資源簡介

第二章 組成細胞的分子
第2節 細胞中的無機物
一、教學目標的確定
根據《生物學課程標準》的內容要求，學生在學完“細胞中的無機物”一節后，能“指出水大約占細胞重量的23，以自由水和結合水的形式存在，賦了細胞許多特性，在生命中具有重要作用;舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少，但與生命活動密切相關”。對應的學業要求是:從結構和功能相適應這一視角，解釋水和無機鹽參與細胞組成，在生命活動中具有重要作用。課標要求在教學過程中要組織好各種觀察、實驗等探究性學習活動，幫助學生增加感性認識;克服對微觀結構認識的困難，結合化學和物理學知識以及學生的生活經驗，突破學習難點。因此，將本節課的教學目標設定為以下內容。
1.通過分析水的分子結構，能從結構與功能相適應的視角說明水在細胞中的存在形式和作用；認同水在生命活動中具有重要作用。
2.通過分析資料、思考與討論，能舉例說出無機鹽在細胞中的存在形式和主要作用。
二、教學設計思路
從結構與功能相適應的角度，解釋細胞中水分子的功能和特性，從微觀層面上，更深入地理解生命的本質，是本節課的設計思路之一。水和無機鹽與學生的日常生活聯系密切，通過設計生活情境，以小組的形式進行合作學習，對其進行科學分析、歸納形成概念，更有利于學生發展科學思維，落實教學目標。在學習過程中滲透節水環保理念和健康生活意識，形成珍愛生命、人與自然和諧共處的觀念，也是對學生社會責任感的培養。
(
設計意圖
) (
教學內容
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教學環節
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感悟水與生命之間的聯系，并引入課題
) (
觀看影像資料，思考并回答問題。
) (
情境引入
)
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激發學習欲望，發展歸納與概括等思維能力
) (
分析表格數據，總結歸納水在不同生物和同一生物不同組織器官中的含量差別
) (
歸納水的含量
)
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自主學習教材第
20
頁內容，小組討論并回答問題，理解氫鍵的化學性質和功能特點。
)
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分析資料并構建物理模型，以便從水的分子結構視角理解它所承擔重要功能的基礎。
) (
構建水分子的結構模型
)
(
構建水分子的球棍模型，利用模型描述水的結構特點。
)
(
歸納并比較水的功能特點，發展科學思維能力，提升學生的社會責任意識。
) (
小組思考并討論問題，從生物學角度解釋日常生活中常見的生命現象，展示交流討論結果，歸納水的功能特點。
) (
歸納水的功能
)
(
分析資料并小組
討論問題，展示交流討論結果，歸納無機鹽的存在形式和功能。
)
(
基于資料，運用歸納與概括的思維方法，總結無機鹽的存在形式與功能。
) (
歸納無機鹽的存在形式和功能
)
三、教學實施的程序
學習階段 教師活動 學生活動 設計意圖
播放視頻
導入新課
【視頻播放】教師播放某運動飲料介紹的視頻并展示運動員所喝飲料的成分表，引導學生思考:我們喝飲料主要是給身體補水。水在細胞中起什么作用 表中哪些成分是無機鹽 為什么要在運動員喝的飲料中添加無機鹽 無機鹽在細胞的生命活動中又起什么作用？ 【講述】這節課我們一起學習細胞中的水和無機鹽。 學生觀看視頻，結合自身生活經驗和知識基礎，討論并回答問題
借助影像資料，感悟水和無機鹽與細胞生命活動之間的密
切關系，明確本節課的學習主題
探究水的含量 【布置任務】教師請學生分析圖標中數據并回答問題。 不同生物體的含水量是否相同？水生和陸生生物相比，那種生物體的含水量高？ 生物水母魚類蛙哺乳動物藻類含水質量/%9780~85786590
同一生物體不同的組織器官，含水量是否相同？能否根據你的腿短將表中的組織器官按含水量由多到少進行排序？ 組織器官牙齒骨髓骨骼肌心臟血液含水質量/%
教師在總結學生回答的基礎上公布表格中的數據。 【講述】心臟和血液含水量相近，但是形態差異非常大。這是什么原因呢？我們不妨從微觀角度來看看水的分子組成。 學生分析表格數據，得出結論。 學生合理假設并通過數據驗證假設，同時思考水的結構和形態間的關系。 通過分析和整理數據，培養學生的邏輯思維能力，同時合 理設疑，激發學生進一步探究的欲望。
探究水的結構 【布置任務】學生自主學習書本內容后，以小組為單位討論以下問題。 1.水分子中H、O原子的結合方式和帶電情況如何 為什么說水是一種良好的溶劑。 2.水分子的氫鍵是怎樣形成的 為什么在常溫下水是液體狀態，具有流動性 3.為什么說水對維持生命系統的穩定性十分重要 教師請學生利用提前下發的學具自行組裝水分子的結構模型，并利用構建的模型對上述問題進行闡述。 【講述】現在你能解釋上述表格中心臟和血液形態上的區別嗎？由于氫鍵的不穩定性，絕大部分的水呈游離狀態，可以自由流動，叫作自由水，如血液中的水；一部分與細胞中的其他物質如蛋白質、多糖相結合，失去流動性和溶解性，叫做結合水。結合水是細胞結構的重要組成成分，賦予各種組織、器官一定形狀、硬度和彈性，如心臟中的水。那么自由水和結合水從功能上看有何差異呢？ 學生自主學習，思考并討論問題。 學生利用學具描述水分子的結構和功能。 組織學生進行自主學習和小組討論，結合模型建構和展示環節，初步建立物質的結構和功能相適應的觀念，同時訓練學生的團隊合作能力和語言表達能力
探究水的功能 1.為什么曬干的小麥種子無法萌發，而浸泡處理的小麥種子卻可以萌發 曬干種子與浸泡種子相比，生命活力較高的是哪個 由此你得出什么結論 2.高溫烘烤曬干的小麥種子產生的是什么形式的水 此時的種子無法萌發說明什么問題 種子燃盡后產生的粉末是什么物質 3.新鮮雞蛋和變質雞蛋中的水分別主要以什么狀態存在 這說明兩者之間的關系是怎樣的 4.北方冬小麥在冬天來臨前，結合水的比例會上升，你是否能據此推斷自由水和結合水的比例與植物抗逆性之間的關系 教師請學生以搶答的形式回答上述問題，并對回答正確的小組給予一定獎勵，在學生回答的基礎上歸納自由水和結合水的作用及相互關系。 【講述】水是如此的重要，生物體的生命活動都離不開水。然而由于環境污染和嚴重浪費，我國的水資源已日益匱乏(PPT同步展示環境污染和缺水地區的照片)，希望同學們從日常點滴做起，做一個節水、愛水的有心人，不要讓“地球上最后一滴水成為人類的眼淚 培養學生的節水意識和環保理念，樹立可持續發展的觀念
探究無機鹽的存在形式和功能 【布置任務】教師PPT展示植物缺磷出現病癥的照片、葉綠素分子和血紅蛋白分子的局部結構簡圖、生理鹽水的使用說明書以及運動后腿部肌肉抽筋的視頻，組織學生閱讀書本資料，小組討論以下問題 為什么缺磷會影響植物的生長發育 缺鎂會影響植物的光合作用 為什么人體缺鐵會導致貧血 這些事例說明無機鹽具有什么功能 2.你覺得無機鹽的存在形式是怎樣的 大量出汗后為什么會出現肌肉抽摘的癥狀 人體內缺乏Na＇會引發什么病癥 你根據這些事例又能得出什么結論 3.你知道為什么生理鹽水為質量分數0.9％的氯化鈉溶液嗎 人體劇烈運動后會產生乳酸導致肌肉酸痛，為什么體液的pH卻沒有因此而明顯降低 這兩個事例又能說明什么問題？ 教師請學生以搶答的形式回答上述問題，并對回答正確的小組給予一定獎勵，在學生回答的基礎上歸納無機鹽的存在形式和作用。 【小結】細胞是多種元素和化合物構成的生命系統。水和無機鹽與其他物質一起，共同承擔起組建細胞結構和維系細胞功能的任務保證了細胞各項生命活動的正常進行。 學生自主學習書本資料，思考并討論教師提出的問題，進行交流 小組合作探究， 熟悉資料分析的基本思路和方法，探討、闡釋生命現象及規律。在探究中，樂于并善于團隊合作，在此基礎上歸納形成概念。
四、評價
“細胞中的無機物”這一節是從元素到組成細胞化合物間的過渡，為之后“組成細胞的有機物”的學習做好鋪墊。本案例的教學，教學目標設置合理，圍繞教學目標的達成，展開了形式多樣而富有成效的教學活動，實現了對學生深度學習的有效引導，幫助學生糾正前概念的偏差，建構了科學概念，逐步形成“結構與功能相適應”的觀念，體現了發展學生生物學核心素養的課程理念。
1.創設多元化問題情境，巧妙突破教學難點
本節課的主要目標是讓學生認識水和無機鹽參與了細胞組成。雖然教學內容簡單明了，但學生對于氫鍵等知識比較陌生，特別是氫鍵與水分子結構與功能的關系，往往因缺乏直觀感受而顯得比較抽象。教學中，教師抓住了學習者的心理，運用表格、圖文資料和微視頻等多種手段創設了多元化的間題情境，較好地突破了教學難點，也幫助學生建構了相關科學概念。
2.建構水分子的物理模型，助推“結構與功能觀”的初步確立
本案例中，教師通過視頻創設問題情境，引導學生感受水、無機鹽與細胞生命活動之間的關系，然后通過分析表格數據，比較不同生物體和同一生物不同器官的含水量，進而關注水的不同存在形式。再從水的分子結構出發，尤其是分析水的極性特點以及氫鍵的理化性質，幫助學生從本質上理解水的各種特性。教師引導學生利用學具構建水分子的物理模型，使得微觀的分子結構顯性化，并將其與水的功能特點相結合，幫助學生逐步建立起“物質的結構決定功能”的生命觀念。
3.注重科學探究，提升學生的科學思維品質
本節課的難點是比較自由水和結合水的作用、歸納并概括無機鹽的功能。在突破這些難點的時候，教師圍繞知識點設置豐富有趣的問題情境，學生結合自身的生活經驗，積極討論，科學探究，逐步形成了正確的結論。在小組探究活動過程中，教師循循善誘，啟發學生的思維，并組織成員之間的有效交流，發展了學生的科學探究能力。學生基于生物學事實和證據，運用歸納與概括、演繹與推理、批判性思維等方法，探討、闡釋與水和無機鹽相關的生命現象及規律，發展了學生的科學思維。
4.倡導“真實生活中的科學”學習，提升學生的社會責任感
在本節課中，既有對節水環保理念的宣傳，也有對“水資源缺乏”這一社會性議題的反映旨在提升學生的社會責任感，鑒別并自覺地抵制不良的生活習慣，并能科學合理地決策生活，形成綠色環保的“綠色生活”方式。在多個教學環節，教師都采用學生自主學習和小組討論相結合的方式，重在凸顯學生合作與交流的重要性，并培養學生分析資料得出結論，以及運用生物學專業術語表達觀點的能力。教學中，若能結合有關概念的建構過程，開展形式更多樣的探究實踐活動，則能起到更好的教學效果。

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