“生物膜的流动镶嵌模型” 基于科学史的教学设计.doc

“生物膜的流动镶嵌模型”基于科学史的教学设计
刘本举（濮阳市第一高级中学河南濮阳457000）
摘要：利用生物膜研究的科学史资料，引导学生进行基于资料的课堂
探究性学习，注重学生自主、合作、探究的学习方式，达成知识、能力、
情感态度与价值观的三维目标。
关键词：流动镶嵌模型科学史教学
中图分类号：G633.91文献标识码：C
1.教材与学情分析
1.1教材分析“生物膜的流动镶嵌模型”一节是人教版《必修1—分子与细胞》第四章“细胞的物质输入和输出”的第二节，是前面第3章“细胞的基本结构”第1节“细胞膜—系统的边界”的一个延伸与拓展，并且和本章第1节“物质跨膜运输的实例”有密切联系，为第三节“物质跨膜运输的方式”的学习做了知识准备，这三节内容的联系主线是：功能（实例）——结构——功能（原理）。所以，本节在第四章中起着承上启下的作用。
本节课的主要内容有：①科学家探索细胞膜化学成分与结构的科学史；②生物膜的流动镶嵌模型。前者是适合学生探究性学习的较好素材。把科学家探索细胞膜的有关实验整理并转化为适合学生课堂探究的小课题，让学生亲历探究过程，体验科学探究的魅力，同时加强了科学方法教育，并且初步学习科学实验的设计。在评价模型时培养了学生的批判性思维能力，并体验了科学结论的可修正性与发展性。经历了主体性探究活动后，对流动镶嵌模型的接受是水到渠成的，这样既避免了传统教学方法导致的死记硬背现象，又能使学生在思维与推理能力上得到发展。并且学生能够在大量的感知、表象、与再造想象的基础上借助自己的分析与探究实现对流动镶嵌模型的间接理解。
1.2学情分析高中学生具备了一定的观察和认知能力，但是对问题探索的动力主要来自对相关问题的好奇与有趣水平，目的性不十分明确，所以教师的思维导向就显得十分重要。本节课利用科学史实验资料，设计学生要探究的问题，让学生在问题引导下进行基于资料和问题的课堂探究活动，问题的设计层层深入，按照学生的思维水平和能力达到一定深度，使学生顺利由感性认识向理性认识过度。
2．设计思路与探究性学习的程序
作者简介：刘本举，男，1971年12月出生，研究生毕业,理学硕士。中学高级教师。河南省基础教研室高中教研中心核心成员；河南省教育厅高中新课程专家指导组成员；濮阳市教育局生物学科兼职教研员；濮阳市教育学会生物教学专业委员会理事。濮阳市第一高级中学生物教研组长。近年发表教育教学论文40余篇，其中核心期刊发表25篇。
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本节课蕴含有丰富的科学史教育素材。《普通高中生物课程标准》明确指出
要注重生物科学史的学习，所以，本教学设计充分利用科学家的实验以及所提出的假说，有效引导学生对其进行分析与评价，在这个过程中转变学生的接受学习方式，让他们充分进行自主、合作、探究性学习，在问题引导下积极思维，在合作讨论中有效学习，在评价中感受探索的乐趣，在整个探究性学习中升华知识。制作多媒体课件，以便于展示相关资料和图片，提高课堂教学效率，使直观性增强，学生更易于接受。
探究学习流程如下：
问题讨论：从结构与功能相适应的观点出发，制做细胞膜用什么材料更好？（塑料袋、普通布和弹力布）
通过问题引入新课，激疑引趣。

现象—推理分析—结论。

实验结果—想象与推理分析—结论。

利用已有知识进行分析推理—知识的升华。
实验的推理与模型的评价，彰显批判性思维能力的培养。
体验成功的乐趣，使兴趣升华，向乐趣和志趣转化。
介绍1970年LarryFrye等人的经典实验
创新思维能力的培养—高层次学习。
总结流动镶嵌模型
使学生建构的知识整体化、系统化。
欧文顿物质通透性实验
荷兰科学家Gorter和Grendel的红细胞膜实验
讨论：细胞膜的双层磷脂分子怎样排列？
“罗伯特森电镜实验”、单位膜模型，讨论、推理
与评价
尝试设计实验，验证细胞膜的流动性
流动镶嵌模型的评价

感悟科学结论的发展性、可修正性。

3.教学过程
3.1引出课题
我们已经学习了生命系统的有关知识，同学们想一想：①最小的生命系统是什么？②最小生命系统的边界是什么？③细胞膜有哪些功能？④如果让你制作一个真核细胞模型，制作细胞膜的材料有：塑料袋、普通布和弹力布，根据结构与功能相适应的观点分析，用哪种材料做细胞膜，更适于体现细胞膜的特点？为什么？以上问题依次提出，把学生的思维引向思考细胞膜的结构特点如何。在学生回答的基础上继续提问：弹力布有弹性，那它能完全具备生物膜的特点吗？
显然弹力布不具有生物膜的选择透过功能，那么生物膜含有哪些物质？究竟具有怎样的结构？科学家也是带着这些问题，对生物膜进行了100多年的探索。今天就让我们沿着科学家的足迹，体验整个探索历程。
此时给学生明确学习目标：①学会如何分析实验，体验科学分析与推理；②