【摘要】本文介紹了在高中生物學(xué)新課程“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健钡慕虒W(xué)活動中，教師有序地呈現(xiàn)豐富的資料，引導(dǎo)學(xué)生通過分析細胞膜的結(jié)構(gòu)，掌握物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑J同生物學(xué)中結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點，在師生的互動過程中，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和接受科學(xué)思維的訓(xùn)練。

【關(guān)鍵詞】物質(zhì)跨膜運輸 互動模式 教學(xué)設(shè)計

一、教材分析

“物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞健笔侨私贪妗渡锉匦?分子與細胞》第四章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)是在學(xué)生學(xué)習(xí)“水分子順相對含量梯度進出細胞”“生物膜的結(jié)構(gòu)—流動鑲嵌模型”以及“蛋白質(zhì)的功能多樣性”的基礎(chǔ)上對物質(zhì)跨膜運輸?shù)倪M一步探討，為新知識的學(xué)習(xí)奠定認知基礎(chǔ)。高中學(xué)生具備了一定的認知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，結(jié)論的形成往往缺乏理性的思考，需要教師的引導(dǎo)。

二、理論基礎(chǔ)

互動模式認為，有意義的學(xué)習(xí)是在與他人的互動中產(chǎn)生的，學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)是影響他們新的學(xué)習(xí)的重要因素。而教師的任務(wù)就是給學(xué)生提供一個適宜的環(huán)境，由學(xué)生自己來發(fā)現(xiàn)和體驗，在構(gòu)建自己的認識中最終作出科學(xué)的判斷。

三、互動設(shè)計

1. 定向激趣。教師邊領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)邊在黑板上畫出細胞膜結(jié)構(gòu)示意圖（圖1）復(fù)習(xí)提問：細胞作為最基本的生命系統(tǒng)，必須與外界進行物質(zhì)交換才能維持系統(tǒng)內(nèi)部的穩(wěn)定。作為系統(tǒng)的邊界——細胞膜的基本骨架是什么？蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層上是如何分布的？細胞膜的結(jié)構(gòu)特性和功能特性是什么？學(xué)生回答后，設(shè)問引入新課：具有上述特性的細胞膜是怎樣控制物質(zhì)進出的呢？

2.啟發(fā)思維。圖片展示不同物質(zhì)通過不含蛋白質(zhì)的人工脂雙層膜的模擬實驗結(jié)果（圖2），引導(dǎo)學(xué)生觀察探討：（1） 哪些物質(zhì)能通過脂雙層？哪些物質(zhì)不能通過？（2） 啟發(fā)學(xué)生比較圖片中的科學(xué)實驗與事實，圖中葡萄糖是不能通過脂雙層的，但細胞卻需要不斷補充葡萄糖以提供能量，這該如何解釋？

四、調(diào)整思維

1.自由擴散。教師提問：（1）O2、CO2、H2O、甘油、乙醇等可以穿過人工脂雙層，它們是從哪兒穿過去的？（2）如果細胞膜一側(cè)CO2濃度高，另一側(cè)CO2濃度低，CO2分子會如何運動？多媒體演示CO2分子跨膜擴散的過程，讓學(xué)生自己歸納、描述自由擴散概念，總結(jié)自由擴散的條件，教師給出說明：分子運動的能量來自勢能的轉(zhuǎn)化。

另外補充：苯和甘油分子體積較大，不能穿過磷脂分子之間的縫隙，但也可以通過人工脂雙層，這是由于二者都是脂溶性物質(zhì)，能與磷脂分子相互溶解而跨膜。

2.協(xié)助擴散。教師提示讓學(xué)生對比圖1、圖2中的兩種膜，學(xué)生通過觀察比較自己就能得出結(jié)論：葡萄糖的跨膜運輸與膜上的蛋白質(zhì)有關(guān)。此時，教師把圖1中磷脂雙分子層比喻成柵欄，把貫穿于磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)比喻成柵欄上為來往者開的通道，因體積較大不能從柵欄穿過的物質(zhì)就從所開的通道穿過。然后教師輔以動畫演示，幫助學(xué)生形成對協(xié)助擴散的整體印象。

3.主動運輸。展示資料：（1）植物細胞液中的礦質(zhì)元素，如Mg2+、Fe3+都要比土壤溶液高，但細胞為什么還是不斷從土壤溶液中吸收這些無機鹽；（2）人紅細胞中K+的濃度比血漿高30倍，Na+的濃度卻只有血漿的1/6，細胞卻仍在吸收K+并排出Na+。

教師提問：（1）如果僅依靠自由擴散和協(xié)助擴散，會出現(xiàn)細胞內(nèi)離子的濃度遠高于細胞外這種情況嗎？（2）細胞內(nèi)離子的濃度要遠高于細胞外，這依賴于離子逆濃度梯度的運輸，即離子由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運，你覺得這種轉(zhuǎn)運需要什么條件？此時教師再給出新的資料：用人工膜進行實驗時，在一般情況下，即使膜兩側(cè)具備濃度差，K+也不能通過人工的磷脂雙分子層。如果在這個脂雙層加上少量的纈氨霉素（一種蛋白類抗生素），K+便可以通過，而其他離子不能；若向細胞膜上注射氰化物（抑制ATP的形成），細胞對K+的吸收會減緩或停止。引導(dǎo)學(xué)生通過分析資料總結(jié)這種運輸?shù)奶攸c。最后結(jié)合動畫，突破本節(jié)課的一個難點。

4.形成思維。從上面的探討分析中，學(xué)生對物質(zhì)跨膜運輸方式已有了一個基本的認識，此時再加以總結(jié)，可以幫助學(xué)生理順思維，形成正確的認識。教師在圖1的基礎(chǔ)上在黑板上繼續(xù)畫出物質(zhì)運輸方式的圖解（圖3），采用教師問、學(xué)生答的形式，師生共同總結(jié)出物質(zhì)跨膜運輸三種方式比較的表格（表1）。

表1 物質(zhì)跨膜運輸方式的比較

五、教學(xué)反思

本節(jié)內(nèi)容在教學(xué)思路上改變了傳統(tǒng)教學(xué)過程中教師講、學(xué)生聽的被動式的教學(xué)方式，體現(xiàn)出以學(xué)生為主的自主性學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，通過多處“設(shè)問”“鋪路”，對問題進行活化和優(yōu)化處理，為學(xué)生搭設(shè)適當?shù)臉蛄?；在師生互動過程中通過設(shè)問培養(yǎng)學(xué)生的觀察、比較、分析的能力，讓學(xué)生在恍然大悟中消化難點，鍛煉科學(xué)思維的縝密性。