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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
2、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3. 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 Na
3、OH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
4、而反映细胞物质运输的效率。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： 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
5、成本，无腐蚀性，降低实验风险，保护 实验者。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 15 g ；蒸馏水 500 mL；碘 5 g ）、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 1 cm、2 cm、 3 cm 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 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
6、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）20 min 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 1 cm、2 cm、 3 cm 的小块。 （ 2）将豆腐块放入红墨水中 20 min 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
7、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：马铃薯块边表面积体积（ cm3）相对表物质扩散的深度物质扩散的体积 / 整个马铃长(cm)22(cm2)a 23 a面积( cm) b薯块的体积a时间 10min3 3 3a3-(a-2b) 3/a 316160.10.488224830.10.2713542720.10.187表 2：马铃薯块边表面积体积（ cm3）相对表物质扩散的深度物质扩散的体积 / 整个马铃长(cm)22(cm2)a 23
8、 a面积( cm) b薯块的体积a时间 20min3 3 3 a -(a-2b) /a16160.20.784224830.20.4883542720.20.349表 3：豆腐块边表面积体积（ cm3）相对表物质扩散的深度物质扩散的体积 / 整个豆长(cm)22(cm2)a 23 a面积( cm) b腐块的体积a时间 10min3 3 3 a -(a-2b) /a16160.120.561224830.120.3193542720.120.221表 4：马铃薯块边表面积体积（ cm3）相对表物质扩散的深度物质扩散的体积 / 整个马铃长(cm)22(cm2)a 23 a面积( cm) b薯块的体
9、积a时间 20mina3-(a-2b) 3/a 316160.220.824224830.220.5253542720.220.379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，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.
10、 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！