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我在上海高一《生命科学》教材第三章第三节“ 细
胞与外界的物质交换”一课的教学中，考虑到平铺直叙
地说明微观世界的现象，不能收到好的教学效果，就特
别注意突出了“ 观察、思考与讨论”这一教学环节。采
用各种教学媒体和实验、电脑、动画等教学手段，从微
观世界的变化在宏观世界的表现入手，步步深入，进入
微观领域。学生通过不断地对宏观现象的观察，对微
观世界物质运动的模拟动画的观察，通过思考和讨论，
归纳细胞与外界的物质交换遵循的法则，从而了解事
物的本质和规律。
1 观察宏观世界的物质表现，讨论、归纳微观世界的
变化过程
“细胞与外界的物质交换”所教授的内容都是有
关微观领域物质跨膜运输的特点，细胞与外界的物质
交换的具体过程和特点，用肉眼都无法看到。因而，这
节课的切入点，是从宏观入手，让学生在宏观上观察物
质扩散的现象，去理解微观世界的变化过程。在这里
我安排了两个演示实验：①上课一开始，就让一个学生
协助，将两份等量新鲜的菠菜叶片分别浸入A、B 两个
烧杯的水中，A 烧杯中盛有90℃左右的热水，B 烧杯中
盛有室温的水。过一会儿，取出菠菜叶片，让学生观察
两个烧杯中水的颜色变化，并对所观察到的现象展开
讨论：为什么A 烧杯中水的颜色变成了黄绿色？而B
烧杯中水的颜色不变？这个现象说明细胞膜的哪一功
能丧失了？等等。学生通过思考、讨论，归纳得出结
论：活细胞的细胞膜能够控制物质的进出（ 扩散）；②
将高锰酸钾晶体放入水中，学生们清晰地看见紫红色
的高锰酸钾在水中溶解后，由高浓度向低浓度扩散，这
个“高浓度向低浓度扩散”的宏观现象，正是体现了微
观世界中细胞与外界进行物质交换的一个特点，这个
特点不是由教师的口中说出，而是由学生通过观
察———讨论获得的。
随后，教师用一句话将学生的思维引入下一个领
域：“如果有细胞膜将物质隔开，物质跨膜还可以如此
扩散吗？”同样，我用实验让学生观察，引发学生思考：
①将盛有淀粉溶液的透析袋浸入含碘分子的水中，袋
口扎紧，不一会儿，一个意想不到的结果呈现在学生面
前，原来呈白色的透析袋内淀粉溶液，变成了蓝紫色，
而烧杯中水的颜色不变。这里同样让学生观察、思考
与讨论：“为什么会产生这种现象？有什么物质跨越了
膜？跨越膜的物质在膜的两侧浓度有何特点？能够跨
膜的物质分子大小有什么特点？”等等，在教师一连串
的引导追问下，学生们在已知碘分子和淀粉分子的大
小、淀粉遇碘变蓝紫色的基础上，进行归纳、总结，得出
结论：小分子物质能够由高浓度一侧跨膜扩散到低浓
度一侧。单单一个实验，只能说明碘分子的跨膜扩散
（进入），接下来的演示实验则证实了，某些小分子物
质从膜的任一侧都可以跨越，同时也模拟了微观世界
里细胞膜的功能之一。为进入微观领域的学习起到了
引导作用。②该演示实验是将盛有葡萄糖溶液的透析
袋浸入水中，袋口扎紧，在放入透析袋之前，先将清水
取样5 毫升盛于A 试管中。过一会儿，从放了透析袋
的烧杯中再取5 毫升水放入B 试管中，之后让两个学
生分别对A、B 两个试管中的水进行葡萄糖检测。这
里让学生参与实验，一方面提高了学生参与的热情，吸
引学生的注意力，另一方面也复习了旧知识。实验的
结果清晰可见，A 试管中水的颜色不变，B 试管中水的
颜色变成了红黄色，学生在仔细观察后，经过讨论，得
出结论：葡萄糖等小分子物质，比淀粉分子小，也可以
从高浓度一侧跨膜向低浓度一侧扩散（出来）。
2 电脑模拟细胞膜的微观结构，演示物质运输的过
程，探究特点
虽然前面的几个实验现象很明显、直观，但是透析
袋的膜并不是细胞膜，它只是大概模拟了细胞膜的一
个功能，它的这一功能也只是细胞膜功能的一个方面。
为了让学生充分理解微观领域的物质是如何跨越细胞
膜的，接下来便向学生演示电脑动画，很自然地将学生
的思维从宏观领域带入微观领域。通过两幅相似的动
画演示，在演示过程中，我观察了学生的反应，当演示
到大分子在细胞膜处受阻弹回时，有学生脱口说出：
“大的过不去！”可见学生已从动画中理解了细胞膜对
大分子的阻碍作用；当演示到蛋白质起载体的作用时，
有学生说：“就像坐电梯！”可见“ 载体”作用已使学生
印象深刻！然后，通过学生的讨论、比较、分析研究，归
纳出小分子物质从高浓度一侧跨膜向低浓度一侧扩散
的两种方式：自由扩散和协助扩散的特点。同时也比
较出这两种扩散方式的相同点和不同点。
对前面的两种扩散方式学生的理解比较容易，而
对主动运输方式比较难于理解，这里同样运用从宏观
入手，先举一些实例：人体神经细胞内的钾离子浓度比
细胞外高出30 倍，细胞仍然不断地吸收钾离子；海带
细胞内的碘浓度比海水高出300 倍，细胞仍然不断地
吸收碘；当人在饥饿时，肠道内的葡萄糖浓度远远低于
小肠上皮细胞内的浓度，小肠上皮细胞仍然不断地吸
收葡萄糖分子，等等。然后用电脑动画，模拟演示主动
运输过程，帮助学生探究主动运输的特点，再通过讨
论，帮助学生理解主动运输是细胞与外界进行物质交
换的主要方式，以及这种方式对生物体的意义所在。
通过以上教学环节的运用，从反馈的信息来看，学
生比较满意。从知识的掌握情况来看，也达到了预期
的效果。
“细胞与外界的物质交换”这节课，理论性比较
强，直观性较差，所反映的事物是学生非常陌生的，学
生的学习和理解有一定困难，单凭教师的演示实验和
讲述，会使学生感到枯燥和乏味，所以学生直接参与实
验和观察、思考与讨论，提高了学生的参与面，他们在
不断地观察、思考与讨论中，思维上从宏观深入到微
观，通过视觉和听觉在头脑中接受新的知识，在观察中
获得感性认识，经过思考，再通过学生之间以及学生和
教师之间的讨论，上升到理性的结论。使他们把所感
知的材料同书本知识联系起来，进行思维加工，形成概
念，从而把握事物的本质和规律，使他们的认知产生新
的飞跃。
通过这节课的教学，我进一步理解到在理科教学
的各环节中，尤其要加强学生的观察、思考与讨论这一
环节。在这一环节中，应采取各种方法和手段，充分地
让学生去观察、思考，去实践，在教师给予适当的引导
和把握的前提下，让学生进行充分的讨论，充分运用自
己的思维，去理解所观察到的和自己实践过程中所体
会到的一切，运用学生已掌握的知识去归纳结论，给学
生充足的空间去探究，充分满足学生探求知识的渴望。
尽量让学生在自主学习的氛围中完成探求新知识的过
程。
整节课的教学目标虽然实现，但是对于知识的拓
展和与实际相结合还远远不够，以后可以针对这一目
的专门开设拓展课，引导学生运用“ 主动运输”这一细
胞与外界进行物质交换的主要方式，去尝试在环境保
护、污水处理等实际问题中的应用。
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