“生物膜的流動鑲嵌模型”的教學設計溫州市安家學校人教版生物教材中“生物膜的流動鑲嵌模型”一節與往年的教材相比，不是平鋪直敘直接述說結果，而是在回顧生物膜模型發展歷史的同時，引導中學生據其因究其果，并歸納總結出生物膜模型建構的基本技巧。我對“生物膜的流動鑲嵌模型”一節的教學設計如下:內容和地位“生物膜的流動鑲嵌模型”是人教版“分子與細胞”模塊第四章第二節內容。本章共三節，第一節主要說明細胞膜是選擇透過性膜，為何具有選擇透過性，這與膜的結構有關，于是步入第二節內容。而第二節內容又是解釋第三節“物質跨膜運輸的形式”的基礎。節內容的內在聯系是：功能――結構――功能。由此可見，本節“生物膜的流動鑲嵌模型”在第四章中起著承上啟下的作用，它是架起第一節和第三節的一座橋梁，并彰顯了結構決定功能的生物學觀點。本節主要包括了兩大部份內容：科學家對細胞膜結構的探求歷這是一個挺好的科學史教育素材，通過引導中學生一步一步地剖析科學家的實驗和推論，如同親歷科學家探求的歷程，使中學生切身體會科學的魅力，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，更重要的是讓中學生加深對科學過程和方式的理解，明白科學發覺的過程是一個常年的過程，涉及到許多科學家的辛勞工作；科學家的觀點并不全是真理，還必須通過實踐驗證；科學學說不是一成不變的，須要不斷修正、展和構建；科學發展與技術有很大的關系，技術的進步可以更好地推動科學的發展。
細胞膜的流動鑲嵌模型的基本內容。在諸多對細胞膜結構的假說中，細胞膜的流動鑲嵌模型是目前人們普遍接受認同能較好地解釋人們對細胞膜功能的認識，中學生必須展開想像力，在腦子中建立細胞膜的空間結構，理解和把握流動鑲嵌模型的基本要教學難點闡述構建生物膜模型的過程怎么彰顯結構與功能相適應的觀點中學生早已了解了細胞、知道了組成細胞的分子、掌握了細胞的基本結構，尤其是是學習了細胞膜作為最基本生命系統的邊界等相關知識，明晰了細胞膜成份主要是磷脂和蛋白質，了解細胞膜的主要功能是細胞與外界環境分開、控制物質進出細胞、進行細胞間的信息交流等，為本節知識的學習奠定了基礎。中學中學生具備了一定的觀察和認知能力，剖析思維的目的性、連續性和邏輯性也已初步構建細胞膜模型制作，但還很不健全，有對事物的探求好奇，又常常具有盲目性，并對探求科學的過程與技巧及推論的產生缺少理智的思索。在中學階段即使學習過一些科學方式知識，但有關的知識還不系統。通過剖析科學家構建生物膜模型的過程簡述科學發展的通常規律剖析科學家構建生物膜結構模型過程，嘗試提出問題，大膽做出假定發揮空間想像能力，建立細胞膜的空間立體結構情感、態度與價值觀認識到技術的發展在科學研究中的作用，尊重科學且用發展的觀點看待科學，樹立辯證的科學觀樹立科學知識和觀點是在不斷發展的觀念。
調動中學生已有的知識和經驗，迸發中學生的探究欲望。中學生在第章的學習中以前制做真核細胞的三維結構模型，當時就碰到過用哪些材料做細胞膜的問題。本節課可以從這個問題入手，讓中學生從結構與功能相適應的角度剖析，用哪些材料做細胞膜，好地彰顯細胞膜的功能。關于這個問題，學生已有的知識是：細胞膜是細胞這個生命系統的邊界；細胞膜才能控制物質的進出；動物細胞質壁分離和復原的實驗告訴中學生，細胞還能在一定范圍內漲大和縮說明細胞膜具有一定的彈性。教材中“問題剖析”欄目列舉了三種材料：塑膠袋、普通布和彈力布，其中塑膠袋只能滿足作為系統邊界的要求，普通布才能滿足系統的邊界和讓一部份物質透過這兩項功能的要求，只有彈力布才能滿足上述三項功能的要求。通過這個問題的討論，中學生都會認識到構建細胞膜的結構模型，必須從結構與功能相適應的觀點出發來思索。其實，細胞膜不可能是由彈力布構成的。細胞膜究竟具有如何的結構，能夠使它具有上述功能呢？本節課在教學設計上主要突出科學史的教育。科學史的教學是在新教材中非常指出和突出的，在舊教材中涉及不多，要教好不容易。老師備課過程要細致企劃怎樣有效地引導中學生剖析不同時期不同科學家的實驗及假說，評價她們的貢獻；要能通過一連串的環環相扣的問題來引導中學生思維，要讓中學生倍感身臨其境，如同自己就是那種科學家在思索研究；最后讓中學生從中總結出科學發覺的通常規律。
生物膜結構模型的建立是本節要突破的一個難點問題。本節班主任自制了磷脂分子和蛋白質分子的模型，讓中學生依據科學家的實驗現象自己來建立磷脂分子的排列方法、蛋白質與磷脂的組合方這樣讓中學生不但形象、直觀的了解了模型建立的過程、也讓她們置身其中、探索奧妙并體驗了成功的喜悅。細胞膜的流動鑲嵌模型這個難點的講解可通過多媒體講義來突破，有次序和層次地介紹。通過幻kt板放映各個科學家研究的圖片、動畫，提高了這種內容的立體感、豐富了教學內容、使中學生在樂趣中設計問題串，引導中學生以“自主、探究、合作”的方式進行學習。采用直觀、討論、演繹、比較等方式實現師生互動、生生互自制磷脂分子、蛋白質分子等模型課時安排：一課時學習過程設計說明問題闡述：在制做細胞模型時，你會選擇哪些材料來做細胞膜？為何？班主任引導中學生從結構與功能相統一的角度進行討論，中學生提出的其他合理的材料要給予鼓勵。班主任引學案生步入對生物膜結構的探求歷程的學習：通過上面的學習已知，細胞膜主要是由磷脂和蛋白質組成，這么，它們是怎么組成細胞19世紀末，曾用500多種物理物質對動物細胞的私密性進行過上萬次的實驗，發覺細胞膜對不同物質的私密性是不一樣的細胞膜模型制作，但凡可以溶于脂類的物質，比不能溶于脂類物質更容易通過細胞膜步入細胞。
按照以上材料，討論：的實驗說明了哪些？談談你的結論的根據是哪些？的推導。班主任出示材料科學家在實驗中發覺細胞膜不但會被溶化脂類的物質溶化，也會被蛋白酶（能專情點分解蛋白質的物質）分解。按照以上材料剖析：本材料說明了哪些問題？班主任出示材料20世紀初科學第一次將膜從喂奶植物的紅細胞中分離下來。物理剖析表明，膜的主要成份是脂類和蛋白質。造成對生物膜結構闡述的興明晰結構與功能相統一的生物學原理。培養中學生按照實驗現象提出假說的能力。使中學生感悟科學家的嚴謹推理和大膽想像。培養中學生詮釋推理的能力，使中學生領會科學為何要用喂奶植物紅細胞的細胞膜進行膜結構的研究？在推理剖析得出推論后，還有必要對膜的成份進行提取、分離和鑒別嗎？班主任出示材料于苯和水底，當苯揮發完之后，磷脂分子分布散經過推擠，磷脂分子排列成了雙層，但是磷脂分子的極性背部都溶入水底。班主任指導：投影磷脂分子模型圖（如課本P66所示）并強調每位磷脂分子包括頭和尾兩個部份。乙酸背部是親水的，叫疏水端。所以磷脂分子在水的表面排布親水端溶入水底，疏水端翹出水面產生雙層。在以上的指導的基礎上，班主任進一步引導中學生思索磷脂分子怎樣進一步構成細胞膜：細胞膜外右側是如何的環境？磷脂分子在兩邊都是水堿液的環境中又以如何的狀態存在呢？通過討論得出：細胞膜中應有兩層磷脂分子，但是兩層磷脂分子親水性的腦部緊靠膜的兩邊，而疏水性尾部在膜的中央相接（通過圖示說明）。
班主任出示材料1925年兩位英國科學家用乙醇從人的紅細胞中提取脂類在空氣——水界面上描畫成單分子層，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的假如你是科學家，你會做出如何的推羅伯特森在電鏡下見到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構（投影有關圖解）。班主任引導討論：不僅脂類外，蛋白質也是細推理剖析得出的僅僅是假說，正確與否必須通過實驗來驗證。補充材料引導中學生借助自己把握的相關知識，推斷磷脂分子在細胞膜上排布的情況，體驗推理過程，培養推理能力。培養中學生大膽想像的能力。體驗實驗技術在科學發展中胞膜的成份。這么，蛋白質坐落細胞膜的哪些位依據羅伯特森的工作以及上面討論的有關細胞膜的知識，請你們合理地推論，大膽地提出假說。中學生討論產生一定的共識后，請中學生拿自己的成果與羅伯特森當時提出的生物膜的模型相對體驗成功的喜悅。述說羅伯特森的“蛋白質—脂質—蛋白質”的靜態模型的特性。通感：該結構模型是否與細胞膜的相關生理功能相適應？班主任出示材料變形蟲的運動及取食過程的圖片，并簡單給以說明。螢光標記的大鼠細胞和人細胞融合實驗示意圖，簡單介紹實驗過程。
討論：談談羅伯特森的細胞膜的模型的局限性？班主任引導過渡：隨著新的技術手段不斷運用于生物膜的研究，科學家發覺膜蛋白并不是全部平鋪在脂類表面，有的蛋白質是鑲嵌在脂類雙分1972年桑格和尼克森提出的“流動鑲嵌模型”為大多數人所接受。班主任讓中學生閱讀課本有關內容，歸納“流動鑲嵌模型”的基本內容。之后分組，每組借助教師提供的材料（磷脂分子和蛋白質分子的模型）制做細胞膜流動鑲嵌模型，完成后，師生共同的評價，讓中學生明晰“流動鑲嵌模型”的要點。的關鍵作用。展現矛盾，使得新思考。體會科學的動態發展變化，領略科學與技術的關系。通過親自手制做流動鑲嵌模型，加深對該要求中學生討論“流動鑲嵌模型”的基本內容，并總結建模的基本技巧。總結生物膜結構的探求歷程，并討論科學技術起關鍵性的帶動作用。構與功能相適應的觀點在生物膜結構的探求歷程中所起的作用。人類對自然界的認識是永無止境的，隨著實驗技術的不斷創新和改進，人類對膜的認識將更加細致入微，流動鑲嵌模型將不斷建立和發展。展示2003年諾貝爾物理獎的有關材料，引起中學生思索：物質的跨膜運輸是如何的？構有如何的關系？我們將在下一節課剖析。解決教學重使中學生進一步感悟科學過程和科學方式。引起中學生進一步學習生物學知識的興趣。變形蟲的任何部位能伸開偽足，人體的個別白細胞能吞噬病