王旭 张超
2017年北京市、天津市、山东省、海南省四个省(市)进入第二批高考综合改革试点,面临新课程方案、新课程标准、新高考方案和旧版本教材的现状,为加强学生对于学习生物的兴趣,笔者所在学校大胆创新,将旧版本教材加以调整,将教材内容进行浅处理,以发展学生的生物核心素养为宗旨,使学生更容易理解与接受。
2017年9月,笔者执教了一节市级公开课,内容为细胞膜的结构与功能(人教版教材必修一第三章第一节细胞膜——系统的边界、第四章第二节生物膜的流动镶嵌模型),教学中笔者打乱了两节教材顺序,将结构与功能穿插讲解,将生物膜结构探索历程的材料重新排布,梳理出科学家探索的一般过程,培养了学生获取信息的能力,使学生树立生物結构与功能相适应的生物学辨证观点。
一、课堂实录
环节1 引入新课。
屏幕上依次呈现国家版图、鸡蛋图片。每个国家都有边境线,维护领土主权;蛋清和蛋黄能分的如此明显,是因为有一层膜作为边界。细胞作为最基本的生命系统,它的边界就是细胞膜,我们今天一起学习细胞膜的结构和功能。
环节2 细胞膜的成分。
分析欧文顿实验,补充相似相溶原理,引导学生分析出膜是由脂质组成的。因欧文顿未证明膜是由脂质组成的,得出提出假说的科学方法。
【情境模拟】假设我们是科学家,想证实欧文顿的假说是否正确,应从何入手?通过问题串引出制备细胞膜的材料。1、植物、动物、细菌细胞选择哪种?2、为什么选择动物细胞?3、动物细胞为什么并不是均可使用?4、选择什么方法可获得纯净细胞膜?
阅读教材得出细胞膜成分,设计问题串:1、细胞膜中的脂质主要是什么?2、哪种物质在细胞膜行驶功能时起重要作用?3、细胞膜的功能复杂程度取决于什么?4、细胞膜的成分是否是固定不变的?
环节3 细胞膜的结构与功能。
1、磷脂分子排布情况。分析荷兰科学家实验材料,得出脂质排列为两层。利用磷脂分子模型,讲解其结构。【模拟实验】①将磷脂分子放在空气-水的界面上,将如何排布?②将大量磷脂分子放在水下,磷脂分子会怎样分布?③细胞内外均为水环境,膜上的磷脂应如何排布?
2、细胞膜的功能——将细胞与外界分隔开。展示细胞膜的平面模式图,实际细胞是一个立体的球。两层磷脂分子,可以将细胞与外界分隔开,保证了内部环境的相对稳定。
3、细胞膜的结构——蛋白质分子的排布情况。蛋白质和糖类的分布,科学家一直在探索,直至桑格和尼克森提出流动镶嵌模型,被大多数人接受,观察图片,得到蛋白质的三种分布。
4、细胞膜的功能——控制物质进出细胞。具有磷脂与蛋白质的膜,可以控制物质进出,像海关检查站,其控制作用是相对的,一些有害物质、病菌可能进入细胞,引起生物体患病。
5、细胞膜的结构——多糖分子的排布情况、流动镶嵌模型。观察细胞膜模式图,少量糖类与蛋白质结合成糖蛋白,分布在细胞膜外表面。
由三种成分组成了具有空间结构的细胞膜,回顾流动镶嵌模型的具体内容。
6、细胞膜的功能——进行细胞间的信息交流。糖蛋白的功能主要是识别,具备了糖蛋白的细胞膜可以进行细胞间的信息交流。展示教材必修一42页图(调整了图片顺序),依次呈现直接接触、信号物质传递、胞间连丝。设计问题:胞间连丝与其他两种方式有什么不同?
总结:细胞膜由脂质、蛋白质、少量糖类三种物质组成,由这三种成分组成了细胞膜的流动镶嵌模型,从而决定了细胞膜的三种功能。
环节4 细胞膜的结构特点。
分析人和鼠的细胞杂交实验,得出细胞膜具有一定的流动性。
从开始研究细胞膜到提出流动镶嵌模型经过了77年的时间,涉及到很多科学家辛勤的工作,但并不是所有科学家的观点都被大多数人接受, 例如罗伯特森在电镜下看到细胞膜“暗—亮—暗”的三层结构,并提出生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”构成的静态结构。设问:如何评价罗伯特森的结论?
【讨论】生物膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺?说说你的看法?
环节5 回顾知识脉络、课堂反馈练习
二、板书设计:细胞膜的结构与功能(3.1+4.2)
(一)提出细胞膜
1、 材料:哺乳动物成熟红细胞;原因:①无细胞壁②无核膜、细胞器膜;方法:吸水涨破后离心
(二)细胞膜的结构与功能
三、课后反思
公开课结束后,我为听课教师进行了简短的设计意图介绍,教研员、听课教师共同认为该节课有五个亮点如下:
一是引入虽短但精,使学生迅速感知细胞边界的存在,很快融入课堂;二是课容量虽大,但内容取舍得当;三是资料重新排布设计精巧,生物膜的探究历程并未按照课本教材顺序,在两位荷兰科学家提取脂质实验分析出磷脂分子的排布后,直接给出流动镶嵌模型,据图分析蛋白质、糖类的排布,人鼠细胞杂交实验作为资料补充得到细胞膜的结构特点,罗伯特森的电镜照片做为最后分析资料,使学生体会科学家探索历程并不顺利;四是细胞膜的结构与功能穿插讲解,使学生理解生物结构和功能相适应的观点;五是板书设计清晰明了,重点突出,容易理解,结构与功能相适应体现明确。
各位教师还提出了有待改进之处,教师讲解过多,学生参与度不够,课堂上只设计了一个让学生模拟磷脂分子排布,应该把更多的机会留给学生,语言组织水平还有待提高,口头语较多,部分语言描述不够精炼。
公开课一结束有段时间,但备课过程中种种的煎熬仿佛就发生在昨天,是一种痛并快乐的感觉,经历了一次公开课的洗礼,得到了老师们的肯定,并发现了自己以后提升的目标,是此次活动的最大收获。
作者简介:
王旭(1991-),男,天津市武清区人,民?族:汉?职称:中学二级教师,学历:本科双学位。研究方向:中学生物教学。单位:天津市武清区杨村第一中学。
张超(1989-),女,天津市武清区人,民?族:汉?职称:中学二级教师,学历:本科。研究方向:中学教学。单位:天津市武清区杨村第三中学。