生物1分子與細(xì)胞（必修）[M]. 北京：人民教育出版社，2007：60-63.

[2] 胡云. 生物育種專題教學(xué)案例[J]. 生物學(xué)通報(bào)，2013，48（07）：34-36.

（作者單位：蘇州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院；江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)）