第二章 组成细胞的分子
第2节 细胞中的无机物
一、教学目标的确定
根据《生物学课程标准》的内容要求，学生在学完“细胞中的无机物”一节后，能“指出水大约占细胞重量的23，以自由水和结合水的形式存在，赋了细胞许多特性，在生命中具有重要作用;举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关”。对应的学业要求是:从结构和功能相适应这一视角，解释水和无机盐参与细胞组成，在生命活动中具有重要作用。课标要求在教学过程中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，帮助学生增加感性认识;克服对微观结构认识的困难，结合化学和物理学知识以及学生的生活经验，突破学习难点。因此，将本节课的教学目标设定为以下内容。
1.通过分析水的分子结构，能从结构与功能相适应的视角说明水在细胞中的存在形式和作用；认同水在生命活动中具有重要作用。
2.通过分析资料、思考与讨论，能举例说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
二、教学设计思路
从结构与功能相适应的角度，解释细胞中水分子的功能和特性，从微观层面上，更深入地理解生命的本质，是本节课的设计思路之一。水和无机盐与学生的日常生活联系密切，通过设计生活情境，以小组的形式进行合作学习，对其进行科学分析、归纳形成概念，更有利于学生发展科学思维，落实教学目标。在学习过程中渗透节水环保理念和健康生活意识，形成珍爱生命、人与自然和谐共处的观念，也是对学生社会责任感的培养。
三、教学实施的程序
学习阶段
教师活动
学生活动
设计意图
播放视频导入新课
【视频播放】教师播放某运动饮料介绍的视频并展示运动员所喝饮料的成分表，引导学生思考:我们喝饮料主要是给身体补水。水在细胞中起什么作用? 表中哪些成分是无机盐? 为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐? 无机盐在细胞的生命活动中又起什么作用？
【讲述】这节课我们一起学习细胞中的水和无机盐。
学生观看视频，结合自身生活经验和知识基础，讨论并回答问题
借助影像资料，感悟水和无机盐与细胞生命活动之间的密切关系，明确本节课的学习主题
探究水的含量
【布置任务】教师请学生分析图标中数据并回答问题。
1. 不同生物体的含水量是否相同？水生和陆生生物相比，那种生物体的含水量高？
2. 同一生物体不同的组织器官，含水量是否相同？能否根据你的腿短将表中的组织器官按含水量由多到少进行排序？
教师在总结学生回答的基础上公布表格中的数据。
【讲述】心脏和血液含水量相近，但是形态差异非常大。这是什么原因呢？我们不妨从微观角度来看看水的分子组成。
学生分析表格数据，得出结论。
学生合理假设并通过数据验证假设，同时思考水的结构和形态间的关系。
通过分析和整理数据，培养学生的逻辑思维能力，同时合
理设疑，激发学生进一步探究的欲望。
探究水的结构
【布置任务】学生自主学习书本内容后，以小组为单位讨论以下问题。
1.水分子中H、O原子的结合方式和带电情况如何?为什么说水是一种良好的溶剂。
2.水分子的氢键是怎样形成的?为什么在常温下水是液体状态，具有流动性?
3.为什么说水对维持生命系统的稳定性十分重要
教师请学生利用提前下发的学具自行组装水分子的结构模型，并利用构建的模型对上述问题进行阐述。
【讲述】现在你能解释上述表格中心脏和血液形态上的区别吗？由于氢键的不稳定性，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水，如血液中的水；一部分与细胞中的其他物质如蛋白质、多糖相结合，失去流动性和溶解性，叫做结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分，赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性，如心脏中的水。那么自由水和结合水从功能上看有何差异呢？
学生自主学习，思考并讨论问题。
学生利用学具描述水分子的结构和功能。
组织学生进行自主学习和小组讨论，结合模型建构和展示环节，初步建立物质的结构和功能相适应的观念，同时训练学生的团队合作能力和语言表达能力
探究水的功能
1.为什么晒干的小麦种子无法萌发，而浸泡处理的小麦种子却可以萌发?晒干种子与浸泡种子相比，生命活力较高的是哪个?由此你得出什么结论?
2.高温烘烤晒干的小麦种子产生的是什么形式的水?此时的种子无法萌发说明什么问题?种子燃尽后产生的粉末是什么物质?
3.新鲜鸡蛋和变质鸡蛋中的水分别主要以什么状态存在?这说明两者之间的关系是怎样的
4.北方冬小麦在冬天来临前，结合水的比例会上升，你是否能据此推断自由水和结合水的比例与植物抗逆性之间的关系?
教师请学生以抢答的形式回答上述问题，并对回答正确的小组给予一定奖励，在学生回答的基础上归纳自由水和结合水的作用及相互关系。
【讲述】水是如此的重要，生物体的生命活动都离不开水。然而由于环境污染和严重浪费，我国的水资源已日益匮乏(PPT同步展示环境污染和缺水地区的照片)，希望同学们从日常点滴做起，做一个节水、爱水的有心人，不要让“地球上最后一滴水成为人类的眼泪
培养学生的节水意识和环保理念，树立可持续发展的观念
探究无机盐的存在形式和功能
【布置任务】教师PPT展示植物缺磷出现病症的照片、叶绿素分子和血红蛋白分子的局部结构简图、生理盐水的使用说明书以及运动后腿部肌肉抽筋的视频，组织学生阅读书本资料，小组讨论以下问题
为什么缺磷会影响植物的生长发育?缺镁会影响植物的光合作用?为什么人体缺铁会导致贫血?这些事例说明无机盐具有什么功能
2.你觉得无机盐的存在形式是怎样的?大量出汗后为什么会出现肌肉抽摘的症状?人体内缺乏Na＇会引发什么病症?你根据这些事例又能得出什么结论?
3.你知道为什么生理盐水为质量分数0.9％的氯化钠溶液吗?人体剧烈运动后会产生乳酸导致肌肉酸痛，为什么体液的pH却没有因此而明显降低?这两个事例又能说明什么问题？
教师请学生以抢答的形式回答上述问题，并对回答正确的小组给予一定奖励，在学生回答的基础上归纳无机盐的存在形式和作用。
【小结】细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。水和无机盐与其他物质一起，共同承担起组建细胞结构和维系细胞功能的任务保证了细胞各项生命活动的正常进行。
学生自主学习书本资料，思考并讨论教师提出的问题，进行交流
小组合作探究， 熟悉资料分析的基本思路和方法，探讨、阐释生命现象及规律。在探究中，乐于并善于团队合作，在此基础上归纳形成概念。
四、评价
“细胞中的无机物”这一节是从元素到组成细胞化合物间的过渡，为之后“组成细胞的有机物”的学习做好铺垫。本案例的教学，教学目标设置合理，围绕教学目标的达成，展开了形式多样而富有成效的教学活动，实现了对学生深度学习的有效引导，帮助学生纠正前概念的偏差，建构了科学概念，逐步形成“结构与功能相适应”的观念，体现了发展学生生物学核心素养的课程理念。
1.创设多元化问题情境，巧妙突破教学难点
本节课的主要目标是让学生认识水和无机盐参与了细胞组成。虽然教学内容简单明了，但学生对于氢键等知识比较陌生，特别是氢键与水分子结构与功能的关系，往往因缺乏直观感受而显得比较抽象。教学中，教师抓住了学习者的心理，运用表格、图文资料和微视频等多种手段创设了多元化的间题情境，较好地突破了教学难点，也帮助学生建构了相关科学概念。
2.建构水分子的物理模型，助推“结构与功能观”的初步确立
本案例中，教师通过视频创设问题情境，引导学生感受水、无机盐与细胞生命活动之间的关系，然后通过分析表格数据，比较不同生物体和同一生物不同器官的含水量，进而关注水的不同存在形式。再从水的分子结构出发，尤其是分析水的极性特点以及氢键的理化性质，帮助学生从本质上理解水的各种特性。教师引导学生利用学具构建水分子的物理模型，使得微观的分子结构显性化，并将其与水的功能特点相结合，帮助学生逐步建立起“物质的结构决定功能”的生命观念。
3.注重科学探究，提升学生的科学思维品质
本节课的难点是比较自由水和结合水的作用、归纳并概括无机盐的功能。在突破这些难点的时候，教师围绕知识点设置丰富有趣的问题情境，学生结合自身的生活经验，积极讨论，科学探究，逐步形成了正确的结论。在小组探究活动过程中，教师循循善诱，启发学生的思维，并组织成员之间的有效交流，发展了学生的科学探究能力。学生基于生物学事实和证据，运用归纳与概括、演绎与推理、批判性思维等方法，探讨、阐释与水和无机盐相关的生命现象及规律，发展了学生的科学思维。
4.倡导“真实生活中的科学”学习，提升学生的社会责任感
在本节课中，既有对节水环保理念的宣传，也有对“水资源缺乏”这一社会性议题的反映旨在提升学生的社会责任感，鉴别并自觉地抵制不良的生活习惯，并能科学合理地决策生活，形成绿色环保的“绿色生活”方式。在多个教学环节，教师都采用学生自主学习和小组讨论相结合的方式，重在凸显学生合作与交流的重要性，并培养学生分析资料得出结论，以及运用生物学专业术语表达观点的能力。教学中，若能结合有关概念的建构过程，开展形式更多样的探究实践活动，则能起到更好的教学效果。
v
上一条：协同进化与生物多样性的形成 下一条：细胞中的元素和化合物
【关闭】
