“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健币还?jié)的問題探究式教學(xué)設(shè)計(jì)

褚慶文 陳傳紅

[摘 要] 以“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健币还?jié)為例，基于新課標(biāo)要求，采用探究式教學(xué)方式，以學(xué)生為主體，通過圖片、視頻、動畫等創(chuàng)設(shè)情境引入主題，以問題為驅(qū)動，通過引導(dǎo)學(xué)生觀察、比較分析等探究活動，激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

[關(guān)鍵詞] 跨膜運(yùn)輸;問題探究;新課標(biāo)

一、教材分析

“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健笔侨私贪娓咧猩锉匦?第四章第3節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容以生物膜的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，同時(shí)為細(xì)胞能量的學(xué)習(xí)做鋪墊。本節(jié)課之前學(xué)生已具備了細(xì)胞膜的成分、結(jié)構(gòu)、功能等知識，具有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)是物質(zhì)跨膜的類型及其特點(diǎn)，難點(diǎn)是主動運(yùn)輸?shù)倪^程及意義。本課以問題探討為主線，通過比較物質(zhì)通過無蛋白質(zhì)的脂雙層膜差異，學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健１竟?jié)知識由簡到繁、由易到難，適合問題探討式教學(xué)的開展，有利于學(xué)生掌握知識，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、教學(xué)目標(biāo)

三、教學(xué)過程

1.復(fù)習(xí)回顧，導(dǎo)入新課。多媒體展示生物膜的結(jié)構(gòu)示意圖，以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生回顧上節(jié)課的知識，加深結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，并提出問題：細(xì)胞膜這樣的結(jié)構(gòu)能讓所有的物質(zhì)進(jìn)入嗎？物質(zhì)進(jìn)入的方式相同嗎？學(xué)生基于所學(xué)習(xí)的知識作答。教師進(jìn)一步設(shè)問，物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式是什么，以引出新課。

設(shè)計(jì)意圖：通過復(fù)習(xí)，讓學(xué)生回顧已學(xué)知識，在此基礎(chǔ)上探索未知，構(gòu)建知識體系，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，吸引學(xué)生產(chǎn)生對問題進(jìn)一步探究的欲望[1]。

2.確定探究方法。教師引導(dǎo)（以下簡稱引導(dǎo)）。生物膜的主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)，那么在物質(zhì)運(yùn)輸中它們起什么樣的作用呢？怎么研究它們各自的功能呢？學(xué)生在老師的引導(dǎo)下思考討論，老師引出“單一研究法”。

設(shè)計(jì)意圖（以下簡稱意圖）：通過疑問的方式激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生了解生物研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，深化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

3.呈現(xiàn)問題，探討學(xué)習(xí)。多媒體展示人工無蛋白質(zhì)的脂雙層膜及其對不同分子的通透性。

引導(dǎo)：科學(xué)家使用單一研究法研究了磷脂，他們合成了無蛋白質(zhì)的脂雙層，并研究了其對不同分子的通透性。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下觀察思考并提出問題。

教師總結(jié)并引出新問題：水、氧氣等物質(zhì)如何通過脂雙層？葡萄糖等物質(zhì)如何通過細(xì)胞膜？K+等離子如何進(jìn)出細(xì)胞？

探討一：水、氧氣等物質(zhì)如何通過脂雙層。播放水進(jìn)入細(xì)胞膜的模擬動畫，教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，并設(shè)問：水分子進(jìn)出細(xì)胞膜有什么規(guī)律？在學(xué)生思考時(shí)老師引導(dǎo)：細(xì)胞膜上出現(xiàn)蛋白質(zhì)了嗎？細(xì)胞內(nèi)外濃度相比哪邊高？動畫中有沒有顯示能量？教師通過學(xué)生的回答引出自由擴(kuò)散的概念及特點(diǎn)。

意圖：通過視頻將知識具體化，幫助學(xué)生理解;通過設(shè)問引發(fā)學(xué)生思考，大問題下設(shè)置小問題，化解問題難度，鍛煉學(xué)生的推理能力。

探討二：葡萄糖等物質(zhì)如何通過細(xì)胞膜。教師引導(dǎo)學(xué)生回顧葡萄糖的功能，并讓學(xué)生思考葡萄糖可以通過細(xì)胞膜，但葡萄糖不能通過無蛋白質(zhì)的脂雙層，那么葡萄糖進(jìn)入生物膜可能與膜上的什么結(jié)構(gòu)有關(guān)。學(xué)生做出假設(shè)：蛋白質(zhì)。多媒體展示葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞的模擬動畫并提出問題：葡萄糖進(jìn)出細(xì)胞膜有什么規(guī)律？結(jié)合自由擴(kuò)散，學(xué)生小組內(nèi)交流總結(jié)協(xié)助擴(kuò)散的概念及特點(diǎn)，驗(yàn)證假設(shè)。

意圖：通過自由擴(kuò)散的學(xué)習(xí)進(jìn)一步學(xué)習(xí)協(xié)助擴(kuò)散，培養(yǎng)學(xué)生分析能力;通過類比法了解自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的區(qū)別及聯(lián)系，幫助學(xué)生建立理性思維和批判思維，知道他人與自己的區(qū)別，尊重與理解他人。

總結(jié)：被動運(yùn)輸。教師總結(jié)自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散的特點(diǎn)，引出“被動運(yùn)輸”，引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散，展示表格（表1），引導(dǎo)學(xué)生觀察，提出問題：隨著濃度差的變化，二者運(yùn)輸速率為什么不同？引導(dǎo)學(xué)生繪制折線圖，找出規(guī)律，分析原因;教師匯總學(xué)生的回答引出載體蛋白的特點(diǎn)。

意圖：通過閱讀表格培養(yǎng)學(xué)生分析理解圖表的能力，通過繪制折線圖提高學(xué)生的動手能力;讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識解決問題，提高學(xué)生分析解決問題的能力。

探討三：K+等離子如何進(jìn)出細(xì)胞。展示麗藻細(xì)胞液與池水的多種離子濃度比較表，在老師指導(dǎo)下學(xué)生分析表格并發(fā)現(xiàn)問題;觀看K+進(jìn)出細(xì)胞的模擬動畫，了解K+進(jìn)出細(xì)胞膜的過程。教師設(shè)問：K+進(jìn)出細(xì)胞有什么規(guī)律？學(xué)生交流討論，概括主動運(yùn)輸?shù)母拍睢⑻攸c(diǎn)及意義。

意圖：通過表格找出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力;由已知到未知，培養(yǎng)學(xué)生信息獲取能力、歸納總結(jié)能力、語言組織能力和語言表達(dá)能力[2]。

4.合作交流。

引導(dǎo)：許多離子和小分子是在載體蛋白的幫助下進(jìn)出細(xì)胞，但是，蛋白質(zhì)等大分子不能通過這樣的方式進(jìn)出細(xì)胞。教師進(jìn)一步設(shè)問：大分子怎樣進(jìn)出細(xì)胞？結(jié)合課本小組內(nèi)交流討論，敘述胞吞胞吐的概念及過程。

意圖：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生合作交流的能力，讓學(xué)生主動參與，增添課堂活力;培養(yǎng)學(xué)生傾聽對方想法和表達(dá)自己的想法，建立人際關(guān)系形成能力。

5.社會聯(lián)系，課后比較。教師介紹囊性纖維病，引導(dǎo)學(xué)生了解其病因與Cl-的跨膜運(yùn)輸有關(guān)，教師設(shè)問：囊性纖維病有什么新的研究？學(xué)生在教師的引導(dǎo)下查閱資料，了解該疾病的研究進(jìn)展。

教師布置作業(yè)，讓學(xué)生完成表格（表2），比較主動運(yùn)輸與被動運(yùn)輸?shù)漠愅?/p>

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生放眼未來，主動與社會接觸，聯(lián)系生活現(xiàn)象，理解知識來源于生活應(yīng)用于生活;利用表格的形式幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識框架，鞏固知識。

四、教學(xué)反思

本堂課以教師引導(dǎo)、學(xué)生自主合作交流探究相結(jié)合的方式，基本思路為展示現(xiàn)象、提出問題、分析討論與解決問題、總結(jié)概念、最后列表小結(jié)形成知識網(wǎng)絡(luò)。在整個(gè)教學(xué)過程中，知識是在老師的設(shè)問下，學(xué)生進(jìn)行主動探究獲得的，學(xué)生在教學(xué)中是主體地位。本次教學(xué)利用多媒體輔助教學(xué)，將抽象的知識形象具體化，化繁為簡，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，讓學(xué)生獲得知識，提高學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]姚芳.“酶的作用”一節(jié)的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué)，2016，41（365）：42-43.

[2]呂宇良.“基因的表達(dá)”一節(jié)的問題探究式教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué)，2013，v.38;No.334，40-41.