《实验：细胞大小与物质运输的关系》教学设计

1《实验：细胞大小与物质运输的关系》教学设计河南省焦作市第四中学陈乐乐各位评委、各位老师：大家好，我说课的题目是《实验：细胞大小与物质运输的关系》。我将从以下五个方面阐述我的教学设计。一、实验内容设计（一）教材分析本课题在教材中的位置、内容和作用：《细胞大小与物质运输的关系》是必修1第6章第1节“细胞的增殖”中的实验课题。教材运用类似模型模拟细胞进行物质运输，探讨细胞不能无限长大的原因。通过本实验的学习，促进学生体会科学探究的思维过程和方法，培养学生严谨科学的态度和精神。（二）教学策略分析教材实验方案不足之处与提出改进后的实验方案（三）教学重难点教学重点：实验改进思路的提出及改进方案的确立。教学难点：改进思路的提出及实验过程二、实验教学目标1.知识目标：理解细胞表面积与体积的关系，以及细胞大小与物质运输效率的关系。2.能力目标：提高分析问题和解决问题的能力。提高运用数学、物理方法处理和分析实验数据的能力23.情感目标：养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。三、实验方法设计依据新课程理念，结合教学目标，为突破重难点，确立教法与学法：教法：合作讨论、启发式点拨、对比研究等学法：实验法为主体、融合讨论法、比较法、归纳法四．教学过程设计教学过程分六个环节，其中确立方案实施实验是重要环节。（一）问题导入针对教材方案：含酚酞的琼脂块放入0.1％NaOH溶液中浸泡10分钟，观察NaOH扩散的深度。提出三个问题让学生思考。问题：1.教材方案中用什么模拟细胞？2.用什么模拟被细胞吸收的物质？3.如何确认物质扩散的深度？目的：弄清楚实验目的，实验原理的基础上开展实验。理解实验原理，为后面改进思路的提出作铺垫。（二）教材方案分析：该实验用含酚酞的琼脂块模拟细胞，用NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。由于酚酞遇NaOH变红,可通过观察琼脂块由无色变成粉红色，了解NaOH分子扩散进入琼脂块的过程。测量NaOH分子扩散进琼脂块的深度，并计算在相同时间内NaOH扩散进入琼脂块的体积与琼脂块的总体积之比，从而反映细胞物质运输的效率。3但由于NaOH有腐蚀性，不少学生在实验操作中很紧张，怕NaOH溅到皮肤上，进而影响实验顺利进行。（三）针对问题，提出改进思路因此，在新课标倡导探究性学习理念的指导下，完成课本模拟实验后，引导学生对该实验进行反思：能否对本实验进行改进，利用易获得且更安全的实验材料和试剂，确保探究实验安全、顺利、高效地开展。教师启发点拨，师生通过共同讨论、调查文献、归纳出一系列改进方案。（四）确立改进方案并实施经过多次预实验摸索，并选择更为安全，更为有效的试剂，最终确立改进后的实验方案：①用马铃薯块代替琼脂块，用碘－碘化钾溶液替代NaOH溶液，节约实验成本，无腐蚀性，降低实验风险，保护实验者。②利用豆腐块代替琼脂块，用红墨水代替NaOH溶液，豆腐成本低廉，韧性好，翻动时不易损伤，可从市场上直接购买，取材容易，成本低。1.实验前的准备：材料用具马铃薯、豆腐、碘-碘化钾溶液（碘化钾15g；蒸馏水500mL；碘5g）、红墨水、烧杯、天平、酒精灯、塑料勺、吸水纸、毫米尺、小刀、一次性手套等。2.实验操作：马铃薯部分（1）将马铃薯切成边长分别为1cm、2cm、3cm的小块（2）最初学生把生的马铃薯块放入碘-碘化钾溶液中，发现只有4薯块外面变成蓝色，而切面上无颜色变化。在教师的启发点拨下，学生发现是因为马铃薯的活细胞膜具有选择透过性，阻止了碘/碘离子进入细胞，故切面上不会出现蓝色反应。将马铃薯块放入热水中并用酒精灯加热处理，再进行上述实验。（3）20min以后，用塑料勺将马铃薯块从碘液中取出，用吸水纸将其吸干，然后从中间切成两半，观察切面，用毫米尺测量每块土豆块上碘扩散的深度，观察碘扩散进去的深度是否一致。记录深度，并在表格上填写相关数据。（图片）豆腐块部分（1）将豆腐切成边长分别为1cm、2cm、3cm的小块。（2）将豆腐块放入红墨水中20min以后，用塑料勺将豆腐块从红墨水中取出，用吸水纸吸干，然后从中间切成两半，观察切面，用毫米尺测量每块豆腐块上红墨水扩散的深度，记录并分析数据。（图片）3.结果展示：测量、记录后，处理数据，小组间交流展示。引导学生根据表格数据讨论总结，得出实验结论。表格及数据如下：表1：马铃薯块边长(cm)a表面积(cm2)a2体积（cm3）a3相对表面积物质扩散的深度（cm）b时间10min物质扩散的体积/整个马铃薯块的体积a3-(a-2b)3/a316160.10.488224830.10.2713542720.10.1875表2：马铃薯块边长(cm)a表面积(cm2)a2体积（cm3）a3相对表面积物质扩散的深度（cm）b时间20min物质扩散的体积/整个马铃薯块的体积a3-(a-2b)3/a316160.20.784224830.20.4883542720.20.349表3：豆腐块边长(cm)a表面积(cm2)a2体积（cm3）a3相对表面积物质扩散的深度（cm）b时间10min物质扩散的体积/整个豆腐块的体积a3-(a-2b)3/a316160.120.561224830.120.3193542720.120.221表4：马铃薯块边长(cm)a表面积(cm2)a2体积（cm3）a3相对表面积物质扩散的深度（cm）b时间20min物质扩散的体积/整个马铃薯块的体积a3-(a-2b)3/a316160.220.824224830.220.5253542720.220.379分析数据，得出结论：马铃薯块（豆腐块）体积越大,表面积/体积的比值越小,物质扩散体积/马铃薯块(豆腐块)体积比就越小实验结论:细胞体积越大,相对表面积越小,细胞的物质运输效率就越低,所以,细胞不能无限长大。4.交流评价：同学们就改进后的实验方案与教材实验比较，评价，6亲自体会改进方案获得良好实验效果的喜悦。马铃薯、豆腐、红墨水来自生活，学生认识到生活中处处可以获取实验材料。（五）课堂小结师生共同归纳总结改进方案中的创新要点：1.实验原理的改进2.实验材料和试剂的改进目的：让学生体会到实验改进的一般思路。实验目的不变，实验材料、实验试剂、实验原理是否可改？促进学生实验创新技能的提升。（六）课堂延伸由于本实验利用了有颜色的反应确认物质扩散的深度，学生联想到三大有机物的检测实验。提出方案：豆腐块放在双缩脲试剂中观察，很遗憾，该实验失败了，因为紫色络合物溶于水，豆腐块慢慢变软被分解了（图片）。五．教学反思和自我评价1.在一系列探究活动中,“动手”+“动眼”+“动脑”+“动口”多角度达成本节课的教学目标。很好地锻炼了学生分析问题和解决问题的能力，实验操作技能和实验创新能力均得以提升。2.学生学会从生活中发现可以利用的生物学实验材料，增强了实验的实用性，拉近了生物学实验与生活的距离。3.实践的重要性。为达到最佳实验效果，课前我带领兴趣小组进行了多次操作。本实验中：碘—碘化钾溶液的浓度、用量；马铃薯块实验前的加热与否；扩散的时间等多种因素都会影响到实验效果。以上是我的说课内容，各位评委老师辛苦了，谢谢大家！