《細胞膜和細胞壁》的教學設計一、設計思路本節課是在建構主義學習理論指導下進行的教學設計。建構主義理論指出學習不是由班主任把知識簡單地傳遞給中學生，而是中學生以已有的知識和經驗為基礎，進行知識同化與迎合的主動建構過程。建構主義覺得學習者要想完成對所學知識的意義建構，即達到對該知識所反映事物的性質、規律以及該事物與其它事物之間聯系的深刻理解，最好的辦法是讓學習者去體會、去體驗，而不是僅僅傾聽班主任的介紹和講解。本節課以細胞膜模型發覺史為主線，用問題為先導，引導中學生順著科學的邏輯思維路線，對問題進行剖析、推測和探究，讓中學生也像科學家一樣親身經歷細胞膜的模型建立過程，體驗了科學家探究之路，最終得到符合邏輯的推論。二、教學剖析1．教材剖析《細胞膜和細胞壁》是浙科版中學生物學選修1第二章的第二節，內容包括細胞膜的選擇透性、質膜的結構模型和細胞壁三部份。這是在學習了第一章《細胞的分子組成》的基礎上，通過功能與結構有關，建構質膜的流動鑲嵌模型，認識細胞壁的組成和功能，也是旁邊學習《物質出入細胞的方法》、《神經調節》、《特異性免疫反應》和《植物細胞工程》等內容的基礎。由此可見，本節內容起著承上啟下的作用，彰顯了結構與功能相適應的生物學觀點。
2．學情剖析在學習本節內容之前，中學生早已觀察了細胞的多樣性，了解了真核細胞有細胞膜、細胞質和細胞核三個部份，動物細胞內層還有細胞壁，曉得了組成細胞的物質有脂類、脂質、蛋白質和核苷酸等分子，這種先備知識為本節內容的學習奠定了基礎，但對磷脂分子的結構和特點還缺少必要的物理知識，會對脂單層認知的產生帶來障礙。另一方面小學生其實早已具備了一定的學習和認知能力，但受小學階段對生物學內容背背為主的學習方式影響，對中學生物學的學習還剛才開始不久，對科學的探求過程以及推論的產生缺少正確的認識，有待提升和建立，對建構質膜的流動鑲嵌模型也會帶來一定困難。3．教學條件剖析（1）隨著教育的現代化、信息化發展，班級多媒體已基本普及，為播放變形蟲運動視頻和PPT講義創造了前提條件。（2）導出新課時須要提供的煮過、未煮過的小麥縱切籽粒若干顆、培養皿、紅墨水、滴管、鑷子等材料和用具既是常見的材料又是常用的生物實驗用具，各級中學的生物實驗室均能提供。（3）材料袋（外置彩色軟磁片剪成的磷脂分子、蛋白質分子和固醇分子）、鐵皮板須要班主任提早采購制做，彩色軟磁片在天貓網上即可購得，鐵皮板可以中學數學實驗室聯系得到解決。4．教學重點和難點教學重點：質膜的結構。
教學難點：質膜的流動鑲嵌模型。三、教學目標知識目標：以小麥胚著色差別為例說明細胞膜具有選擇透性；結合自行建構的細胞膜模型，概述細胞膜的“流動鑲嵌模型”的基本內容；結合質膜的流動鑲嵌模型，能正確說出細胞膜各組成成份的生理作用；通過閱讀教材相關內容，能正確說出動物細胞壁的組成成份和生理作用。能力目標：剖析磷脂分子在不同條件下的排列方法，提升運用和處理信息能力；通過一步一步的剖析科學家構建細胞膜流動鑲嵌模型過程中的實驗，提升中學生剖析實驗結果、得出實驗推論的能力。情感目標：通過學習科學家對細胞膜結構的探求歷程中，明白科學發覺的過程是一個常年的過程，養成去偽存真的科學心態；認同技術進步對科學發展的推動作用，體驗構建模型是解決問題的科學方式之一。四、教學方式與手段教學方式：講授法與問題教學法相結合。教學手段：采用教案學案、PTT輔助和模型搭建相結合的手段。五、教學過程（共2課時，第一課時到膜的鑲嵌結構為止）教學環節班主任組織與引導學生活動教學意圖創設情景，引出細胞膜的選擇透性功能提供浸脹未煮過和煮沸的馬鈴薯縱切籽粒，結合板圖，直接告訴中學生胚的位置以及胚由活細胞構成的事實。引導中學生對浸脹和煮沸的小麥種子進行縱切面、并對切面進行紅墨水染色，讓中學生動手觀察實驗結果，并思索、分析結果。
動手操作、觀察剖析現象，歸納推論。告知小麥種子結構的知識背景，為思索有關問題提供知識支撐。通過體驗活的胚染不勾線而煮沸的胚染成黑色的事實，得出細胞膜具有選擇透性的推論。培養觀察和剖析實驗結果的能力，為學習細胞膜的結構作伏筆。過渡細胞膜的選擇透性功能與膜結構有關，細胞膜有著哪些樣的結構與它的功能相適應？細胞膜的物理成份剖析投影展示:19世紀末，歐文頓曾用500多種物理物質對動物細胞的私密性進行上萬過的實驗，發覺細胞膜對不同物質的私密性不一樣：但凡可以溶于脂類的物質，比不能溶于脂類的物質更容易步入細胞膜。提出問題：①你能從該實驗結果中推論出哪些推論？②對于推理得出的推論，還有沒有必要對膜的成份進行提取、分離和鑒定嗎？投影展示：喂奶植物成熟紅細胞細胞膜會被溶化脂類的物質溶化細胞膜化學成分 有何特點 如何排列，也會被蛋白酶分解的事實。提出問題：①從上述實驗結果你又能推論出哪些推論？②在此實驗中為何要選用紅細胞膜來進行剖析？投影展示：喂奶植物紅細胞細胞膜的組成成份：蛋白質約40%脂類約50%脂類2～10%思索，討論、推理剖析、得出推論。提出問題，導致思索。引導中學生主動獲取知識，歸納觀點以及與別人交流的能力。構建“僅有推理剖析得出推論是不夠嚴謹”的觀點，為展示資料二打下伏筆。
通過資料剖析，得出細胞膜不但有脂類分子還有蛋白質分子的推論。讓同事們感受到實驗材料的選擇優劣對一個實驗是否還能成功有著密切的關系。得出細胞膜的主要成份是脂類分子和蛋白質分子的推論。磷脂分子的結構特征介紹投影展示：磷脂分子示意圖，告知磷脂是細胞膜上主要的脂質分子。它是一種由甘油、脂肪酸和乙酸所組成的分子，乙酸是“頭”部，具有親水性，脂肪酸是“尾”部，具有親脂性。并在黑板上黏貼用彩色軟磁片剪成的磷脂分子，說明親水背部和親脂尾部。投影展示磷脂分子和空氣-水界面單分子層示意圖。請運用相關的物理知識，解釋為何磷脂在空氣—水界面上描畫成單分子層？討論剖析：高速回落成油水乳霜，面霜小滴中的磷脂分子怎樣排列？感知磷脂分子的結構特點。運用磷脂分子的親水頸部與親脂尾部解釋單層磷脂分子對油滴的穩定作用。借助分子模型和多媒體投影輔助手段，降低直觀性，讓中學生對磷脂分子的結構特點，為理解細胞膜的脂單層作好鋪墊，有利于中學生對知識的理解。通過對油水乳霜中磷脂分子存在方式的討論剖析，提高中學生的推理剖析能力。建立模型脂單層投影展示：1925年，兩位法國科學家用乙醇抽提紅細胞膜脂類，在空氣—水界面上鋪成單分子層，測得單分子層的面積恰紅細胞表面積的2倍。
提出問題：①你能推論出哪些推論？②細胞膜中的磷脂分子會排列成如何的兩層呢？分小組用材料袋中的磷脂分子模型擺出脂單層。思索、推理剖析以及脂單層建立活動結合2倍面積的實驗結果，聯系細胞生活在水環境中的事實，細胞膜內是絲狀細胞溶膠，讓中學生親自動手，建構形結婚水背部朝外、親脂尾部向內的脂單層模型，提高推理和剖析能力。單位膜模型展示細胞膜電鏡下的相片，顯示暗-明-暗三層結構。提出問題：①對脂單層與蛋白質而言，電子束更容易通過哪類物質？你的根據是哪些？②推測科學家建立的“單位膜”模型是如何的呢？（若中學生對第一問僅是猜想，不知根據，班主任提供電子束對不同物質散射不同的資料鏈接。）展示單位膜模型的圖片，歸納特性。思索與分析，推測單位膜模型中的脂單層和蛋白質分子的位置。根據實驗結果，引導中學生自主建構蛋白質-脂單層-蛋白質的“單位膜”模型。展現“單位膜”模型中蛋白質均勻分布在脂單層兩邊的特性。鑲嵌模型展示資料：根據單位膜模型，科學家經過估算覺得生物膜起碼厚約15—20nm。但電鏡相片中細胞膜化學成分 有何特點 如何排列，實際測得細胞膜的長度約為7.5nm；而且用蛋白酶處理細胞膜，不能將膜蛋白全部酯化。活動：按照已知的科學事實，通過小組合作，嘗試提出一個生物膜的結構模型。
班主任事先向你們介紹材料袋（由彩色軟磁片剪成的磷脂分子、蛋白質分子和固醇分子以及鐵皮板），不僅剛剛用過的磷脂分子模型外，材料袋中的大小不等的黑色紙片表示蛋白質分子，紅色小塊表示固醇分子，要求各小組把相關分子擺放在鐵皮板上建構細胞膜的鑲嵌模型，做完后進行展示，并做說明。一種新的模型的構建須要以實驗事實為基礎。介紹冰凍刻蝕技術工作原理并投影模擬圖片。冰凍刻蝕實驗為新模型的確立提供了有力的證據。分組活動，建構生物膜的鑲嵌模型。以組為單位展示成果，并做說明，同時要解答朋友提出的問題。根據新的實驗結果和事實，激發認知沖突，提出解決問題的思路和方式，通過合作學習和模型建構活動，讓中學生自主建構“鑲嵌”模型。根據實驗事實，鞏固細胞膜是“鑲嵌”模型的觀點。過渡放映變形蟲的變型運動視頻。提問：你能夠用細胞膜的“鑲嵌”模型解釋上述現象？觀察、思考剖析從感性上認識細胞膜不是剛性結構，并產生認知沖突。細胞膜的流動鑲嵌模型隨著對細胞膜研究的深入，人們對細胞膜的認識越來越接近細胞膜的本身，時間到了1972年，一個全新的細胞膜的結構模型誕生了。投影流動鑲嵌模型示意圖，這個模型對單位膜模型作了修正和補充，清晰的呈現了膜上的蛋白質分子有三種位置：貫串、半插半露、全露。
挺好地解釋了“鑲嵌性”，這么“流動性”又反映在那里呢？展示鼠和人細胞融合實驗的動漫。這個實驗說明哪些？提問植物細胞吸水膨脹時，脂單層的長度變小。這個實驗結果說明哪些？借助膜結構特征解釋現象。通過學習科學家對細胞膜結構的探求歷程中，明白科學發覺的過程是一個常年的過程；認同技術進步對科學發展的推動作用，體驗構建模型是解決問題的科學方式之一。讓中學生理解膜上的蛋白質分子是可以聯通的，彰顯結構與功能相適應的觀點。使中學生理解膜上的磷脂分子也是可以聯通的，因而得出細胞膜具有流動性的推論。小結質膜的流動鑲嵌模型已為大多數人所接受。從模型上可以反映出：①細胞膜的主要組成成份？②細胞膜最基本的部份是哪些？③蛋白質分子在脂單層上怎么排布的？④細胞膜的結構特征和功能特征分別是哪些？結合教材中的圖示，歸納、描述質膜的流動鑲嵌模型的基本內容。中學生通過歸納、總結，主動獲得結構模型的基本內容。細胞壁自學教材31-32頁，回答以下問題：①聯系細胞的發覺史，人類最早觀察到的細胞結構是哪些？②哪些生物的細胞有細胞壁？③細胞壁主要由哪些物質組成？④細胞壁的功能是哪些？它與細胞的選擇透性有何關系？中學生看書，對照問題整理觀點？通過自學，從有關材料中獲取有效信息的能力，彰顯中學生學習的主體性。
產生植物細胞沒有細胞壁、不同類型細胞的細胞壁成份不同，只有動物細胞的細胞壁以纖維素為主要成份，細胞壁具有支持細胞保護細胞的功能等觀點。六、作業設計1.右圖是細胞膜結構模式圖，據圖回答：……作業設計意圖：設計第1題，主要考查識圖能力和運用繪“概念圖”將已有知識系統化、網絡化。設計第2題，以細胞膜結構的科學發覺史為任務情景，引出相關問題。要求中學生將題目所給出的信息與課內所學的細胞膜結構的知識點結合上去，通過思索剖析，促使中學生對細胞膜結構要點的掌握和科學心態的養成。設計第3題，是為了與資料3對應，引導朋友們養成審題習慣，加深基礎知識的理解，克服思維定勢，提升應用能力。設計第4題，意在培養中學生的批判意識，鼓勵中學生進行批判性思維，不局限于已有的觀點和推論。