一堂生物錄相課的設計與思考

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準的探究課,。當時接到岑老師給我的這個任務時，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,，2005年9月才開始上高中課,，還是個新手，當時,，我也只是接觸了必修一的教學（因為我們學校第二學期才開課）,。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過程中有效地關注學生的已有知識,，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，所以在課堂教學過程中應關注學生的初中知識背景,，幫助學生通過知識的自然鋪墊來自主構建高中的知識體系,。
　　有了信心,，我開始選擇課題。新教材中有不少課都安排了“邊學過做”的環(huán)節(jié),，有探究實驗穿插的課,，學生能動手活動，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。如果說初中的教學注重學生的小實驗探究,，那么高中的教學則更應注重學生的思維發(fā)展,。記得在一次雨花中學的教研活動中，聽了有關“生物課堂教學中滲透探究理念”的講座,，我深刻認識到在學習中可以通過多種形式體驗科學探究過程,。可以通過科學史,、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，也能讓學生對科學探究有所體會,。關鍵是教師要把自己扮成學習者的角色,，并且要剖析自己，把自己的思維過程展示給學生,。這樣我選擇了必修一第三章第二節(jié)《細胞的類型和結構》。在座的每一位老師都已上過了這一節(jié)課,，大家設計的肯定更為精采,，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：
　　“細胞的類型和結構”是第三章細胞的結構和功能的重點內(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,。其中的細胞膜結構的知識與下一節(jié)“物質的跨膜運輸”內(nèi)容有著直接聯(lián)系。
二,、學情分析：
　　本課時出現(xiàn)的許多知識,，如動、植物細胞的顯微結構,、染色體由DNA和蛋白質組成,、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合等,，學生在初中階段的學習過程中已經(jīng)涉及,，因此在教學設計中要特別注意初、高中知識的自然銜接,。高一的學生已具備一定的觀察,、比較、分析以及整合,、利用信息的能力,，作為教師應創(chuàng)設探究的情境，激發(fā)學生的智力參與,，培養(yǎng)學生思維的深刻性,、獨創(chuàng)性。
三,、教學策略：
　　新課程理念告訴我們,，課堂教學過程，不只是教師向學生傳遞知識的過程,，更應是教師向學生提供學習環(huán)境和經(jīng)驗,，組織、指導和參與學生學習的過程,，是學生主動學習,、自主構建的過程。因此本節(jié)課的教學策略是：在課堂教學過程中注意設計巧妙的學習探究情境,，給予豐富的資料信息,，組織、指導和參與學生學習的過程,。引導學生自主建構知識,，充分發(fā)揮學生的主體精神,，真正培養(yǎng)學生具有自主性的學習品質。
四,、教學目標：
　　作為教師我們絕不能只做一個科學結論的摘錄者,，而應為學生的探究性學習提供豐富的素材，引導學生探索科學的奧秘,，讓學生不僅了解科學的結論,，也了解科學的過程；不僅學習科學知識,，還能發(fā)展能力,，培養(yǎng)愛科學的情感和科學的世界觀，從而實現(xiàn)全面提高科學素養(yǎng)的課程目標,。為此制定了本節(jié)課的三維教學目標：
知識性目標：
　　1．區(qū)別原核細胞與真核細胞,。
　　2．概述細胞膜的分子結構和主要功能。
技能性目標：
　　1．嘗試一步一步地分析科學家的實驗和結論,，親歷科學家探索的歷程,，從而切身感受科學的魅力，并加深對科學過程和方法的理解,。
　　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：
　　1．探討細胞膜結構的發(fā)現(xiàn)史,，認同科學技術發(fā)展的日新月異，激發(fā)探求生命科學奧秘的興趣,。
　　2．確立生物體結構與功能相統(tǒng)一,、相適應的生物學觀點。
五,、教學設計：
　　對本節(jié)課的幾個知識點我是這樣處理的：
　?。ㄒ唬╋@微結構和亞顯微結構的概念：只需要分別提供初中課本和高中課本上的上的動、植物細胞結構模式圖讓學生比較就可以了,。因為學生能結合圖的復雜程度和書上的概念,，很容易理解什么是亞顯微結構。
　?。ǘ┰思毎c真核細胞的區(qū)別：學生提到細胞的結構,，就能說出細胞壁、細胞膜,、細胞質,、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,，原核細胞構成的生物是原核生物,。繼而質疑：原核細胞和真核細胞究竟有什么不同呢？然后給學生以提示：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,，所以讓學生直接回答意義不大,。因此我又設計了一個問題串：1．細胞核和擬核在結構上有什么不同？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構簡單，還是真核細胞的結構簡單,？為什么,？引導學生分別從核膜的有無，染色體的有無,，細胞器的復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)學生的觀察、識圖,、辨認,、比較的能力。最后采取圖表歸納法引導生進行歸納和總結,，培養(yǎng)信息的整合能力,。
　　（三）細胞膜化學組成：細胞膜化學成分的研究方法教材中并未介紹,，但考慮到生物學是一門實驗科學,，從一開始就讓學生體會科學的實驗方法很重要，所以補充設計了一個小探究,，引導學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,？
　　學生通過討論交流認為應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)的物質流出來,，就可以得到細胞膜了,。可以用針扎破細胞,，但學生又質疑：細胞太小了,，這方法不太可行。
　　這時引導學生思考：細胞內(nèi)的物質是有一定濃度的,，如果把細胞放在清水里,，出現(xiàn)什么狀況？學生回憶初中學習過的有關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)的物質流出來,，這樣就可以得到細胞膜了,。
　　教師再質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們已認識到在細胞內(nèi)存在著許多以膜為基礎的結構,，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？學生聯(lián)系初中學習過的知識：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。這時學生恍然大悟,，得出結論：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分析。通過這個小探究實驗,，學生不僅學會了探究的方法,，體驗實驗材料的正確選擇對于科學研究的重要性，而且進行了科學思維方法的訓練,，體會到制備細胞膜的方法中所蘊涵的科學原理,。
　　（四）細胞膜的結構和特點：這是本節(jié)課的重點,，如果采用講授法直接告訴學生,，學生會覺得很干巴，感到枯燥無味,，很難產(chǎn)生學習的興趣,，這樣又會走上死記硬背的老路。因此在這一部分的教學過程中,，考慮設計兩個探究情境,，以問題串的形式，分析科學家探索生物膜結構的曲折歷程,。
　　情境1.資料探究——回顧細胞膜結構的發(fā)現(xiàn)史,，向學生提供3個科學實驗過程：
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)脂溶性物質容易透過細胞膜,，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分緩慢。
實驗二：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質,，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,，已知脂滴表面如吸附有蛋白質成分時,，表面張力則降低。
　　設置討論題：由這些實驗，你能推測出什么結論,？請同學們進行小組討論和全班交流,。學生在一步一步地分析科學家的實驗和結論的同時，親歷了科學家的探究歷程,，從而切身感受科學的魅力,，并加深對科學過程和方法的理解。
實驗一：推測細胞膜由脂質物質組成,。（相似相溶的原理）
實驗二：推測細胞膜由雙層脂質分子組成,。
實驗三：推測膜中含有蛋白質。
　　在教學過程中,，我發(fā)現(xiàn)學生對實驗二的推測有一定的困難,，因此配了簡圖并告訴學生：科學家經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，脂質中的磷脂是細胞膜主要成分,。磷脂分子的結構在前一章“生物大分子”中已介紹過,，書上有其模式圖，因此可以向學生解釋：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,。
　　學生通過這樣的資料探究,，自主構建了細胞膜的化學成分——脂質和蛋白質，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,，引導學生說出細胞膜的結構特點。書上對“人,、鼠細胞融合實驗”的提供了實驗步驟,，先讓學生自學，希望他們提出閱讀中不理解的地方,。這個實驗理解的關鍵是人和小鼠的細胞表面為什么能標記上紅,、綠色的熒光素，同樣涉及了初中免疫一章中有關抗體和抗原相結合的知識,。因此向學生解釋：在細胞膜上存在著一些抗原物質,，用熒光素直接標記抗原比較困難，因此可以先標記抗體,，根據(jù)抗體能夠與抗原相結合的特點,，使標記變得容易，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,，于是總結出細胞膜中的蛋白質是可以運動的。
但如果就此結束這段教學還有點遺憾,，因為細胞膜的主要成分是磷脂和蛋白質,，所以我繼續(xù)設疑：細胞膜的其他成分是否可以運動呢？向學生提供了一個圖片資料：磷脂分子的運動方式圖解,，并向學生提供數(shù)據(jù)：磷脂分子的兩鏈轉速達1016次/秒,，磷脂分子與周圍分子互換達106次/秒。學生感性地認識到磷脂分子也是可以運動的,。從而得出最終結論：細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大多數(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,，學生已對細胞膜的化學成分,、構及特點已有了充分的認識，在此基礎上,，再利用細胞結構分層模式圖對細胞膜的結構進行總結，水道渠成,。用一個模式圖解分步驟演示,，請學生自己總結。
　　在觀察細胞膜結構圖片時,，學生發(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合。后來對細胞表面的糖蛋白進行分析,，結果表明,，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)絡用的文字或語言,。對一些介紹性的內(nèi)容，我盡量向學生提供資料,，這樣可以使學生們在接受知識的同時感受到任何一個結論性的內(nèi)容都離不開科學的實驗,、觀察，都是建立在事實的基礎上,。
　　以上兩個探究性情境以問題串的形式聯(lián)系在一起,，引導學生在不斷的分析、質疑、總結的過程中自然而然接受了知識,，自主構建了細胞膜分子結構和特點的知識體系,，并且加深對科學過程和方法的理解。
　?。ㄎ澹┘毎さ墓δ埽簩τ诩毎さ墓δ軇t采取學生自由討論交流的形式,，引導學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上,，學生能說出保護,、控制物質進出的作用，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)物質的跨膜運輸重復,。信息交流是細胞膜的一個重要功能,，提供圖文資料，幫助學生了解,。至于其他功能,，則以開放的處理方式，鼓勵有興趣的學生自己去探究,。
　?。┱n后延伸：課后安排一個資料收集活動，要求學生根據(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、課堂藝術性的體現(xiàn)
　　教學是一門藝術,，怎樣才能讓自己的課堂教學自然流暢,？我覺得知識點之間的轉接語言處理很重要,。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成分” ,，“接下來我們一起來學習有關細胞膜的結構”,，“下面研究一下細胞膜的結構特點”等做連接語生硬地把知識點之間的教學聯(lián)系起來。在這一堂課中,，我對教學的串詞有意識地進行了設計,。
　　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,？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構和復雜的自控功能,，這些就是細胞之所以能夠進行一切生命活動的基礎,。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,，而光學顯微鏡的分辨力低，因此在光學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—暗的三層結構，中間的亮層是脂質分子,，兩邊的暗層是蛋白質分子,，于是他大膽提出生物膜的模型：所有的生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成，并把生物膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構,。20世紀60年代以后,，不少科學家對細胞膜是靜態(tài)的觀點提出了質疑,。相信同學們看了以下的現(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,，而且潛移默化使學生體會到：結構與功能相適應的觀點始終引導人們不斷實踐、認識,、再實踐,、再認識，科學的發(fā)展是一個不斷質疑,、研究,、再質疑的艱辛歷程。
　　總之,，本節(jié)課的教學設計主旨在于引導學生能主動學習,、自主建構知識，通過設計巧妙的問題情境,，向學生提供豐富的資料信息,，激發(fā)學生的智力參與，組織,、指導和參與學生學習的過程,。真正培養(yǎng)學生具有自主性的學習品質。但也存在著不足,，對細胞的功能的設計有些欠缺,，讓學生進行自由討論、發(fā)言,，有些學生對初中學習的知識有印象,，可以說出細胞膜具有保護和控制物質進出的作用，但大部分同學則是通過閱讀書本總結出來的,，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生。以上就是我對這節(jié)課的展示匯報,。