《細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能（第二課時）》教學(xué)設(shè)計
廣州梅州東山高中李雪鳳
一、設(shè)計思路
本設(shè)計的最大特色在于，從科研情景出發(fā)，由老師提供證據(jù)，由中學(xué)生通過建構(gòu)模型的方法，產(chǎn)生對細胞膜的流動鑲嵌模型的理解；并運用該模型嘗試解決新情景中的問題。讓中學(xué)生有更充分的機會主動參與課堂實踐，努力彰顯新課標目標導(dǎo)向下對課程的學(xué)習(xí)要求以及對學(xué)科核心素質(zhì)的培養(yǎng)。
二、教學(xué)剖析
教材剖析
本課內(nèi)容主要包括對細胞膜結(jié)構(gòu)的探求歷程以及流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容兩方面。因為之前的課程已對細胞膜的功能和成份作了介紹，因此本課的重點落在了細胞膜結(jié)構(gòu)的闡述和理解上。充分借助課本科學(xué)史素材及補充材料，讓中學(xué)生體驗科學(xué)研究、模型建構(gòu)的過程，逐漸引導(dǎo)中學(xué)生產(chǎn)生提出假說并修正建立的科學(xué)思維方式，彰顯了目標導(dǎo)向下對中學(xué)生生物學(xué)科核心素質(zhì)的著力培養(yǎng)。
本課的教學(xué)重點是：細胞膜流動鑲嵌模型的建構(gòu)，以及產(chǎn)生對其基本內(nèi)容的理解。
本課的教學(xué)難點是：對模型的評價和修正建立；對流動鑲嵌模型的理解及遷移運用。
學(xué)情剖析
在知識方面，中學(xué)生已有關(guān)于細胞膜功能和成份的初步認識，也對物質(zhì)的相像相溶、變形蟲運動等現(xiàn)象有了基本了解，這將有利于本課學(xué)習(xí)活動的舉辦。
在能力方面，初三中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動思索的能力尚待培養(yǎng)，須要在教學(xué)過程中有意識地將其放在主體地位，調(diào)動其學(xué)習(xí)和思索的積極性；中學(xué)生科學(xué)探究、模型建構(gòu)經(jīng)驗相對不足，批判性思維亦處于發(fā)展階段，這就要求在教學(xué)中應(yīng)給與中學(xué)生更多的機會完整體驗?zāi)Ｐ徒?gòu)過程，并逐漸培養(yǎng)其邏輯思索、分析問題及敘述觀點的能力。
三、教學(xué)目標
1.通過模型建構(gòu)，理解細胞膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容（生命觀念）。
2.在模型建構(gòu)過程中，學(xué)會提出假說，運用“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點評價、修正模型（生命觀念、科學(xué)思維）。
3.才能運用流動鑲嵌模型嘗試解決科研或現(xiàn)實生活中的問題（科學(xué)探究、社會責任）。
4.認同科學(xué)發(fā)展是構(gòu)建在諸多科學(xué)家共同探求、以及技術(shù)進步的基礎(chǔ)之上的（社會責任）。
四、教學(xué)策略
教學(xué)策略：
創(chuàng)設(shè)科學(xué)研究的情景，由班主任提供相應(yīng)證據(jù)，中學(xué)生以小組為單位進行模型建立，通過小組活動進行模型評價和修正；并在新情景中嘗試運用模型。
五、教學(xué)過程
教學(xué)內(nèi)容
班主任組織和引導(dǎo)
中學(xué)生活動
教學(xué)意圖
導(dǎo)出新課
回顧細胞膜的成份。
明晰本課學(xué)習(xí)目標及學(xué)習(xí)技巧。對模型建構(gòu)方式做總體引導(dǎo)——模型建構(gòu)類似于提出假說不斷建立的過程，既要求不與已有事實沖突，又要能解釋新的現(xiàn)象。
回顧細胞膜相關(guān)知識，做好本課學(xué)習(xí)前概念的梳理。
明晰本課學(xué)習(xí)目標：按照老師提供的證據(jù)，建立細胞膜結(jié)構(gòu)模型，并嘗試檢驗、運用模型。
了解模型建構(gòu)的基本技巧。
明晰目標，為目標導(dǎo)向的課堂奠定基礎(chǔ)；明晰科學(xué)方式，為運用該方式做好打算。
模型建構(gòu)1——磷脂的排布
剖析磷脂分子的結(jié)構(gòu)。
問：磷脂分子怎樣排列在水-空氣界面上描畫成單分子層？
小組活動：請在小黑板上，擺出磷脂分子在水底可能的排列方式。引導(dǎo)小組進行展示和解釋。
小組活動：請參考科學(xué)史，設(shè)計實驗，證明磷脂分子在細胞膜中排列為連續(xù)的兩層。
引導(dǎo)中學(xué)生設(shè)計實驗進行證明，并請中學(xué)生在小黑板上擺出磷脂雙分子層。
按照磷脂分子的結(jié)構(gòu)，理解磷脂分子在水-空氣界面的排列方法。
通過小組活動，理解磷脂分子在細胞膜上的排列方法及緣由。
嘗試設(shè)計實驗，進一步理解磷脂雙分子層的合理智；并領(lǐng)會假說是須要經(jīng)過實驗證明的。
小組在小黑板上排出磷脂雙分子層，完成細胞膜模型建構(gòu)第一個階段。
由淺入深，調(diào)動學(xué)習(xí)氣氛，使中學(xué)生明晰本課學(xué)習(xí)模式——教師引導(dǎo)、小組活動；明晰本課思維模式——根據(jù)證據(jù)、建構(gòu)模型、證明或修正模型。
模型建構(gòu)2——蛋白質(zhì)的排布
問：蛋白質(zhì)分子怎樣排列在磷脂雙分子層？
展示兩幅細胞膜電鏡相片
小組活動：請依照電鏡圖，在小黑板上嘗試擺出蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層的分布（提出假說）。引導(dǎo)小組進行展示和解釋。
介紹羅伯特森的細胞膜模型
小組活動：嘗試評價羅伯特森提出的模型。
引導(dǎo)中學(xué)生運用“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的觀點或從所學(xué)知識或已知的現(xiàn)象去評價模型。因而得出該模型的主要不足在于：把膜結(jié)構(gòu)描述成靜止的、不變的。
展示借助冰凍刻蝕技術(shù)電鏡下拍攝的細胞膜相片，引導(dǎo)中學(xué)生建立修正模型。
借助實驗現(xiàn)象和提示信息，體驗?zāi)Ｐ徒?gòu)的過程，逐漸產(chǎn)生提出假說并修正假說的科學(xué)思維方式。
在模型建構(gòu)的過程中通過評價模型和建立修正模型，逐步提升批判性思維的意識。
進一步明晰本課思維模式——根據(jù)證據(jù)、建構(gòu)模型、證明或建立修正模型。
在建構(gòu)模型的過程中，感受實驗技術(shù)的進步對科學(xué)發(fā)展的重大影響。
模型建構(gòu)3——模型的建立與小結(jié)
展示1970年螢光標記大鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖。
引導(dǎo)中學(xué)生通過實驗現(xiàn)象得出實驗推論并修正羅伯特森的模型。
小結(jié)
小組活動：建立出細胞膜結(jié)構(gòu)模型，并選代表進行探討
按照實驗示意圖，剖析實驗現(xiàn)象，得出實驗推論，并修正模型：細胞膜具有流動性。
通過建立模型，理解細胞膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，鍛練總結(jié)、歸納和敘述的能力。
讓中學(xué)生進一步感受實驗技術(shù)的進步會使科學(xué)研究得到發(fā)展。
培養(yǎng)中學(xué)生總結(jié)、歸納和敘述的能力。
模型的遷移運用
按照課堂實際情況，呈現(xiàn)一至兩個真實情景供中學(xué)生舉辦研討：
情景一：水份子怎樣通過疏水的磷脂雙分子層（目的：對流動、鑲嵌的理解有助于解決新的科研問題）
小組活動：請結(jié)合流動鑲嵌模型，提出假說。
介紹水份子的自由擴散及水通道蛋白介導(dǎo)的協(xié)助擴散。
追問：怎么設(shè)計實驗，證明水通道蛋白在水份子的跨膜運輸中起重要作用？
情景二：人體抗生素在體內(nèi)運輸怎樣防止失效及提升靶點性？（目的：對脂單層性質(zhì)、流動性、信息交流的理解有助于解決生活中的實際問題）
小組活動：請結(jié)合本課模型，分別針對兩個存在問題提出合理的解決方案。
介紹脂類體及提升靶點性的設(shè)計思路，可在此補充介紹脂類在細胞膜上的分布及作用。
結(jié)合本課模型知識及往年知識，嘗試解決新情景中的問題：
情景一：
結(jié)合相像相溶的知識，推理出水分子的跨膜運輸可能須要貫串類蛋白質(zhì)的協(xié)助；
通過介紹，了解水份子的兩種跨膜運輸形式；
設(shè)計實驗，證明水通道蛋白在水份子跨膜運輸中的重要作用；
通過實例細胞膜結(jié)構(gòu)圖，進一步理解流動和鑲嵌的含意。
情景二：
通過小組討論，嘗試提出借助脂單層包裹抗生素運輸?shù)姆绞剑P(guān)鍵點：運輸需考慮怎樣將抗生素運入細胞、兩類抗生素分別運載在脂單層的哪些部位最合適）；
通過小組討論，嘗試提出借助添加特異性受體的形式實現(xiàn)靶點服藥，了解脂類在細胞膜的作用；
通過實例，領(lǐng)會細胞膜結(jié)構(gòu)模型對于解決實際問題的價值，實現(xiàn)知識的遷移運用。
在新情景中嘗試運用模型，加深對本課模型的理解細胞膜結(jié)構(gòu)圖，實現(xiàn)對生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責任四個生物學(xué)科核心素質(zhì)較高層次要求的培養(yǎng)。這個環(huán)節(jié)也可以充分詮釋中學(xué)生的深度思索，充分迸發(fā)中學(xué)生鉆研的熱情。
本課小結(jié)
問：基于這節(jié)課所講的內(nèi)容，對于細胞膜的結(jié)構(gòu)，你還存在什么困擾？
師生共同解答存在的疑問，完成本課教學(xué)任務(wù)。
中學(xué)生提出本節(jié)課仍未厘清楚的問題，和老師一起嘗試解決，或則明晰解決的方向，實現(xiàn)師生教學(xué)相長，完成本課學(xué)習(xí)任務(wù)。
師生合作交流得以集中彰顯。
六、板書設(shè)計
觀看課堂實錄：