徐斗霞 胡选萍 郭文川 何萍

摘要：为了激发学生的学习兴趣，提高学习效率，教师通过各项演示，引导学生进行科学探究，探索归纳出物质跨膜运输的方式特点、影响因素、实例。

关键词：高中生物；跨膜运输；科学探究；演示技能

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）41-0163-02

一、设计理念

本节教学主要运用科学探究的方法，其一联系实际以高原反应创设情境，导入课题；其二顺着情境提示学生梳理出被动运输的两种方式，进而与主动运输建立联系；其三引导学生沿着提出问题—作出假设—推理验证—得出结论的思维链探索出关于主动运输的新知，其四全程贯穿类比模型的演示，帮助学生归纳总结出主动运输与被动运输的异同；其五通过本节课的学习，思维迁移，培养学生努力奋斗、交流合作的思维意识。整个过程以演示技能为主，使学生“观察，描述，比较，概括，分析，解读图表”等技能得到锻炼。

二、教材分析

“物质跨膜运输的方式”是人教版高中生物必修一《分子与细胞》模块第4章第3节的内容；以生物膜的流动镶嵌模型为基础，同时为后续细胞代谢及物质交换的学习做了铺垫，在教学中具有承上启下的作用。

三、学情分析

该内容针对的是高一学生，在学习本节之前，学生已经学习了细胞膜的流动性和选择透过性，利用学生已有认知，渗透结构决定功能，引导学生做进一步探究。由于知识内容较抽象，故通过动画、视频、模型、动作等增强学生的感性认识，并将理论原理与生活实际相联系，达到情感希冀、深化主题的目的。

四、教学目标

知识目标：说明各种物质跨膜运输的方式特点与实例。

能力目标：通过对主动运输原理与特点的探索，增强学生推理探究和归纳总结的能力。

情感目标：对主动运输原理深入认识的基础上，启发学生思考主动运输对生命活动的独特意义，感悟物质主动选择与生命活动之间的逻辑关联，引导学生在学习中积极进取，交流合作，增强主动性。

五、教学重点和难点

重点：主动运输的特点与实例

难点：主动运输与被动运输的异同

六、教具准备

多媒体课件，自制演示模型（斜坡面、乒乓球、橡皮擦、模型小车）。

七、教学过程

1.创设情境，导入新课学习。PPT展示青藏高原的美景，教师提问：为什么大部分人去到那里，会产生头痛、恶心甚至晕厥等高原反应？有人说缺氧，那氧气究竟是如何跨膜转运的？人体内的其他物质又是怎样进出细胞的？

设计意图：紧密联系生活经验，通过静态图片展示引发学生对生活问题思考，结合动态生理过程分析，激发学生对物质跨膜运输的好奇心，同时借助声调与神情的变化，引起学生的高度注意，主动思考，思维定向，与课题建立逻辑关联，引出教学片段主题。

2.动画演示，归纳被动运输。

【展示动画1】氧气进入肺泡细胞的过程。

【引导观察】氧气是如何通过细胞膜的？运输的过程中有没有借助载体蛋白？学生观察回答后，教师对学生的回答做补充。

【分析小結】像这样，分子由于碰撞从高浓度一侧向低浓度一侧转运，不需要载体，不消耗能量，通过简单的扩散作用进出细胞，叫作自由扩散。

【模型演示1】斜坡由高到低代表顺浓度梯度，斜坡的陡峭程度代表浓度差，乒乓球代表氧气，正常情况下，乒乓球快速顺滑而下，但高原空气稀薄氧气不足，浓度差变小即斜坡变缓，此时乒乓球下滑变慢，导致组织供氧不足，代谢紊乱，产生高原反应。教师顺势提问：那大家由此思考影响自由扩散的因素是什么？学生结合模型分析答：浓度差。

【衔接过渡】高原旅行不仅要注重氧气的供应，还要注意能源的补充，葡萄糖作为最主要的能源物质，它是如何进入红细胞，随血液循环被运输到全身的？

【展示动画2】葡萄糖进入红细胞的过程。

【启发提疑】观察葡萄糖跨膜运输的方向是怎样的？它和自由扩散相比有什么不同之处？

【点拨小结】由高浓度到低浓度，需要载体蛋白协助，不消耗能量，这种运输方式称为协助扩散。

【模型演示2】对于不能直接穿过细胞膜的物质，可以借助一个载体，完成运输。但是一车一物拒绝超载，当小车数量达到饱和时，运输速率也达到最大。教师顺势提问：影响协助扩散的因素是什么？学生结合模型分析答：浓度差，载体。

【引导比较】自由扩散与协助扩散有何共同特点？学生回答：都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，都不消耗能量。

【归纳总结】由高浓度向低浓度转运，也叫顺浓度梯度转运，都属于被动运输。

设计意图：通过动态媒体和实物模型演示，将微观的生物学现象及过程变得形象化、具体化、生动化，引导学生仔细观察，深入思考，主动建构，认知不断同化与顺应，思维从具体到抽象，从感性到理性，达到新的认知平衡，同时为能力目标的实现奠定基础。

3.科学探究，突破主动运输。物质能不能逆浓度梯度进行转运呢？学生猜测能，教师点拨这种现象确实存在，比如人体摄食约3小时后小肠上皮细胞内葡萄糖的浓度远远高于细胞外，若旅行途中你没有能源物质可以补充了，那外面这些稀少的葡萄糖如何逆浓度梯度进入小肠上皮细胞呢？

【模型演示3】假如山脚一个货物，它如何逆流而上，到达顶峰？学生回答：用小车载着物体并给它一个外力。

【做出假设】基于问题情境做出假设1：物质逆浓度梯度跨膜转运过程中需要载体协助。假设2：物质逆浓度梯度跨膜转运过程中需要消耗能量。

【事实验证】播放“葡萄糖转运蛋白”的视频。

【得出结论1】物质逆浓度梯度跨膜转运过程中需要载体协助。

【实验验证】图示科研人员离体培养小肠上皮细胞，葡萄糖吸收速率与能量的关系的实验结果图。

【引导分析】大家发现从原点开始随着能量的增加，葡萄糖吸收速率也在增加，尤其是ac段，那这说明了什么？学生思考回答：葡萄糖逆浓度转运需要能量。教师继续提问：那C点之后能量充裕，葡萄糖吸收速率几乎不变，这又是为什么？

【引导分析】想想现在货物还有，可是没相对应的车了，那即使我给它能量，它能运走吗？学生答：不能，并推理出C点之后就是受到了载体数量及种类的限制。

【得出结论2】物质逆浓度梯度跨膜转运过程中需要消耗能量。

【归纳总结】物质逆浓度梯度运输，需要载体协助，需要消耗能量的运输方式称为主动运输。

【展示动画3】通过动画回顾主动运输的过程，并介绍机体内80%的物质都是以这种方式进行转运的，从而控制了物质的进出，保证了生命活动的正常进行。

设计意图：观看动画，感性与理性相结合，明确物质主动运输的所需要的必备条件，小组合作，共同归纳总结主动运输的概念。思维拓展，理解主动运输对于生命活动的意义。

4.列表比较，巩固迁移。引导学生结合类比模型从运输方向、载体、能量、影响因素、实例等方面对各方式进行列表比较。

设计意图：用形象化的类比推理，进行列表比较，在理论原型与生活模型之间建立逻辑关联，促进思维横向迁移，帮助学生有效进行知识意义建构，认知更加精确，突破教学难点。

5.情感希冀，升华主题。通过比较大家会发现葡萄糖在不同情况下运输方式不同，当它逆浓度转运时既需要载体又消耗能量。其实人生不也是这样吗？要想突破逆境，到达顶峰，就要主动地付出更多的能量与努力，并且学会交流合作、获取帮助，这样才能实现由小目标到大目标的跨越。

参考文献：

[1]刘树华.问题导学法中“问题”的分类及设置——以“物质跨膜运输的方式”为例[J].西藏教育，2016，（11）.

[2]奚红凤.“物质跨膜运输的实例”一节中的实验改进[J].江苏教育学院学报：自然科学版，2013，（05）.