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        基于生物核心素養(yǎng)的“細(xì)胞中的無機(jī)物”教學(xué)設(shè)計(jì)

        2019-11-30 07:58:46馮芬
        中學(xué)生物學(xué) 2019年8期
        關(guān)鍵詞:生物素養(yǎng)教師

        馮芬

        進(jìn)入21世紀(jì)以來,學(xué)生的成長環(huán)境以及社會對人才的要求發(fā)生著深刻的變化,為更好地滿足社會需求,貫徹教育“立德樹人”的根本任務(wù),國家對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求——核心素養(yǎng)?!镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中指出生物學(xué)科核心素養(yǎng)包括:生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任。本課創(chuàng)設(shè)多個真實(shí)情境,幫助學(xué)生達(dá)成核心素養(yǎng)。

        1 教學(xué)背景

        1.1 教材分析

        “細(xì)胞中的無機(jī)物”是人教版生物《必修卜分子與細(xì)胞》的第二章第五節(jié),包括細(xì)胞中的水和無機(jī)鹽兩部分。教材列舉諸多實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生在聯(lián)系生活實(shí)際的基礎(chǔ)上,掌握無機(jī)物在細(xì)胞中的存在形式和功能。這部分內(nèi)容較簡單,屬于了解水平,既是對細(xì)胞中有機(jī)物的補(bǔ)充,也為《必修3-德態(tài)與環(huán)境》的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

        1.2 學(xué)情分析

        通過前期學(xué)習(xí),學(xué)生對細(xì)胞中的物質(zhì)己有一定了解,在日常生活中對水和無機(jī)鹽積累了較豐富的感性認(rèn)識,但對于水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式?jīng)]有明確的概念,對其功能也未形成理性認(rèn)識。

        2 教學(xué)目標(biāo)

        ①明確水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和作用,認(rèn)同生命的物質(zhì)觀。

        ②通過分析圖表、提取信息、歸納總結(jié),提高科學(xué)思維的能力。

        ③通過設(shè)計(jì)、進(jìn)行、分析實(shí)驗(yàn),提高科學(xué)探究的能力。

        ④認(rèn)同水是生命之源,提高節(jié)約與保護(hù)水資源的環(huán)保意識,養(yǎng)成社會責(zé)任。

        3 教學(xué)重難點(diǎn)

        重點(diǎn):水和無機(jī)鹽在細(xì)胞中的作用。

        難點(diǎn):結(jié)合水的概念:無機(jī)鹽的作用。

        4 課前準(zhǔn)備

        演示實(shí)驗(yàn)(干樹葉中有水嗎?)所需材料:教師準(zhǔn)備兩片完全干燥的樹葉,一片剪碎后分裝至兩只干燥試管,另一片保持完整供展示用。除此之外,還需準(zhǔn)備試管架1個、試管夾1個、酒精燈1個、火柴1盒。

        小組實(shí)驗(yàn)(蛋清中結(jié)合水的轉(zhuǎn)化),每組所需材料:50mL燒杯2個,其中一個燒杯中提前裝入少量新鮮蛋清、食鹽(約1g)、攪拌棒1個。

        5 教學(xué)過程

        5.1 情境導(dǎo)入,激發(fā)興趣

        教師設(shè)問:為什么運(yùn)動飲料“解口渴,更解體渴”?并展示某種運(yùn)動員飲料中的化學(xué)成分表,設(shè)置問題串引導(dǎo)學(xué)生理解,并引出課題:

        ①運(yùn)動飲料中什么成分最多?

        ②蔗糖與其他糖類的作用是什么?

        ③檸檬酸與檸檬香精的作用是什么?

        ④NaCl等其余的成分是什么?

        ⑤運(yùn)動飲料中什么成分解口渴,什么成分解體渴?它們在細(xì)胞的生活中起什么作用?

        5.2 目標(biāo)導(dǎo)學(xué)

        教師展示本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù),使學(xué)生,把握重難點(diǎn):

        ①說出水在細(xì)胞中的存在形式及作用;

        ②說出無機(jī)鹽在細(xì)胞中的存在形式和主要作用。

        5.3 細(xì)胞中水的學(xué)習(xí)

        5.3.1 水的含量特點(diǎn)

        教師依次展示表1~表4,引導(dǎo)學(xué)生分析圖表、提取信息、歸納總結(jié),提高科學(xué)思維素養(yǎng)。

        學(xué)生根據(jù)表1、2,可得特點(diǎn)①:水是細(xì)胞及生物體中含量最多的化合物。再根據(jù)表2,可得特點(diǎn)②:不同生物體含水量不同,且一般水生生物大于陸生生物。根據(jù)表3,可得特點(diǎn)③:同一生物不同生長發(fā)育時期含水量不同。根據(jù)表4,可得特點(diǎn)④:同一生物不同組織器官含水量不同。

        教師提示學(xué)生關(guān)注表4中血液與心臟的含水量,設(shè)問:為什么心臟與血液含水量相差不大,形態(tài)卻相差甚遠(yuǎn)?從而自然過渡至水的存在形式。

        5.3.2 水的存在形式

        教師演示實(shí)驗(yàn):干樹葉中有水嗎?加熱裝有干樹葉的試管,與另一只未加熱的試管對比展示,可見試管內(nèi)壁產(chǎn)生大量水珠。教師引導(dǎo)學(xué)生,得出結(jié)論:干樹葉中仍有水分——結(jié)合水。接著,教師從名稱、定義、含量三方面對比自由水與結(jié)合水。

        5.3.3 自由水與結(jié)合水的相互轉(zhuǎn)化及意義

        學(xué)生分小組進(jìn)行蛋清中結(jié)合水轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn):

        ①蛋清含水量高達(dá)88%,預(yù)測其流動性較強(qiáng)。

        ②在燒杯中來回傾倒蛋清,發(fā)現(xiàn)蛋清易形成團(tuán)塊,與純水相比流動性較差。教師解釋原因:蛋清富含的蛋白質(zhì)周圍束縛有結(jié)合水,使流動性下降。

        ③加入食鹽后發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)析出形成白色絮狀沉淀,傾倒時團(tuán)塊消失,蛋清流動性明顯加強(qiáng),接近純水。教師引導(dǎo):蛋白質(zhì)鹽析后對水的束縛消失,被釋放的結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水,使蛋清流動性增強(qiáng)。

        教師展示蛇毒凝血動圖,得出結(jié)論:自由水在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。教師展示以下問題,要求學(xué)生根據(jù)生活常識回答:

        ①干黃豆發(fā)芽必須吸足水,主要增加_______的含量,使種子的新陳代謝。

        ②冬天馬路結(jié)冰可以撒鹽融冰,因此細(xì)胞中結(jié)合水含量增加,生物抗寒性_______。

        教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:自由水含量增加,生物的新陳代謝加快,抗逆性減弱;結(jié)合水含量增加,生物的新陳代謝減弱,抗逆性增強(qiáng)。

        5.3.4 水的生理功能

        學(xué)生根據(jù)概念,總結(jié)結(jié)合水的功能:細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。

        教師展示表5中左側(cè)現(xiàn)象一欄。學(xué)生小組討論,根據(jù)現(xiàn)象,總結(jié)自由水的功能。

        5.3.5 了解資源現(xiàn)狀,強(qiáng)化環(huán)保意識

        展示地球水資源及淡水資源含量的圖片,教師呼吁:水是人類寶貴的資源!請節(jié)約用水!生命活動離不開水,沒有水,就沒有生命!從而提高學(xué)生的環(huán)保意識,養(yǎng)成社會責(zé)任。

        5.4 細(xì)胞中的無機(jī)鹽

        教師舉例介紹無機(jī)鹽的存在形式,并回顧其含量。

        教師結(jié)合生活實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)無機(jī)鹽的生理功能:

        ①根據(jù)植物缺鎂與人缺鐵時的癥狀,結(jié)合教科書中葉綠素與血紅蛋白部分結(jié)構(gòu)示意圖,總結(jié)功能:參與構(gòu)成細(xì)胞中的某些化合物。

        ②根據(jù)人血鈣過高、過低以及植物缺硼時的癥狀,總結(jié)功能:維持細(xì)胞和生物體的生命活動。

        ③正常人血漿pH應(yīng)穩(wěn)定在7.35~7.40間,否則會出現(xiàn)酸堿中毒。教師引導(dǎo):劇烈運(yùn)動后產(chǎn)生會乳酸或者攝入較多酸性食物后為什么不會出現(xiàn)酸中毒?因?yàn)檠獫{中存在如NaHCO3/H2CO3眾多緩沖對,總結(jié)功能:維持細(xì)胞的酸堿平衡。

        ④根據(jù)動物細(xì)胞生活在生理鹽水中,總結(jié)功能:維持細(xì)胞的滲透壓平衡。

        5.5 構(gòu)建知識框架(圖1),形成知識體系

        6 教學(xué)反思

        本課充分挖掘隱性課程資源,創(chuàng)設(shè)多個“以生為本”的教學(xué)情境,如“解口渴,更解體渴”的運(yùn)動飲料、千樹葉中的結(jié)合水等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課前目標(biāo)導(dǎo)學(xué),課后概念圖總結(jié),學(xué)生不僅見樹木,更能見樹林,有效地促進(jìn)了生命觀念形成。同時,教師利用原創(chuàng)實(shí)驗(yàn)—蛋清中結(jié)合水的轉(zhuǎn)化,以蛋白質(zhì)鹽析為突破口,引導(dǎo)學(xué)生探究加鹽前后蛋清流動性的變化,通過舊識點(diǎn)燃新知,引導(dǎo)學(xué)生用已有生物知識解決真實(shí)問題,將抽象的知識具象化,突破難點(diǎn)。另外,教師創(chuàng)設(shè)多個實(shí)驗(yàn)情境,學(xué)生在動手操作,動腦思考、動口交流的過程中落實(shí)科學(xué)探究。另外,教師還重視社會責(zé)任的養(yǎng)成,展示相關(guān)圖片與數(shù)據(jù),讓學(xué)生了解水資源現(xiàn)狀,養(yǎng)成節(jié)約與保護(hù)水資源的環(huán)保意識。

        本節(jié)課的設(shè)計(jì)立足于生物學(xué)科核心素養(yǎng),在真實(shí)情境中引導(dǎo)學(xué)生解決真實(shí)問題,發(fā)展學(xué)科觀念,促進(jìn)學(xué)科理解,達(dá)成生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

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