“生物膜的流动镶嵌模型” 一节整合科学史的教学设计VIP免费

“生物膜的流动镶嵌模型”一节整合科学史的教学设计李高梅（广东省佛山市顺德区华侨中学528333）1教材分析本节内容选自人教版高中生物必修1《分子与细胞》第4章第2节。该节内容在编排上按时间顺序介绍了科学家对生物膜结构探索历程的一些重要实验和推论，旨在让学生一步一步地分析科学家的实验和结论，使学生宛如亲历科学家探索的历程，自然而然地接受流动镶嵌模型的理论，同时加深对科学过程与方法的理解。2教学目标1）通过对科学史材料的分析与讨论，使学生了解生物膜结构的探索历程，知道生物膜流动镶嵌模型的基本内容，加深对生物膜组成成分和结构特点的理解。2）了解科学探究的一般方法，树立结构与功能相适应的辨证思想，感受科学研究的艰辛历程。3教学重点和难点1）重点：生物膜的结构特点、科学家探索生物膜结构历程的经典实验。2）难点：流动镶嵌模型的基本内容、结构与功能相适应的辨证思想。4教学过程4．1以史实背景设疑，导入新课，让学生感受、学习科学家的创新精神首先让学生完成填空：细胞膜主要由____和______组成。此外，还有少量的____。接着提出问题：19世纪末，科学家已经推知细胞膜的主要成分。但细胞膜很薄，光学显微镜观察不到它的结构，电子显微镜又还没诞生；且当时对物质的分离提纯技术也不发达，因此也无法采用分离提纯的方法来测定它的组成。在这样的情况下，你知道科学家当初是怎样得知细胞膜是由这些成分组成的吗？由此引出科学家另劈新径，从生理功能——膜的通透性入手，自然导入新课，同时让学生感受、学习科学家的创新精神。4．2以史料分析为主线，再现生物膜结构探索历程，让学生自主建构知识生物膜的流动镶嵌模型是本节课的重点和难点，学生若不理解，就会陷入死记硬背的泥潭。若从科学史入手，循序渐进，让学生了解知识的产生与发展过程，学生就能心领神会，自主完成知识的建构。在教学中我是这样做的，首先出示资料1：19世纪末欧文顿（E.Overton）用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验，发现凡是溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。提出问题1：根据物质相似相溶原理，分析上述材料，你能得出什么推论？科学家得出什么结论？你的结论与科学家一样吗？改变教材直接呈现科学家结论的做法，让学生体验科学家的思维过程，提升思维能力，自主建构知识。当学生得知自己的想法与科学家一致时，成功的喜悦溢于言表，学习的自信心和内驱力得到加强。解决问题1后，提出问题2：欧文顿的推论是否正确？最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析得出的。有没有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定呢？使学生在思考与讨论中初步了解模型建构的一般方法。提出问题3：欧文顿用500多种物质，通过上万次实验，这些数据又说明了什么？从而让学生感知科学实验的重复性、严谨性、艰巨性，得出的结论应该具有普遍性的道理，从中受到科学精神的熏陶。提出问题4：细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？学术资源分析资料2：20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞分离出来，通过化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。提出问题5：脂质和蛋白质分子是如何组成细胞膜的呢？激发学生进一步的探究欲望，过渡到资料3的学习。分析资料3：1925年荷兰科学家Gorter和Grendel用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气－水界面上铺成单层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。依然采取改变教材直接呈现科学家结论的做法，给学生提出以下问题：由此，你得出什么结论？科学家得出什么结论？让学生继续体会科学家的思维过程。但这一次没有资料1顺畅，尽管我抓住“磷脂单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍”启发学生思考，但仍有相当部分学生不理解推论，情急之中，我将一张练习纸对折，问学生：“对折前你们看到的纸的面积是对折后的几倍？”——“2倍！”“原来这张纸是单层的，对折后变成几层？”——“2层！”“那么根据材料3推测，脂质分子构成细胞膜应该排列成几层？”——学生豁然开朗答：“2层！”。这样学生顺利从形象思维过度到抽象思维，自然而然得出推论。课后反思时，我把这一灵感记录下...