实验探究植物细胞的吸水和失水教学设计

—“翻转课堂”在生物实验教学中的应用

湖北省武汉市第六高级中学 洪艳平

一、教材分析

高中生物必修1《分子与细胞》（人教版）第四章第一节：物质跨膜运输的实例，核心内容是“探究植物细胞的吸水和失水实验”。本章三节内容之间存在较强的逻辑关系。

表《分子与细胞》（人教版）第四章三节内容之间的逻辑关系 标题 第一节 物质跨膜运输的实例 通过探究实验及相关实例说明细胞膜和其他生物膜具有选择透过性 为什么细胞膜具有选择透过性这与细胞膜的结构有关 第二节 生物膜的流动镶嵌模型 细胞膜研究的科学史，细胞膜的流动镶嵌模型 细胞膜的结构是怎样的，结构上具有什么特点 第三节 物质跨膜运输的方式 物质跨膜运输的不同方式及其特点 物质跨膜运输的方式都一样吗与细胞膜的哪些结构有关 主要内容 逻辑关系 本节内容是在第三章“细胞的基本结构”基础上对细胞膜、液泡等细胞结构的功能进行深入的再学习，据上表逻辑关系一栏可看出根据结构决定功能的原理，本节内容的学习很好地引出了第二节“生物膜的流动镶嵌模型”，同时也为第三节“物质跨膜运输的方式”做好了铺垫，起到承上启下的作用。

本节内容的核心就是实验“探究植物细胞吸水和失水”，该实验是学生在高中阶段的第一个探究活动，在引导学生发现问题、分析问题、设计实验、解决问题等方面具有不可替代的作用，着重点在于培养学生的能力。

二、学情分析

已具备：

1.知识：知道细胞生命活动需要水，红细胞在清水中会吸水涨破，细胞膜能够控制物质的进出，动植物

细胞的基本结构，渗透作用发生的条件。

2.能力：光学显微镜的使用，临时装片的制作。

3.生活经验：见过一些植物吸水和失水现象，腌制蔬菜渗出水分等生活常识。

不具备的知识和能力：植物细胞与渗透装置的异同点，植物细胞吸水和失水在微观上的表现，数码显微系统的操作能力欠缺

优势：对实验有着浓厚的兴趣，思维活跃，敢于质疑，有一定的科学精神和科学态度。

三、教学目标

知识目标：举例说出植物细胞的原生质层是选择透过性膜，相当于半透膜；说出植物细胞发生质壁分离与复原的原理和条件。

能力目标：尝试提出问题，作出假设；进行实验设计和操作；运用细胞吸水和失水原理解释有关生产生活现象。

情感态度与价值观：培养学生质疑的科学精神，合作互助的能力。

四、教学重难点

重点：用不同的实验材料、实验试剂探究植物细胞的吸水和失水 难点：尝试提出问题，作出假设

五、设计思路与教学方法

本实验是学生在高中阶段的第一个探究活动，盲目开展探究活动达不到预期的教学目标。传统生物实验教学又具有诸多的不足之处，无法满足当前教学改革的需求。针对学生自主学习能力薄弱，合作探究能力不足等问题，本节内容采用“翻转课堂”教学，能增强学生学习的自主性，学生能有效地掌控学习，体现了“学生为中心”的基本思想，同时又能为探究活动的顺利开展做好准备。

六、教学过程 教学流程 教学内容 教师活动 提供本节核心内容的“微视频”和学习任务单 学习任务单为学生提供学习指向，并请学生自学后对学习情况进行自评 “微视频”包括原生质层概念的提出，参考案例模拟实验等内容 学生活动 教学意图 课前 自主学习 信息传递 在家通过观看微视频结合教材进行自主学习 填写学习任务单，确定知识掌握程度 开发学生的自主学习能力 培养独立思考的学习习惯 确定学习目标 课中 自学反馈 问题聚焦 请同学就自主学习情况进行交流，引导学生总结： 学到了什么 问题是什么 自主学习情况进行交流 学到了： 1． 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 2． 因为植物细胞细胞液的浓度与外界溶液存在浓度差所以会引起植物吸水或失水 3． 植物细胞失水和吸水在微观上表现为质壁分离和复原 提出问题： 1. 实验材料的选择可否是其他有颜色的植物细胞（如：苔藓叶片，黑藻）或者是无色的植物细胞确定已知，明确未知 开放视角，勇于质疑 课中 （如洋葱鳞片叶内表皮细胞） 2. 在KNO3溶液中植物细胞是否真的先失水后吸水，原因是什么还有别的溶液发生类似的现象吗 据疑选组 作出假设 引导学生就自己的疑问根据已有知识作出假设 你的假设是： 理由是： 根据疑问，选择小组 小组成员讨论作出合理假设，说明理由 大胆猜想，严谨推理 作出假设，体验探究 分组实验 自主探究 1．学生合作，设计实验 引导学生根据自学收获具体操作步骤如下： 进行实验方案的设计 （1）临时装片的制备 教师指导学生进行实验，（2）低倍显微镜下观察植物并提醒学生记录实验现细胞 象，分析实验中出现的问（3）在盖玻片的一侧滴入相题 应溶液，在盖玻片的另一侧1． 引流法操作的指导 用吸水纸吸引，重复几次，2． 引导学生注意实验中再观察 采用的是自身前后对（4）在盖玻片的一侧滴入清照 水，在盖玻片的另一侧用吸3．提醒学生应用计算机水纸吸引，重复几次，再观中的软件对数码显微察（KNO3溶液中无此步骤） 镜下的镜像拍照对比 2．学生合作完成实验，记录实验现象 1．对每小组的实验成果和实验分析进行适时点评 2．引导学生将不同小组的实验结果进行整合，总结归纳形成系统知识 自主设计，共定方案 分工合作，规范操作 团结协作，科学探究 解决问题 知识内化 小组派代表介绍本组的实验现象和实验结果，分析相关现象出现的原因 分享成果，科学分析 知识交流，知识共享 形成理论，达成共识 拓展延伸 学以致用 以上述实验结论为过渡，总结归纳，进行拓展延伸 引导学生思考“探究植物列举出生产生活中与植物细细胞吸水和失水”应用范胞吸水与失水有关的实例 围 再次收集学习任务单，查看通过课堂学生是否已经解决了自主学习后的问题，共性问题下次课堂集体研究，个别问题进行个别辅导 关注学生思维训练 提高知识迁移能力 理论联系实际 学以致用 课后 反馈评价 学习任务单再次填写，明确问题是否解决，疑难是否已经化解 自我反馈，学习评价 教师跟踪，及时巩固 七、板书设计

探究植物细胞的吸水和失水

提出问题： 作出假设：

实验设计：①材料用具

②实验步骤

实验现象： 实验分析： 结 论：

八、教学反思

1．生物实验教学采用“翻转课堂”教学模式确实能有效提高实验课堂效率解放课堂。课堂的解放给予教师更多的精力解答学生的问题，充足的时间让学生有更多的机会动手操作，轻松的氛围激发学生对问题做进一步的思考，多样化的学习方式使学生质疑、探究的能力得到大幅度的提升。

2．采用“翻转课堂”教学时，不能只注重教学流程的翻转，还要重视知识内化的过程，重视学习过程中的及时反馈。“翻转课堂”分解了知识内化的难度，增加了知识内化的次数，通过多次内化循环最终达到掌握知识的目的。