蔣忠民

(遼寧省大連開發(fā)區(qū)得勝高中 116635)

1 教材分析

“細(xì)胞中的無機(jī)物”是人教版高中生物學(xué)教材必修1《分子與細(xì)胞》第2章第5節(jié)內(nèi)容，包括水的兩種存在形式、水的主要作用、無機(jī)鹽的主要存在形式和作用等內(nèi)容。本節(jié)是學(xué)習(xí)細(xì)胞有機(jī)物的知識(shí)補(bǔ)充，為必修3模塊內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。重點(diǎn)內(nèi)容是水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形態(tài)與作用，難點(diǎn)是結(jié)合水的概念和無機(jī)鹽的作用。教材設(shè)置“問題探討”“思考與討論”“與生活的聯(lián)系”和“技能訓(xùn)練”等欄目，便于學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí)。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo) 說出水在細(xì)胞中的兩種存在形式和主要作用；說出無機(jī)鹽在細(xì)胞中的主要存在形式和作用。

2.2 能力目標(biāo) 通過水和無機(jī)鹽的信息收集，學(xué)會(huì)資料分析和模型建構(gòu)。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 認(rèn)同細(xì)胞的一切生命活動(dòng)離不開水和無機(jī)鹽，形成生命的物質(zhì)觀。

3 教學(xué)過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，明確目標(biāo) 觀看本校運(yùn)動(dòng)會(huì)上教師拍攝到的學(xué)生運(yùn)動(dòng)得大汗淋漓、腿抽筋和補(bǔ)充水分的圖片。設(shè)疑：最佳飲品是什么？肌肉抽搐是什么原因？引出本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣，導(dǎo)入新課，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.2 水 通過課前布置學(xué)生收集與水相關(guān)的任務(wù)來逐步引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)水的形式和作用。

3.2.1 從生活中來，引出學(xué)習(xí)主題 讓學(xué)生課前利用書籍和網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)資源收集水和無機(jī)鹽的主要作用。交流完成導(dǎo)學(xué)案的課前任務(wù)：① 寫出自己喜愛的含水量較高的飲品和食物；② 觀察常見的不同生物體含水量和人體組織與器官含水量的表格，你有什么結(jié)論？③ 比較幼兒、成年女性和成年男性體內(nèi)的含水量，你有什么結(jié)論？教師設(shè)疑：為什么這些組織、器官、個(gè)體等結(jié)構(gòu)的含水量不同？根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，引出水的功能學(xué)習(xí)的主題。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)信息收集、數(shù)據(jù)分析和語言表達(dá)能力；聯(lián)系生活，訓(xùn)練發(fā)散思維，并認(rèn)同學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活密切相關(guān)。

3.2.2 水的形式 讓學(xué)生觀察心肌和血液的動(dòng)畫，教師質(zhì)疑：已知心肌和血液的含水量相近，為什么二者形態(tài)差異較大？學(xué)生觀察水分子的結(jié)構(gòu)圖，閱讀資料卡：氧原子對(duì)共用電子對(duì)的吸引力比氫大得多，導(dǎo)致水分子中的氧略帶負(fù)電荷，氫略帶正電荷，即水分子是極性分子，易與無機(jī)鹽離子以及有機(jī)物中的極性分子形成氫鍵(一種微弱的靜電引力)。教師引出概念：像這樣與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合，難于流動(dòng)的水，叫做結(jié)合水。絕大部分水以游離形式存在，可以自由流動(dòng)，叫做自由水。

教師簡述科學(xué)探究的一般流程，啟發(fā)學(xué)生提出假設(shè)：心肌中結(jié)合水所占比例大于血液中結(jié)合水所占的比例。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)小組通過建構(gòu)模型(圖1)的方法來尋求證據(jù)，檢驗(yàn)假設(shè)是否正確，步驟如下：① 讀出心肌和血液展板上自由水的分子個(gè)數(shù)；② 利用水分子模型模擬結(jié)合水與極性物質(zhì)相結(jié)合，組內(nèi)成員相互提醒結(jié)合水的氧端與陽離子結(jié)合，氫端與陰離子結(jié)合；③ 計(jì)算和比較心肌中結(jié)合水所占的比例與血液中結(jié)合水所占的比例的大小(前者大于后者，即假設(shè)成立)。讓學(xué)生說出本次探究的解釋結(jié)論，并提醒科學(xué)探究并未結(jié)束，一般要進(jìn)行成果交流和評(píng)價(jià)反思，甚至進(jìn)一步的探究。

設(shè)計(jì)意圖：通過觀察類比、建構(gòu)模型和合作探究，學(xué)生深入理解細(xì)胞中水的存在形式，有效突破結(jié)合水概念這一難點(diǎn)。

圖1 模型建構(gòu)

3.2.3 水的作用 教師提問：結(jié)合水和自由水有哪些作用？聯(lián)系課前先學(xué)，讓學(xué)生閱讀資料：① 在細(xì)胞內(nèi)液中，結(jié)合水可排列在離子表面“屏蔽”其電荷，降低離子間的靜電作用；還可排列在大分子的極性基團(tuán)表面，形成水合層，大分子和水分子間的氫鍵作用力會(huì)降低大分子間的作用力，從而使其溶入自由水中；② 在動(dòng)物和人體的消化道內(nèi)，蛋白質(zhì)和多糖等多聚體營養(yǎng)物質(zhì)將水解成若干單體；綠色植物光合作用發(fā)生的總反應(yīng)可表示為CO2+ H2O →有機(jī)物 + O2；細(xì)胞呼吸的第二階段反應(yīng)是C3H6O3+ H2O → CO2+[H]；③人體的紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等血細(xì)胞直接生活在含水90.7%的血漿中，肌細(xì)胞、肝細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞等絕大多數(shù)組織細(xì)胞直接生活在含有大量水分的組織液中；④ 血漿中流動(dòng)的自由水可以把人體吸收的營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)組織細(xì)胞，同時(shí)把組織細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物運(yùn)輸?shù)脚判蛊鞴伲虎?新鮮菠菜放置幾天后，自由水比例降低，結(jié)合水比例升高；將該萎蔫菠菜放置清水中后，自由水比例升高，結(jié)合水比例降低。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立思考—小組討論—?dú)w納得出結(jié)合水和自由水的主要作用，總結(jié)出細(xì)胞一切生命活動(dòng)離不開水，并繪制概念圖(圖2)。

圖2 水的概念圖

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生閱讀和分析資料，提高獲取信息和歸納總結(jié)能力。構(gòu)建水的概念圖，使主要內(nèi)容直觀呈現(xiàn)，對(duì)所學(xué)知識(shí)有全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

3.2.4 到生活中去，科學(xué)健康生活 正是因?yàn)榧?xì)胞的一切生命活動(dòng)都離不開水和人體每天都有水分排出，所以我們應(yīng)該給機(jī)體細(xì)胞補(bǔ)充水分。那么，在炎炎夏日，你會(huì)科學(xué)飲水嗎？觀看科學(xué)飲水的視頻，在教師的倡導(dǎo)下，師生知行合一，共同飲水。

設(shè)計(jì)意圖：識(shí)別不良的飲水方式，明確怎樣科學(xué)飲水，養(yǎng)成調(diào)節(jié)生理、健康生長的生活習(xí)慣。

3.3 無機(jī)鹽 過渡提問：最佳飲品是什么？PPT呈現(xiàn)：在純凈水中，鈣和鎂等人體所需的多種微量元素大都已被去除，長期飲用會(huì)影響體內(nèi)電解質(zhì)酸堿平衡，使神經(jīng)、肌肉和多種酶的活性受到影響；而長期盲目飲用礦泉水可能導(dǎo)致微量元素過剩，成為誘發(fā)結(jié)石的隱患。最佳飲品當(dāng)屬pH與體液相同，無任何污染的低無機(jī)鹽天然水[1]，從而引出無機(jī)鹽內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

3.3.1 從生活中來，引出細(xì)胞中無機(jī)鹽的形式 教師提供近年某山失火的新聞資料：因中學(xué)生玩火導(dǎo)致該山生態(tài)環(huán)境慘遭破壞，5人不幸死亡，燃燒殆盡的部分植物剩余一些灰白色的灰燼。教師指出灰燼的成分主要是無機(jī)鹽。讓學(xué)生瀏覽細(xì)胞中各種無機(jī)鹽的名稱，歸納出細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽是以離子的形式存在。

設(shè)計(jì)意圖：以新聞引出無機(jī)鹽的學(xué)習(xí)，并形成珍愛生命、維持生態(tài)的理念。

3.3.2 無機(jī)鹽作用 教師設(shè)問：一般來說，無機(jī)鹽僅占細(xì)胞鮮重的1%～1.5%，是細(xì)胞中含量很少的無機(jī)物，那么其作用是否微乎其微呢？聯(lián)系課前收集的無機(jī)鹽作用的信息，閱讀資料：①日常食物中可分為酸性食物(如禽、畜、魚等)和堿性食物(如大多蔬菜和水果)，當(dāng)體內(nèi)的乳酸(HL)增加時(shí)，發(fā)生反應(yīng)有HL + NaHCO3→NaL + H2CO3，H2CO3→H2O + CO2；當(dāng)體內(nèi)的Na2CO3增多時(shí)，發(fā)生反應(yīng)有Na2CO3+ H2CO3→2NaHCO3；②呈現(xiàn)葉綠素、血紅蛋白和甲狀腺激素的結(jié)構(gòu)簡圖；校園的梧桐樹葉缺鎂會(huì)變黃，影響光合作用；人體缺鐵易患貧血；人們食用碘鹽以預(yù)防患“大脖子病”；③硼能促進(jìn)植物花粉萌發(fā)和花粉管伸長；缺硼時(shí)，花藥和花絲萎縮，花粉發(fā)育不良；哺乳動(dòng)物血漿中必須含有適量的Ca2+，鈣量過多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)肌無力癥狀；鈣量過少時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抽搐癥狀。在教師的啟發(fā)下，學(xué)生獨(dú)立思考—小組討論—?dú)w納得出無機(jī)鹽的主要作用，理解細(xì)胞的無機(jī)鹽含量雖然少，但也非常重要，并繪制概念圖(圖3)。

圖3 無機(jī)鹽的概念圖

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生閱讀和分析資料，構(gòu)建無機(jī)鹽的概念圖，將主要內(nèi)容直觀呈現(xiàn)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

3.3.3 到生活中去，學(xué)以致用 觀看《舌尖上的中國》的“食鹽為五味之首”的微視頻，思考：人為什么每天必須攝入食鹽？PPT呈現(xiàn)：除了刺激味蕾產(chǎn)生鮮味感覺以外，主要作用在于補(bǔ)充因出汗和排泄而流失的NaCl。人每天食鹽的攝入量僅需5 g左右，過多的食鹽將擾亂水鹽平衡，容易引起高血壓和腎病[1]。

設(shè)計(jì)意圖：拓展無機(jī)鹽的知識(shí)，形成調(diào)節(jié)生理、健康生長的理念。

3.4 總結(jié)與拓展 通過獨(dú)立完成水與無機(jī)鹽的比較表格和歸納填空總結(jié)全課。教師講述：無論是植物細(xì)胞，還是動(dòng)物細(xì)胞，細(xì)胞中各種化合物的作用都很重要。其中，水是生命之源，因各種因素引起的水資源短缺屬于全球性生態(tài)環(huán)境問題，提問：你知道和應(yīng)用了哪些節(jié)約用水的方法呢？

設(shè)計(jì)意圖：師生總結(jié)全課，并將節(jié)約用水的意識(shí)外化于行，提高生物學(xué)科素養(yǎng)。

4 教學(xué)反思

本節(jié)根據(jù)“珍愛生命，調(diào)節(jié)生理，健康生長，維持生態(tài)”的生本理念，圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過收集信息、觀察類比、建構(gòu)模型與合作探究，讓學(xué)生明確水的存在形式，有效突破結(jié)合水概念的難點(diǎn)。針對(duì)學(xué)生日常生活的愛好、習(xí)慣以及接受能力，創(chuàng)設(shè)真實(shí)、典型、適切的資料信息和問題,讓學(xué)生“從生活中來，到生活中去”，思考、討論和歸納水和無機(jī)鹽的主要作用，構(gòu)建概念圖，從而有效地內(nèi)化知識(shí)，訓(xùn)練能力，提升素養(yǎng)。