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摘要 运用资料分析，实验探究，角色扮演等教学手段，使学生深刻体会细胞膜的成分和功能，认同细胞膜作为系统边界对于细胞这个生命系统的重要意义。
关键词 细胞膜 角色扮演 实验探究 教学设计
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1教材分析
“细胞膜——系统的边界”一节是人教版高中生物教材《必修1.分子与细胞》第三章第一节的内容，主要讲述了细胞膜的成分和功能以及细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。本节的教学重点是细胞膜的成分和功能，教学难点是用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。
本节内容是在学生全面了解组成细胞的化合物及其作用的基础上，探讨细胞膜如何将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为独立的生命系统。所以本节课在引导学生用系统的观点来认识细胞上具有重要的意义，同时也为学习第四章“细胞的物质输入和输出”奠定基础，具有承上启下的作用。
2教学目标
（1）知识目标：简述细胞膜的成分；举例说明细胞膜的功能。
（2）能力目标：体验制备细胞膜的方法；通过设计和分析实验，培养合作探究能力。
（3）情感、态度与价值观目标：认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义；通过各种实验设计，培养积极实践、勇于创新的科学态度。
3教学过程
3.1观看视频，实验感知，问题导入新课
教师播放钓鱼岛、南沙群岛相关视频，并提出问题：边界对于一个国家而言是至关重要的，作为最基本生命系统的细胞有没有边界呢？
学生将新鲜的鸡蛋打入培养皿进行观察。教师提出问题：鸡的卵细胞是鸡蛋的哪一部分？卵细胞有没有自己的界限呢？学生用牙签粗端轻轻触碰进行感知并回答。教师追问：这个卵细胞的界限是什么？它是由什么组成的？又有什么样的功能呢？
设计意图：教师利用时事视频，使学生认识系统边界的重要性；通过形象直观的实验操作，引导学生初步感知细胞膜的存在，激发学生深入探究问题的兴趣。
3.2结合生活经验.体验制备细胞膜的方法
教师首先展示不同种类细胞的图片，学生自主选择制备细胞膜的实验材料，并分析各种实施材料的特點；然后利用抗洪战士发胀的脚的图片以及红细胞在不同浓度溶液中的形态变化图片，引导学生总结出细胞吸水胀破的实验原理。
在学生掌握实验材料和实验原理后，教师播放课前兴趣小组所做实验视频，并提出问题：①红细胞稀释液用什么稀释？稀释的目的是什么？②如何制作红细胞临时装片？如何预防气泡的产生？③如何用高倍镜观察装片？④如何操作使红细胞吸水胀破？
观看视频后，每6名学生组成一个小组，进行合作讨论。每个小组派代表展示答案，其他小组进行点评补充。教师总结后介绍离心机工作原理，引导学生得出制备较纯细胞膜的方法。
设计意图：利用身边感人实例使学生轻松掌握实验原理，并及时对前面所学显微镜使用相关知识进行了复习。
3.3分析资料，总结细胞膜的成分
教师多媒体展示科学家探索细胞膜化学成分的相关资料：
资料一：1859年，欧文顿选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究，发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
资料二：科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。
资料三：不同细胞膜化学成分含量图（图1）。
教师提出问题：①通过资料一和资料二展示的实验现象，能得出什么结论？②资料三说明细胞膜的成分包括哪些化合物？它们分别占的比例大约是多少？③请根据前面所学的知识，推测这几种成分在细胞膜行使功能时所起的重要作用。
小组合作讨论，展示答案。教师进行评价总结并明确：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
设计意图：对上述资料的分析和推理不仅使学生掌握细胞膜的成分这一知识点，还培养了学生提取关键信息，解决问题的自主学习能力。
3.4实验操作，角色扮演，体验细胞膜的功能
教师利用简单的实验操作和亲身参与的角色扮演，使学生深刻理解细胞膜的三种主要功能。
（1）活动一：观察体验。学生用牙签尖端刺破鸡蛋里面的细胞膜，观察现象。教师提出问题：你观察到了什么现象？这说明细胞膜具有怎样的功能？学生回答后，教师引导学生修正答案，并指出膜的出现在生命起源过程中所起的重要作用。
（2）活动二：实验操作。学生分组实验。学生取2个烧杯，分别加入50mL的清水和体积分数为8%的盐酸，然后将等量的新鲜玫瑰花瓣分别浸入两个烧杯中，观察实验现象。教师提出问题：两个烧杯中分别发生了怎样的颜色变化？除了盐酸处理，还有其他方法可以使花瓣中的色素渗出吗？这些方法有什么共同点？该现象说明细胞膜具有怎样的功能？实验后小组讨论自主总结，教师引导学生修正并完善答案。
（3）活动三：角色扮演。教师首先提出问题：假如每位同学是一个独立的细胞，想要完成一项生命活动，需不需要与其他细胞进行信息交流？信息交流的方式有哪些？这些方式都依赖细胞的哪些结构？然后每6名学生为一个小组进行角色扮演，其中一名学生作为导演，其他学生分别扮演细胞、激素、受体、胞间连丝等角色，小组合作探究细胞间的信息交流方式及细胞膜在这些过程中所起的作用。
小组合作讨论完成后，选出3个小组进行表演，每个角色阐明在细胞信息交流过程中所进行的生理活动。教师根据学生的表演情况进行评价总结，引导学生联系自身在日常生活中与人交流的方式去理解细胞间的信息交流。
设计意图：学生自己动手进行实验操作，观察实验现象并以角色扮演的形式模拟细胞间信息交流的方式，能够更加深刻地理解细胞膜的功能。
3.5课堂总结，应用提升
学生以细胞膜的成分和功能为中心，利用概念图的形式自主构建本节课的知识网络。教师列举生活中实例：①在医院检查癌症的验血报告单上发现细胞癌变过程中，细胞膜的成分会发生怎样的改变？②为什么糖醋蒜会又甜又酸？③鲤鱼的精子和青蛙的卵都排到水中，为什么不会受精？学生对这些实例进行分析思考并回答。
设计意图：引导学生对知识进行自主梳理，通过对生活实例的分析和思考，进一步促进学生课本知识向应用能力的转化。
4教学反思
本节课以热点时事切入，从感受细胞膜存在的小实验出发，运用资料分析、实验探究、角色扮演等教学手段，使学生直观地体会细胞膜的成分和功能，认同细胞膜作为系统边界对于细胞这个生命系统的重要意义。整个教学过程充分体现新课程的“提高生物科学素养、倡导探究性学习、面向全体学生、注重与生活的联系”的4个基本理念，切实对学生在“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”3个方面进行提高。
关键词 细胞膜 角色扮演 实验探究 教学设计
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1教材分析
“细胞膜——系统的边界”一节是人教版高中生物教材《必修1.分子与细胞》第三章第一节的内容，主要讲述了细胞膜的成分和功能以及细胞膜对于细胞这个生命系统的重要意义。本节的教学重点是细胞膜的成分和功能，教学难点是用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。
本节内容是在学生全面了解组成细胞的化合物及其作用的基础上，探讨细胞膜如何将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为独立的生命系统。所以本节课在引导学生用系统的观点来认识细胞上具有重要的意义，同时也为学习第四章“细胞的物质输入和输出”奠定基础，具有承上启下的作用。
2教学目标
（1）知识目标：简述细胞膜的成分；举例说明细胞膜的功能。
（2）能力目标：体验制备细胞膜的方法；通过设计和分析实验，培养合作探究能力。
（3）情感、态度与价值观目标：认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这个生命系统的重要意义；通过各种实验设计，培养积极实践、勇于创新的科学态度。
3教学过程
3.1观看视频，实验感知，问题导入新课
教师播放钓鱼岛、南沙群岛相关视频，并提出问题：边界对于一个国家而言是至关重要的，作为最基本生命系统的细胞有没有边界呢？
学生将新鲜的鸡蛋打入培养皿进行观察。教师提出问题：鸡的卵细胞是鸡蛋的哪一部分？卵细胞有没有自己的界限呢？学生用牙签粗端轻轻触碰进行感知并回答。教师追问：这个卵细胞的界限是什么？它是由什么组成的？又有什么样的功能呢？
设计意图：教师利用时事视频，使学生认识系统边界的重要性；通过形象直观的实验操作，引导学生初步感知细胞膜的存在，激发学生深入探究问题的兴趣。
3.2结合生活经验.体验制备细胞膜的方法
教师首先展示不同种类细胞的图片，学生自主选择制备细胞膜的实验材料，并分析各种实施材料的特點；然后利用抗洪战士发胀的脚的图片以及红细胞在不同浓度溶液中的形态变化图片，引导学生总结出细胞吸水胀破的实验原理。
在学生掌握实验材料和实验原理后，教师播放课前兴趣小组所做实验视频，并提出问题：①红细胞稀释液用什么稀释？稀释的目的是什么？②如何制作红细胞临时装片？如何预防气泡的产生？③如何用高倍镜观察装片？④如何操作使红细胞吸水胀破？
观看视频后，每6名学生组成一个小组，进行合作讨论。每个小组派代表展示答案，其他小组进行点评补充。教师总结后介绍离心机工作原理，引导学生得出制备较纯细胞膜的方法。
设计意图：利用身边感人实例使学生轻松掌握实验原理，并及时对前面所学显微镜使用相关知识进行了复习。
3.3分析资料，总结细胞膜的成分
教师多媒体展示科学家探索细胞膜化学成分的相关资料：
资料一：1859年，欧文顿选用500多种化学物质对动物细胞膜的通透性进行了上万次的研究，发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。
资料二：科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质）。
资料三：不同细胞膜化学成分含量图（图1）。
教师提出问题：①通过资料一和资料二展示的实验现象，能得出什么结论？②资料三说明细胞膜的成分包括哪些化合物？它们分别占的比例大约是多少？③请根据前面所学的知识，推测这几种成分在细胞膜行使功能时所起的重要作用。
小组合作讨论，展示答案。教师进行评价总结并明确：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
设计意图：对上述资料的分析和推理不仅使学生掌握细胞膜的成分这一知识点，还培养了学生提取关键信息，解决问题的自主学习能力。
3.4实验操作，角色扮演，体验细胞膜的功能
教师利用简单的实验操作和亲身参与的角色扮演，使学生深刻理解细胞膜的三种主要功能。
（1）活动一：观察体验。学生用牙签尖端刺破鸡蛋里面的细胞膜，观察现象。教师提出问题：你观察到了什么现象？这说明细胞膜具有怎样的功能？学生回答后，教师引导学生修正答案，并指出膜的出现在生命起源过程中所起的重要作用。
（2）活动二：实验操作。学生分组实验。学生取2个烧杯，分别加入50mL的清水和体积分数为8%的盐酸，然后将等量的新鲜玫瑰花瓣分别浸入两个烧杯中，观察实验现象。教师提出问题：两个烧杯中分别发生了怎样的颜色变化？除了盐酸处理，还有其他方法可以使花瓣中的色素渗出吗？这些方法有什么共同点？该现象说明细胞膜具有怎样的功能？实验后小组讨论自主总结，教师引导学生修正并完善答案。
（3）活动三：角色扮演。教师首先提出问题：假如每位同学是一个独立的细胞，想要完成一项生命活动，需不需要与其他细胞进行信息交流？信息交流的方式有哪些？这些方式都依赖细胞的哪些结构？然后每6名学生为一个小组进行角色扮演，其中一名学生作为导演，其他学生分别扮演细胞、激素、受体、胞间连丝等角色，小组合作探究细胞间的信息交流方式及细胞膜在这些过程中所起的作用。
小组合作讨论完成后，选出3个小组进行表演，每个角色阐明在细胞信息交流过程中所进行的生理活动。教师根据学生的表演情况进行评价总结，引导学生联系自身在日常生活中与人交流的方式去理解细胞间的信息交流。
设计意图：学生自己动手进行实验操作，观察实验现象并以角色扮演的形式模拟细胞间信息交流的方式，能够更加深刻地理解细胞膜的功能。
3.5课堂总结，应用提升
学生以细胞膜的成分和功能为中心，利用概念图的形式自主构建本节课的知识网络。教师列举生活中实例：①在医院检查癌症的验血报告单上发现细胞癌变过程中，细胞膜的成分会发生怎样的改变？②为什么糖醋蒜会又甜又酸？③鲤鱼的精子和青蛙的卵都排到水中，为什么不会受精？学生对这些实例进行分析思考并回答。
设计意图：引导学生对知识进行自主梳理，通过对生活实例的分析和思考，进一步促进学生课本知识向应用能力的转化。
4教学反思
本节课以热点时事切入，从感受细胞膜存在的小实验出发，运用资料分析、实验探究、角色扮演等教学手段，使学生直观地体会细胞膜的成分和功能，认同细胞膜作为系统边界对于细胞这个生命系统的重要意义。整个教学过程充分体现新课程的“提高生物科学素养、倡导探究性学习、面向全体学生、注重与生活的联系”的4个基本理念，切实对学生在“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”3个方面进行提高。