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以“物质跨膜运输的实例”初探类比推理法在课堂教学中的运用

发表时间：2020/7/20 来源：《教学与研究》2020第6期作者：尹仙

[导读] 本文运用类比推理法对本节教学内容和教学过程进行探究教学，以生活中的葱叶“开花”导入本节教学内容的学习，通过实验“渗透作用”分析得到发生渗透作用的条件，运用类比推理法类比到动物细胞和成熟植物细胞的吸水和失水。

云南省曲靖市第二中学尹仙

摘要:本文运用类比推理法对本节教学内容和教学过程进行探究教学，以生活中的葱叶“开花”导入本节教学内容的学习，通过实验“渗透作用”分析得到发生渗透作用的条件，运用类比推理法类比到动物细胞和成熟植物细胞的吸水和失水。通过不断细化探究教学，使学生在获得知识的同时领悟科学探究的一般过程和方法。
关键词 :渗透作用    类比推理法    探究教学
        一、课前思考
        “物质跨膜运输的实例”一节内容重点介绍动植物细胞的吸水和失水实例，引出生物膜是选择透过性膜，为学习细胞膜的流动镶嵌模型和物质跨膜运输的方式奠定基础。教学中利用学生已有的知识并遵循学生的认知规律，通过教师讲解及小组合作探究学习，本节教学目标为：科学思维：学生通过分析渗透装置说出发生渗透作用的条件和机理，运用类比推理法分析动物细胞和成熟植物细胞通过渗透作用吸水或失水，说出动物细胞膜和植物细胞原生质层相当于选择透过性膜；科学探究：掌握细胞吸水或失水的条件，并设计实验进一步探究；社会责任：利用渗透作用原理分析生活现象，指导农业生产。本节内容较抽象，学生理解起来困难，因此本节采用“一人同课多轮”的形式，进行了4节课的实践，课后反思并改进,在教学过程中通过一系列的实验，学生观察并进一步探究，紧密联系生活，既能提高学生学习的兴趣，又能够帮助学生对这些内容形成一定的知识结构。
        二、教学过程
        1. 创设情境，导入新课。
        学生4人学生小组课堂趣味实验：一端切开的葱叶放入清水中“开花”、盐水中则“聚拢”现象，受到了学生的充分关注,引出新课：物质跨膜运输的实例。学生进行实验，有更多真实和直观的感受，吸引了学生的注意力，激发了学生对接下来学习内容的兴趣。
        2. 渗透作用实验演示，分组合作探究。
        教师展示并讲解刚上课时所做的渗透实验装置：（使用有颜色的红糖溶液来演示实验，直观呈现漏斗中液面升高的现象），引导学生得到半透膜的概念，分析半透膜的特点。在此基础上播放模拟动画，引导学生思考渗透装置中液面上升的原因，得出渗透作用的概念。引导学生思考回答：如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会上升吗？如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，漏斗管内的液面还会上升吗？以此作为学历案上的“探究活动一”，学生以4人为小组探究，由小组成员分享自己小组的探究结果和结论,教师在此基础上引导学生总结出渗透作用发生的必需条件是：具有半透膜和半透膜两侧溶液具有浓度差。这样让学生有更多的思考空间，且这两个问题能够碰撞出学生的很多想法，培养了学生的观察、分析、归纳总结和语言表达能力。
        设问：在此渗透装置实验中，从溶液浓度角度分析，水分子的移动方向是怎样的？从水分子数量分析，水分子的移动方向是怎样的？学生独立思考并回答：水分子是从低浓度溶液向高浓度溶液扩散。水分子是从水分子数量多的一侧移动到数量少的一侧。

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        设问：细胞是最基本的生命系统，生命活动离不开水，水是怎样进出细胞的？
        3.动物细胞的吸水和失水。
        学生阅读教材，回忆并观看哺乳动物成熟红细胞图片，引导学生运用类比推理法分析哺乳动物成熟红细胞的吸水和失水，水分可以透过细胞膜进出红细胞，红细胞内的血红蛋白等大分子物质为什么不能透过细胞膜？红细胞的细胞膜是不是相当于一层半透膜？学生独立思考后回答：哺乳动物成熟红细胞的细胞膜相当于一层半透膜，当半透膜两侧溶液（细胞质浓度和外界溶液浓度）具有浓度差时，哺乳动物成熟红细胞吸水或水水。教师引导学生得出：其他动物细胞也是这样吸水和失水，所以说动物细胞膜相当于一层半透膜。并用所学知识来解释生活中的现象，如：吃比较咸的食物、连续嗑多味瓜子后觉得口干舌燥，吃过咸的食物后口渴等。这样培养了学生的阅读能力和小组合作之外独立思考的能力。
设问：动物细胞能发生吸水和失水，植物细胞是否也能发生吸水和失水呢？
举例：前面涉及到的大葱葱叶，新鲜萝卜条放在盐水中会变软，放在清水中会变硬。
        4.探究植物细胞的吸水和失水。
        学生回忆并完成学历案上成熟植物细胞的结构识图，找到原生质层：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。用类比推理法进一步分析成熟植物细胞的吸水和失水情况，成熟植物细胞的细胞质被液泡挤成薄薄的一层，且细胞膜和液泡膜是生物膜，和动物细胞膜一样具有半透性，所以，原生质层相当于半透膜。引导学生思考：若将此植物细胞放在高浓度溶液中，此细胞会发生什么变化？再将此植物细胞放在清水中，又会发生什么变化，若持续吸水呢？以此作为学历案上的“探究活动二”，小组成员分享自己小组的探究结果和结论，运用类比推理法得出：当半透膜两侧的溶液（细胞液浓度和外界溶液浓度）具有浓度差时，成熟的植物细胞通过渗透作用吸水或水水。教师展示实验结果，紫洋葱外表皮细胞失水发生质壁分离及质壁分离的复原，分析发生质壁分离及质壁分离现象的原因。引导学生用所学知识来解释生活中的现象，如：蔬菜浇水、烧苗现象等。所以在农业生产中，需要合理灌溉、施肥。
        设问：水可以通过渗透作用进出细胞，那么其他物质怎样进出细胞？引出物质跨膜运输的其他实例。
        5.物质跨膜运输的其他实例分析。
        引导学生分析教材63页“资料分析”，学生自主阅读提取信息，比较归纳，并完成学历案上的相关练习题，请学生回答学案上所给问题，教师给予点评。最后，教师引导学生总结本节课所学内容并得出：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
        三、反思
        导入部分学生进行大葱葱叶的吸水和失水现象演示实验，提高了学生的学习兴趣；分析渗透装置，得出渗透作用的条件，并运用类比推理法类比到动物细胞和成熟植物细胞的吸水和失水情况的分析，密切联系生活，层层递进，将抽象知识形象化，更好的达成教学目标。但在教学过程中，在“探究活动二”成熟的植物细胞的吸水和失水部分，教师需要在课前引导学生思考相关问题并进行实验，让学生有更多的真实体验，课堂上师生共同讨论并解决效果会更好。
主要参考文献
［1］中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）.北京：人民教育出版社，2003.