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视频标签：物质跨膜,运输的实例
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视频课题：人教版高一年级必修一第4章第1节《物质跨膜运输的实例》北京市优课
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人教版高一年级必修一第4章第1节《物质跨膜运输的实例》北京市优课
课题
物质跨膜运输的实例
是否属于
地方课程或校本课程 否
学科 生物
学段： 高二第一学期第一学段
年级
高二
相关 领域 细胞生物学、高中生物教学
教材 生物1（必修）分子与细胞 人民教育出版社 2007年2月第2版
指导思想与理论依据
倡导探究性学习是普通高中生物课程标准的基本理念之一。科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，在科学教育中有重要意义。实验教学以它的直观性、实践性、结果不均一性，蕴藏着丰富的素材，成为学生进行科学探究的良好载体。在讲授“渗透实验”时，如果直接教师演示实验，耗时较长且无法让所有学生近距离观察；如果改进装置进行分组实验，则可让学生亲历实验过程、彼此合作交流，体验知识的形成过程。分组探究植物细胞的吸水和失水实验让学生亲历提出问题、做出假设、设计实验、实验操作、结果分析这一完整的思考和探究过程，领悟科学探究的方法，使学生不仅获取一定的知识，还习得获取知识的方法，提高解决问题的能力。 “生本教育”是为学生好学而设计的教育，也是以生命为本的教育，倡导在教学中做生命的“牧者”，而不是拉动学生的“纤夫”。作为教育者，应是一位善于借助人的生命力量和教育的原动力，激发学生潜能和内在动力“牧者”，而不是一味灌输、拉动学生被动学习的“纤夫”。
教学背景分析
教学内容：
“物质跨膜运输的实例”是《生物1（必修）──分子与细胞》（人教版）第四章第1节的内容。《课标》中本节位于细胞的代谢板块，要求学生说明物质进出细胞的方式，建议活动是通过模拟实验探究膜的透性及观察植物细胞的质壁分离和复原。
本节是在第三章“细胞的基本结构”基础上对细胞功能的初步认识，同时也为进一步学习细胞膜结构和物质跨膜运输方式，从结构与功能相适应的角度来认识生物膜特点奠定基础。教材先通过水分子跨膜运输的实例，总结水分进出细胞的特点，进而从实例到普遍、简单到复杂学习物质跨膜
2017年北京市中小学优秀教学设计评选
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运输方式，这也符合学生认知的规律。其中“植物细胞吸水和失水实验”是学生在高中阶段第一次接触探究实验，通过分组探究实验使学生体验并感悟科学探究的一般方法，激发学习兴趣，为探究性学习开拓道路。
本节内容安排1课时，其中“物质跨膜运输的其他实例”部分整合在第四章第3节“物质跨膜运输的方式”中。
学生情况：
学生多为00后，正值个人终生发展和社会发展所需品格、关键能力形成重要时期。他们富观察力、思维活跃个性突出，大多学生对生物课程有着浓厚的兴趣，尤其喜欢生物实验课。学生通过分组已完成物质鉴定、核酸分布、细胞器观察等实验，具备一定动手操作能力，也能在实验过程中认真观察、思考、质疑，通过小组合作达到较理想结果。实验的成功总能令学生兴奋不已、印象深刻。
学生已知细胞膜具有控制物质进出的功能；植物细胞液中储存大量水以维持细胞坚挺；动物红细胞置于清水将吸水涨破等，却不清楚细胞吸水和失水的机制及细胞吸水和失水时细胞结构的变化。在此基础上学习渗透作用并开展细胞吸水与失水的探究实验，可将新旧知识整合，使学生知识体系得到丰富和发展。 教学方式：实验探究 教学手段和技术准备：
1. PPT课件；2.分组实验；3.视频资料：洋葱外表皮质壁分离与复原视频（备用,在实验后结果分析时使用）
改进后的渗透装置
教学目标(内容框架)
知识目标：说出渗透作用发生的条件；举例说明植物细胞发生吸水和失水的原理。
能力目标：学会从实验现象中提出问题、分析问题、解决问题；尝试解释有关生产和生活现象。 情感态度价值观：认同细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，体验科学探究的一般过程。 重点和难点：亲历实验探究过程，体验科学探究的思路方法和完整过程。
直尺（长30cm）
输液管（内径0.7mm，用胶带固定在直尺上）
50ml注射器，切去尾端后用半透膜封住，
顶端与输液管相连，内有滴加红墨水的0.4g/ml蔗糖溶液
烧杯（200ml，内有45°清水） 正面观
侧面观
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教学流程示意图(文字描述)
教学过程（表格描述）
教学阶段
教师活动
学生活动
设置意图 联系生活 引入新课
演示并提问：
1.同学们请看，这里有一杯清水。请思考杯中水分子是静止的吗？
2.生活中还能见到哪些水分子运动的实例？
思考并回答：
1.不是，水分子是不断运动的。
2.河流流动，水从高处往低处流。 烧水时随温度升高水分子运动会加剧等。
以水流动的方向引入本课，与已知建立联系，直入主题。
渗透作用实验及分析
讲述：今天我们通过一个实验来观察水分子的运动。实验要用到改造后的注射器、输液针、半透膜、烧杯、清水和滴加红墨水的蔗糖溶液。请各小组按PPT图示组装后，注意观察输液管液面变化。
教师巡回指导 提问：
1.请描述你们组实验现象
2.输液管液面会无限上升吗？为什么？
3.输液管液面停止上升时，膜两侧的浓度相同吗？为什么？
4.如果用一块纱布或塑料膜代替半透膜，结果会怎样？为什么？
5.请思考总结发生渗透作用的条件。 演示PPT中动画并讲解：
溶液渗透压：溶液中溶质微粒对水的吸引力。单位体积溶液微粒越多，即溶液浓度越高，溶液渗透压越高。
倾听、思考
分组组装渗透装置，完成实验并观察实验现象。 回答：
1.输液管液面缓慢上升，两分钟内上升约7cm
2.不会，当水分子向上运动的力与输液管液体形成压力会达到平衡时，透过半透膜渗入和渗出的水分子数量相等。
3.不相同；蔗糖溶液中单位体积水分子数始终小于清水。
4.输液管液面均无变化。纱布空隙较大，蔗糖溶液和水分子都能通过，烧杯会迅速变红；塑料膜不透水，液体无法通过。
5.需要有半透膜和膜两侧浓度差。
倾听并思考
利用分组实验，增加学生兴趣，既能提高学生的动手能力，也能培养团队合作能力。问题讨论环节尽可能多的机会给学生提出个人的想法、见解，并运用证据和逻辑展开讨论。增加学生思考的深度，利于理解.
联系生活 引入新课 渗透作用实验及分析
回归生活 反馈提升
实验探究植物细胞
吸水和失水
提出问题
做出假设
设计实验
实验操作
结果分析
2017年北京市中小学优秀教学设计评选
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实验探究植物细胞吸水和
失水
提出 问题 作出 假设 展示并提问：
实验盘中有两个白萝卜块，请通过看、触、嗅等方式感受白萝卜的区别，并猜测可能的原因。
展示图片并提问：老师将上述两种白萝卜分别做了切片， 并在显微镜下拍摄了照片。请同学们观察细胞微观变化并提出问题。
提问：植物细胞在什么情况下会吸水和失水？
触摸并回答：
一块比较硬（脆挺）较大，一块很软，较小。硬的应该是比较新鲜，放在清水中吸水导致的；软的可能是加盐，外界溶液渗透压大，萝卜失水变软了。 观察、思考并回答：
明显看出腌制白萝卜细胞的中央变小，推测是液泡失水变小，导致腌制白萝卜变软。而脆挺的白萝卜细胞很饱满。
思考并回答：盐水（浓度高的溶液）中的白萝卜细胞液泡会失水，放在清水中的白萝卜细胞液泡会吸水。
锻炼学生针对日常生活的真实情境，提出清晰、有价值、可探究的生物学问题的能力。
设计 实验 讲述：大家的回答是否正确，下面我们通过实验来检测这个说法是否正确。 提出设计实验的要求：①以小组为单位；②参考相关实验用品；③围绕上述问题和假设设计实验方案；④展示实验方案。
教师巡回指导，个别点拨
讲述：下面请一个小组展示实验方案，请其他同学倾听并思考。
提问：实验设计具体，描述也很清楚。但这份实验设计中有些不严谨的地方，哪一组能进行修改完善呢？
讲述：用一个装片完成实验，可观察到细胞失水前后变化可形成自身对照，实验结果也更有说服力。请完善你们小组实验设计方案后，
倾听并思考，观察实验用品
小组成员合作设计实验方案； 展示实验设计方案：
选用洋葱外表皮，制作两个临时装片，一个滴加蒸馏水，一个滴加蔗糖溶液。然后用显微镜观察细胞内液泡的大小变化。 思考并回答：
用一个临时装片，只观察某一个细胞，结果应该会更严谨。可以先加蔗糖，观察液泡失水，再加清水，观察液泡吸水。
思考并完善实验设计
本环节能很好培养学生设计可行实验方案的能力及质疑、纠错的能力，学生展示的环节也锻炼了学生语言表述和逻辑思维能力。
实验 操作
讲述：请各小组按照实验方案，进行实验。
教师巡回指导
以小组为单位进行实验操作： 制作临时装片 植物细胞失水实验 植物细胞吸水实验
分组实验既培养团队合作精神，又能够提高学生的动手操作能力
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结果 分析
提问：
1.请小组代表描述你们的实验结果，其他同学补充完善。请描述在蔗糖溶液和清水中细胞分别发生了什么变化？为什么？
2.洋葱鳞片叶表皮细胞的哪个结构相当于渗透装置的半透膜呢？ 展示图片并提问：
3.既然大家不确定，老师再出示图片。图中分别是处于清水中的黑藻细胞与处于0.4g/ml蔗糖溶液中的黑藻细胞。请观察哪些结构发生变化？
播放洋葱外表皮质壁分离与复原视频 结合板图讲述并完成板书：
这是洋葱表皮细胞在蔗糖和清水中发生的变化。事实上，它与黑藻失水过程发生的变化一样：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质都在变小，他们构成的整体称为原生质层，原生质层相当于半透膜。洋葱表皮细胞因细胞质较少且无色，所以显微镜下看不到。当植物细胞位于高浓度溶液中，液泡中的水分子透过原生质层进入细胞外液，原生质层与细胞壁均出现一定程度收缩，由于原生质层比细胞壁收缩性大，细胞不断失水，两者不断分离，出现质壁分离现象。质壁分离的细胞置于清水中，细胞会不断吸水发生质壁分离的复原。 观察结果并回答：
1.植物细胞置于0.3g/ml蔗糖溶液中，看到紫色液泡体积不断变小、颜色加深，推测液泡失水。植物细胞置于清水中，变小的液泡体积又不断变大，颜色变浅，推测是细胞吸水。
2.答案①:液泡膜:；答案②:细胞膜
观察、思考并回答：
3.叶绿体所在的细胞质位置变了，细胞膜和液泡也都变小了。
观看、倾听、思考并整理笔记
学生通过对实验结果的描述，体验实验成功的喜悦。
有争议的答案更引发学生思考深度。 黑藻质壁分离的对比便于直观理解原生质层概念。
拍摄的视频弥补课堂实验时间段，部分学生实验结果不理想的遗憾。
通过教师讲解完成了本节教学目标。 回归生活 反馈提升
演示图片并提问：
1、切开的番茄撒糖后会为什么会渗出大量水分？
2、农田施化肥太多，作物会出现萎蔫，俗称烧苗现象，为什么？可采取哪些补救措施？
3、人体静脉注射时为何要选择浓度为0.9%的生理盐水和5%的葡萄糖溶液？
思考并回答（答题要点如下）： 1.撒糖后，番茄细胞会由于细胞外的浓度高于细胞内的浓度，细胞大量失水，所以会渗出很多水。 2.施肥过多，导致土壤溶液浓度大于植物细胞液浓度，细胞失水，造成植物萎蔫。可以换土，或者多浇水来补救。
3.0.9%的生理盐水和5%的葡萄糖溶液与细胞内的浓度大体相等，细胞失水与吸水量相同。能维持细胞正常形态和功能。
应用知识解释熟悉生活现象，既能反馈课堂学习效果，又能让学生理解学习的价值，具备积极地学习态度。
2017年北京市中小学优秀教学设计评选
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学习效果评价设计
评价方式
1、对知识目标的达成度，可通过学生利用本节所学内容解释生活现象的回答质量检测。 2、对能力、情感目标的达成，可通过学生讨论、交流和实验过程中态度、参与度来评价。 具体：①展示小组实验设计时的积极性，语言表达的流畅性、准确度。 ②学生实验操作的规范性和熟练程度。
③分组实验的实验现象是否明显，实验结果理想程度。 3、课堂学案完成情况。 评价量规
1、对反馈提升的问题,学生能经思考独立回答，要求用规范用语答出。
2、积极参与探究实验各环节，态度认真。小组成员合作效果好，回答问题时思路清晰、语言流程；实验操作规范、动作迅速；实验结果现象明显；对结果的分析准确。 3、能正确填写学案的有关内容。
本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)
本节中科学实验与探究贯穿教与学的始终。通过实验探究的方式让学生主动参与学习过程，在亲历获取信息、提出问题、设计方案、实践操作、结果分析、总结提升的过程中习得生物学知识。
1.通过实验改进，加深学生对核心概念的理解层次。理解渗透作用是学习细胞吸水失水及内环境稳态的基础。通过对渗透装置进行改进，渗透作用的教学由教师演示实验变为学生分组实验，让学生亲历探究过程、亲眼看到实验结果。亲身参与、感性认识不仅会提高学生思考的活跃程度，还在合作学习中提升了动手操作、思考、交流等能力。探究植物细胞吸水与失水实验通过在蔗糖溶液中滴加红墨水，使紫色和红色对比，让学生直观看到细胞壁的全透性；在课本基础上增黑藻失水实验，弥补了洋葱鳞片叶外表皮只看到液泡而看不到细胞质的遗憾，通过叶绿体的聚集表现细胞质位置变化，易于建立并理解原生质层的概念。
2.充分利用学生已有的知识和经验，注重与现实生活的联系。白萝卜、黑藻、洋葱都是学生熟悉的生物材料，用它们来讲解概念，使学生在现实生活的背景中学习生物学，同时学生在解决实际问题的过程中深入也理解生物学的核心概念。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
