金浩良 (浙江省寧波市鄞州中學 浙江寧波 315104)
“細胞核的結(jié)構(gòu)與功能”是浙科版高中生物學必修1《分子與細胞》第2章“細胞的結(jié)構(gòu)”第4~5節(jié)的內(nèi)容,是學生在掌握了細胞膜、細胞壁及細胞質(zhì)之后,繼續(xù)對細胞中的核心結(jié)構(gòu)細胞核及原核細胞結(jié)構(gòu)進行學習。教材提供了較為豐富的素材,例如細胞核的模型圖及動、植物細胞的模式圖,便于學生直觀認識細胞核及細胞的結(jié)構(gòu)。但教材中有關(guān)傘藻的實驗并不能直接證明細胞核決定了傘藻“帽”的形態(tài),因此在應用該實驗進行教學時還需進行再處理。本節(jié)課的教學重點是細胞核的結(jié)構(gòu)與功能,難點是如何在一節(jié)課中將細胞核結(jié)構(gòu)與功能,原核細胞,動、植物細胞的比較等看似碎片化的知識有效串聯(lián),并滲透 “結(jié)構(gòu)與功能相適應、局部與整體相協(xié)調(diào)、多樣性與共同性相統(tǒng)一”的生物學思想。
本節(jié)課應用思維導圖(圖1)組織教學,以“細胞核”這一核心詞為基點,延伸出“結(jié)構(gòu)、功能、數(shù)量”3個節(jié)點。通過對細胞核結(jié)構(gòu)的剖析轉(zhuǎn)到對細胞核功能的探究,并滲透“結(jié)構(gòu)與功能相適應”的觀點;通過“細胞中是否含有由核膜包被的細胞核”自然過渡到對原核細胞的學習和對動、植物細胞的建模比較上,并滲透“局部與整體相協(xié)調(diào)、多樣性與共同性相統(tǒng)一”的觀點。同時,依據(jù)課程標準中的“面向全體學生、倡導探究性學習”的基本理念,本節(jié)課在依據(jù)思維導圖實施教學的過程中,也設計了合作探究、模型制作等學生活動,引導學生積極主動地學習,以此提升課堂品質(zhì)和效率。
圖1 思維導圖
1)知識目標:概述細胞核的結(jié)構(gòu)與功能;概述原核細胞的結(jié)構(gòu)和種類;比較真核細胞和原核細胞的結(jié)構(gòu);比較動、植物細胞的異同點。
2)能力目標:通過探究活動,培養(yǎng)學生的設計、分析能力;通過小組合作學習,培養(yǎng)學生的交流、合作、組織能力;通過模型制作,培養(yǎng)學生的動手能力。
3)情感態(tài)度與價值觀目標:通過對細胞核結(jié)構(gòu)與功能的認識,認同生物體在結(jié)構(gòu)和功能上的統(tǒng)一性;通過對動、植物細胞結(jié)構(gòu)的建模比較,認同局部與整體相協(xié)調(diào)、多樣性與共同性相統(tǒng)一的辯證觀點。
1)確定學習小組:教學班分成6組,每組自主推選確定學習組長。
2)材料準備:地中海傘藻和細圓齒傘藻紙質(zhì)模型各1份、細胞核平面結(jié)構(gòu)繪圖1張、原核細胞結(jié)構(gòu)繪圖1張、各類細胞器彩色紙質(zhì)模型6份、卡紙6張、記號筆6支、磁力片若干。
5.1 新課導入 教師用課件展示真核細胞模式圖,喚起學生對之前已學細胞器和細胞膜等知識的記憶,并提問:若將細胞比作一座大型工廠,其中有發(fā)揮類似生產(chǎn)部、加工部、環(huán)衛(wèi)部、運輸部等部門職能的各種細胞器,作為一座正常運作的大型工廠,還有什么是非常重要的?(管理指揮部門)本節(jié)課大家一起認識細胞中的“管理部門”——細胞核(板書核心詞:細胞核)。
5.2 細胞核的結(jié)構(gòu)分析 教師提出問題串:①細胞核的結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成?②細胞核的各部分結(jié)構(gòu)分別具有什么作用?③與細胞核功能關(guān)系最密切的是什么結(jié)構(gòu),為什么?④細胞核的核被膜有何特點?⑤結(jié)合細胞核的結(jié)構(gòu),分析細胞核的功能是什么?
通過設計問題串,引導各學習小組有目的、有方向地展開自主學習和討論,并通過討論、回答、補充、評價等活動,加深學生對細胞核結(jié)構(gòu)的認識,同時培養(yǎng)學生的合作能力、組織能力、獲取信息的能力和表達能力。
即時反饋:學習完細胞核的典型結(jié)構(gòu),教師在黑板上張貼不同于教材的細胞核平面結(jié)構(gòu)模式圖(圖2),由學習小組派代表從另一個角度辨認核被膜、染色質(zhì)、核仁、核基質(zhì)、核孔復合體等結(jié)構(gòu),以檢測學生的習得情況,并以此加深學生對細胞核結(jié)構(gòu)的理解。
圖2 細胞核平面結(jié)構(gòu)示意圖
教師小結(jié):①表揚積極表現(xiàn)的小組,鼓勵后進小組,引導各小組積極參與后續(xù)的學習。②通過對細胞核結(jié)構(gòu)的學習,可發(fā)現(xiàn)細胞核之所以成為細胞的控制中心,是因為其染色質(zhì)中存在遺傳物質(zhì)DNA,同時,細胞核也是遺傳物質(zhì)貯存和復制的場所。從中可以發(fā)現(xiàn)細胞核結(jié)構(gòu)與功能是高度統(tǒng)一的。
5.3 細胞核的功能探究
資料1:傘藻嫁接實驗介紹。首先,利用紙制傘藻模型(可拆分)介紹傘藻細胞的整體結(jié)構(gòu);再展示地中海傘藻與細圓齒傘藻“帽”的區(qū)別;接著,介紹切去“帽”之后的傘藻在一段時間后仍能長出與原先相同的“帽”的現(xiàn)象;最后,結(jié)合模型演示2種傘藻的嫁接實驗過程及結(jié)果(圖3)。提問:從傘藻嫁接實驗的結(jié)果可以得出什么結(jié)論?(傘藻“帽”的形狀由“足”的種類決定。)
圖3 傘藻實驗示意圖(教材配圖)
資料2:展示變形蟲圖片及簡介。變形蟲屬于單細胞真核生物(含有細胞核),由于原生質(zhì)層的流動,使身體表面生出無定形突起,稱為“偽足”,身體即借此移動。身體的形狀輪廓也會隨偽足的伸縮而有變化,故名變形蟲。
學生探究活動:根據(jù)資料1和資料2,設計實驗探究細胞核的功能。要求闡述實驗的基本思路,預測實驗結(jié)果,并得出相應結(jié)論。
教師通過介紹傘藻嫁接實驗,滲透實驗設計的基本思路;通過提供2種探究材料和確定探究主題,引導各學習小組討論并設計個性化實驗方案,有利于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維;通過小組陳述實驗思路,小組間相互評價、補充、完善等活動,培養(yǎng)學生合作探究等能力,以及嚴謹?shù)乃季S習慣和質(zhì)疑能力,教師進行適當引導、補充和完善。最后學生在小組討論的基礎(chǔ)上得出結(jié)論:細胞核是細胞的控制中心。
5.4 原核細胞的結(jié)構(gòu)和種類
資料3:圖片呈現(xiàn)哺乳動物血液中的紅細胞、維管植物的篩管細胞、橫紋肌細胞。有些細胞不含細胞核,例如哺乳動物成熟紅細胞和維管植物的篩管細胞;有些細胞含有多個細胞核,例如橫紋肌細胞;大部分細胞只有1個核。
表1 原核細胞與真核細胞的比較表
問題:①細胞核在細胞中的數(shù)量有何規(guī)律?②含有完整細胞核或曾經(jīng)有過細胞核的是什么細胞?③什么細胞沒有由核膜包被的細胞核?④沒有核膜包被的細胞核的細胞具有怎樣的結(jié)構(gòu)?有哪些類型?
通過小組討論解決以上問題后,教師在黑板上思維導圖的相應位置張貼原核細胞模式圖,并著重指出“原核細胞的遺傳物質(zhì)DNA主要存在于擬核中,且原核細胞含有不具膜的細胞器核糖體”,引導學生進一步認識原核細胞結(jié)構(gòu)。
小組活動:結(jié)合表1比較原核細胞和真核細胞的異同,并完成表格內(nèi)容填寫。
5.5 動、植物細胞結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建與比較 小組活動:學生利用所提供的各種細胞器紙質(zhì)模型,在卡紙上粘貼制作成動物或植物細胞模式圖,同時在卡紙上用記號筆畫出細胞膜、細胞壁等結(jié)構(gòu),請最先完成動物或植物細胞模型的小組將作品張貼在黑板上思維導圖的相應位置,并由組員介紹動、植物細胞在結(jié)構(gòu)上的異同,其他小組對該模型進行評價并適當補充和完善。
通過制作動、植物細胞模型,可檢測學生對于2種典型細胞結(jié)構(gòu)的掌握情況,暴露學生在認識上存在的誤區(qū)并及時加以糾正;通過比較分析動、植物細胞結(jié)構(gòu)模型,學生體會細胞在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性和差異性,由此得出生物體局部與整體相協(xié)調(diào)、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點。
5.6 課堂小結(jié)及課后作業(yè)
課堂小結(jié):由學生結(jié)合黑板上最終呈現(xiàn)的思維導圖總結(jié)本節(jié)課的學習收獲。教師對各小組在本節(jié)課的表現(xiàn)進行點評。
課后任務:嘗試利用生活中的材料(例如橡皮泥)制作動、植物細胞模式圖。以此聯(lián)系生活,并進一步鞏固學生對細胞結(jié)構(gòu)的認識。
1)運用思維導圖,結(jié)構(gòu)清晰促高效:思維導圖是一種利用大腦語言思維的模式,它將所有信息都組織在一個結(jié)構(gòu)圖上,能準確、清晰表達思維,使思維主次分明,便于理解和記憶。本節(jié)課利用思維導圖,將細胞核結(jié)構(gòu)與功能、原核細胞、真核細胞等知識,通過以“細胞核”為中心逐步發(fā)散展開教學,自然將各部分知識系統(tǒng)化、邏輯化,最終在黑板上呈現(xiàn)完整的思維導圖,引導學生在自己的認知結(jié)構(gòu)中構(gòu)建新的知識聯(lián)系,從而提高了教學效率。
2)搭建各色平臺,課堂生動利生成 :本節(jié)課的設計,本著以學生為主體的思想,從2個方面著手,致力于構(gòu)建高效生動的課堂。首先,通過分組編排,形成了6個小組,同組成員圍坐在一起,從而為小組合作學習創(chuàng)造了便利條件。其次,精心設置了諸多學生活動,通過搭建豐富的平臺,讓學生自主學習、比較、辨認相關(guān)結(jié)構(gòu),自主設計實驗進行探究,自主構(gòu)建模型與相互評價,教師則輔以適當?shù)囊龑?、補充、完善。在課堂中,學生的主體地位得到了充分體現(xiàn),學生積極參與、協(xié)調(diào)配合,通過暴露問題、解決問題,實現(xiàn)動態(tài)生成,在學習知識的同時又實現(xiàn)了能力的提升。
[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準(實驗).北京:人民教育出版社,2003.
[2]浙江省基礎(chǔ)教育課程改革專業(yè)指導委員會.浙江省普通高中學科教學指導意見(生物).杭州:浙江教育出版社,2014.
[3]萬小榮.運用思維導圖構(gòu)建核心概念.生物學通報,2014,49(11):39.