呂奕

摘? 要： 通過物理滲透模型探究滲透作用發(fā)生的條件，借助類比推理法和假說-演繹法幫助學(xué)生設(shè)計探究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。通過課外讀材料，讓學(xué)生體悟?qū)W以致用，增強社會責任感。

關(guān)鍵詞：? 核心素養(yǎng);滲透作用;科學(xué)探究;社會責任

一、設(shè)計思路

本節(jié)課通過演示物理滲透實驗，采用追問法層層遞進，引出半透膜的概念，明確滲透現(xiàn)象發(fā)生的兩個條件。在整個教學(xué)過程中始終圍繞“觀察現(xiàn)象—提出問題—做出假設(shè)—演繹推理—設(shè)計、實施實驗—得出結(jié)論”的主線進行探究式教學(xué)。學(xué)生在探究過程中，掌握實驗設(shè)計一般思路和方法，運用科學(xué)思維方法，提高科學(xué)探究能力。

二、教學(xué)目標

1.生命觀念。通過闡明細胞是一個滲透系統(tǒng)，建立生命結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點

2.科學(xué)思維。運用類比的科學(xué)思維、歸納與概括能力明確動植物細胞是一個滲透系統(tǒng)。

3.科學(xué)探究。通過設(shè)計實驗探究動植物細胞是一個滲透系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計實驗，實施方案和交流討論結(jié)果，體驗科學(xué)探究的一般過程，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高實踐能力。

4.社會責任。能用滲透作用解釋“蛙卵在清水中不會漲破”等生活常見現(xiàn)象;能夠概括材料，思考并提出實際可靠的解決問題的方案，為社會出謀劃策。

三、教學(xué)過程

1.問題導(dǎo)入，引發(fā)學(xué)生思考

細胞要維持正常的生活，必須從周圍環(huán)境中獲得營養(yǎng)物質(zhì)，同時向周圍環(huán)境中排出各種代謝產(chǎn)物。運輸這些物質(zhì)的介質(zhì)是什么？水進出細胞的方式是什么？

2.用物理滲透模型探究滲透作用發(fā)生的條件

（1）巧用模型裝置，引出滲透作用

創(chuàng)設(shè)問題串：①燒杯內(nèi)液體為什么會變紅？②蔗糖能否透過半透膜？如何設(shè)計實驗進行證明？③一段時間后，漏斗管內(nèi)的液面為什么會上升？④水分子能否從漏斗內(nèi)進入燒杯？該過程是否屬于滲透作用？

（2）實驗拓展延伸，探究滲透條件

①如果沒有半透膜滲透作用還能發(fā)生嗎？②若燒杯和漏斗中裝有相同濃度蔗糖溶液，一段時間后，漏斗內(nèi)液面情況？該裝置是否發(fā)生滲透作用？

設(shè)計意圖：基于實驗現(xiàn)象不斷拋出問題，步步引導(dǎo)學(xué)生思考，層層遞進，培養(yǎng)學(xué)生崇尚嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度。借助問題引導(dǎo)學(xué)生理解半透膜的物理性質(zhì)，引入滲透作用的概念，歸納滲透發(fā)生條件。

3.探究動物細胞的吸水和失水

類比推理紅細胞是否會發(fā)生滲透現(xiàn)象：①紅細胞是否具有半透膜？依據(jù)是什么？②膜內(nèi)外的濃度差如何做到？③嘗試設(shè)計實驗證明紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜。

探究課題：紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜

（1） 提出問題：紅細胞的細胞膜是否相當于一層半透膜？

（2）做出假說：紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜。

（3）演繹推理：如果紅細胞的細胞膜相當于一層半透膜，那么可在顯微鏡下觀察到紅細胞在1.5%NaCl溶液中失水皺縮而在清水中膨脹甚至漲破消失。

（4）設(shè)計實驗：取稀釋后新鮮紅細胞為實驗材料制作臨時裝片，用顯微鏡觀察紅細胞先后在1.5%NaCl溶液與清水中細胞形態(tài)變化。

（5）實施實驗：①高倍鏡下正常紅細胞的形態(tài)呈現(xiàn)兩面中央凹的圓餅狀。②在一側(cè)滴加1.5%NaCl溶液，紅細胞皺縮。③在一側(cè)滴加清水，紅細胞體積增大，有些細胞漲破消失。

（6）得出結(jié)論：紅細胞在1.5%NaCl溶液中失水，在清水中吸水，符合假說，紅細胞的細胞膜確實相當于一層半透膜。

4.探究植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原

仿照動物細胞是否具有半透膜的探究實驗。植物細胞在蔗糖和清水中可以發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原現(xiàn)象，其原生質(zhì)層相當于一層半透膜。

設(shè)計意圖：通過假說—演繹法，設(shè)計、實施課堂實驗，明確實驗探究的一般步驟，引導(dǎo)學(xué)生投入到真實情境中去，激發(fā)探索知識的欲望，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思維、嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度。

5.學(xué)以致用

細胞如何控制水進出的量？

課外讀：青蛙卵在水里并沒有吸水漲破，反而會進一步發(fā)育，最終長成青蛙。為什么？

學(xué)生主要有兩類答案：一是可能卵細胞內(nèi)部溶液濃度接近于清水濃度;二是可能細胞可以自主控制進入的水量。

課外讀：細胞膜上存在水通道蛋白。其功能是高效、專一性地轉(zhuǎn)運水分子。教師留問：基于這樣的功能，請學(xué)生課下查閱資料交流討論，為研制一種新型抗寄生蟲藥物或疫苗提供思路。

設(shè)計意圖：用新穎的課外讀構(gòu)建生物知識與生活間的關(guān)系，既解決“細胞是如何控制水進出的量”這一問題，又可以引導(dǎo)學(xué)生活用所學(xué)知識解釋或解決生活中的問題。

四、教學(xué)與反思

本節(jié)課圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)進行課堂知識構(gòu)建與探究性活動設(shè)計。整節(jié)課通過不斷拋出問題，啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生大膽設(shè)計實驗，用課外閱讀材料，提升學(xué)生綜合素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]鄧鵬，楊曉霜.說說“水通道蛋白”[J].生物學(xué)教學(xué)，2015（06）：60-62.