文本探究教学策略.ppt

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1、 教师应该用探究的方式展现科学知识，教师应该用探究的方式展现科学知识，学生应该用探究的方式学习科学内容，学生应该用探究的方式学习科学内容，探究探究式教学作为一种理念，应该贯穿于教学过程式教学作为一种理念，应该贯穿于教学过程的始终的始终。 教育家施瓦布提出：教育家施瓦布提出：1 1学习者围绕学习者围绕科学性问题科学性问题展开探究活动；展开探究活动；2 2学习者获取可以帮助他们解释和评价学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性科学性 问题问题的证据；的证据；3 3学习者要根据事实证据形成解释，对学习者要根据事实证据形成解释，对科学性科学性 问题问题做出回答；做出回答；4 4学习者通过比较其他可能的解

2、释，特别是那学习者通过比较其他可能的解释，特别是那 些体现出科学性理解的解释，来评价他们自些体现出科学性理解的解释，来评价他们自 己的解释；己的解释；5 5学习者要交流和论证他们所提出的解释。学习者要交流和论证他们所提出的解释。一一、探究、探究学习的特征学习的特征确定教学目标确定教学目标确定教学内容确定教学内容收集整理有关信息资料收集整理有关信息资料探究学生的思维和认知基础探究学生的思维和认知基础设计问题设计问题摸索探究点摸索探究点设计课堂具体的探究过程设计课堂具体的探究过程提出问题提出问题阅读教师提供相关知识和背景材料阅读教师提供相关知识和背景材料分析、讨论分析、讨论得出结论得出结论验证结论

3、验证结论展示交流展示交流教师备课流程教师备课流程学生学习流程学生学习流程探究主线：探究主线： 提出问题提出问题分析问题分析问题解决问题解决问题二、二、文本文本探究的探究的教学模式教学模式二、二、文本文本探究的探究的教学模式教学模式创设情境，提出问题创设情境，提出问题 提供资料，组织探究提供资料，组织探究 分析资料，解决问题分析资料，解决问题 表达交流，得出结论表达交流，得出结论 延伸拓展，学以致用延伸拓展，学以致用 1.1.创设情境，提出问题创设情境，提出问题 创设符合教学内容要求的情境是开展思创设符合教学内容要求的情境是开展思维探究的核心。该维探究的核心。该环节环节在于引出教学任务，在于引出

4、教学任务，将学生的注意力吸引到学习任务中来。教师将学生的注意力吸引到学习任务中来。教师把将要学习的生物学知识通过一定的问题，把将要学习的生物学知识通过一定的问题，情境或事件呈现给学生，并通过这一活动把情境或事件呈现给学生，并通过这一活动把学生过去的活动和将来的活动联系在一体，学生过去的活动和将来的活动联系在一体，造成学生认知结构与周围环境的不平衡，引造成学生认知结构与周围环境的不平衡，引起学生对学习目标的注意和兴趣。起学生对学习目标的注意和兴趣。1.1 1.1 联系生产、生活，铺设情境联系生产、生活，铺设情境 例例1 1：种：种群增长的群增长的“S S”型曲线的意义型曲线的意义创设问题情境：创

5、设问题情境： 在渔业生产上，人们常常被这样的问题所困惑：不捕捞或捕捞很在渔业生产上，人们常常被这样的问题所困惑：不捕捞或捕捞很少，鱼类资源可能得不到充分利用；捕捞过多，又会导致鱼类资源的少，鱼类资源可能得不到充分利用；捕捞过多，又会导致鱼类资源的枯竭。那么，在什么时候捕捞才合适呢？枯竭。那么，在什么时候捕捞才合适呢？例例2 2：人体的稳态：人体的稳态创设问题情境：创设问题情境： 剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会有酸痛的感觉，这是因为剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会有酸痛的感觉，这是因为细胞无氧呼吸产生了乳酸。为什么一段时间以后这种酸痛感会消失？细胞无氧呼吸产生了乳酸。为什么一段时间以后这种酸痛

6、感会消失？ 如果仅靠血液中的葡萄糖供能，运动员只能跑如果仅靠血液中的葡萄糖供能，运动员只能跑242436s36s，事实并，事实并非如此，绝大多数运动员都能跑完全程，血糖如何补充？血糖浓度怎非如此，绝大多数运动员都能跑完全程，血糖如何补充？血糖浓度怎样维持？样维持？1.2 1.2 展示图片、视频，创设情境展示图片、视频，创设情境 例如，例如，细胞膜的流动性教学细胞膜的流动性教学 在学生的原有经验中，细胞膜就在学生的原有经验中，细胞膜就像气球的外层，或者包裹生鸡蛋的那像气球的外层，或者包裹生鸡蛋的那层膜状物，应该是固定的结构。吞噬层膜状物，应该是固定的结构。吞噬细胞吞噬病菌、变形虫运动的动画课细胞

7、吞噬病菌、变形虫运动的动画课件进行演示，引发学生的知识冲突，件进行演示，引发学生的知识冲突，细胞膜怎么会是流动的呢？细胞膜怎么会是流动的呢？ 1.3 1.3 利用实验现象本身，构成情境利用实验现象本身，构成情境例例1 1：探究光合作探究光合作用的条件用的条件 为什么柳苗为什么柳苗增加的重量超过增加的重量超过了土壤的减少量了土壤的减少量？增加的重量除？增加的重量除了来自水之外，了来自水之外，还可能来自什么还可能来自什么物质？通过什么物质？通过什么实验来证明？实验来证明？ 实验情境：实验情境：用小刀将数十只用小刀将数十只荧火虫的发光器割下，干燥后研荧火虫的发光器割下，干燥后研磨成粉末，取两等份分别

8、装入两磨成粉末，取两等份分别装入两支试管，各加入少量水使之混合，支试管，各加入少量水使之混合，置于暗处，可见试管内有淡黄色置于暗处，可见试管内有淡黄色荧光出现，约过荧光出现，约过1515分钟荧光消失。分钟荧光消失。1515分钟后分钟后医用葡萄糖医用葡萄糖溶液溶液2ml2mlATPATP注射液注射液2ml2ml置于暗处置于暗处观察观察无荧光出现无荧光出现有荧光出现有荧光出现 说明说明ATPATP能直接被生物体利用，能直接被生物体利用，而葡萄糖不能。而葡萄糖不能。例例2 2：ATP是直接能量来源是直接能量来源1 14 4 选用生命科学史，设置情境选用生命科学史，设置情境例，遗传密码的破译例，遗传密

9、码的破译科学史科学史1 1：上世纪上世纪50506060年代，年代，DNADNA分子结构的发现者克里克研究表明：分子结构的发现者克里克研究表明：在在T4T4噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。当增加或者删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。科学史科学史2 2：19611961年，尼伦贝格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建

10、年，尼伦贝格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液，建立了一种利用人工合成的立了一种利用人工合成的RNARNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。利用这个实验系统，尼伦贝格和马核糖体等合成蛋白质所需的各种成分。利用这个实验系统，尼伦贝格和马太设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码，即太设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码，即UUU-UUU-苯丙氨酸。苯丙氨酸。科学史科学史3 3：19661966年科学家霍拉纳发明了一种新的年科学家霍拉纳发明了一种新的RNARNA合成方法，通过这种合成方法，通过这种方法合成的方法合成的

11、RNARNA可以是可以是2 2个、个、3 3个或个或4 4个碱基为单位的重复序列，例如个碱基为单位的重复序列，例如: :将将A A、C C两种核苷酸缩合为两种核苷酸缩合为ACACACACACACACACACAC长链，以它作人工信使进行蛋白质合长链，以它作人工信使进行蛋白质合成，结果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体，说明苏氨酸的密码子可能成，结果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体，说明苏氨酸的密码子可能是是ACAACA，也可能是，也可能是CACCAC；同样，组氨酸的密码子可能是；同样，组氨酸的密码子可能是CACCAC，也可能是，也可能是ACAACA。2 2提供资料，组织探究提供资料，组织探究 积极

12、思维积极思维知识海洋知识海洋放眼社会放眼社会边做边学边做边学课题研究课题研究拓展视野拓展视野继续探究继续探究资料资料：细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史 实验实验1 1：18851885年，奥弗顿在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现年，奥弗顿在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质脂溶性物质 容容易透过细胞膜易透过细胞膜，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。，不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。实验实验2 2：19251925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气 水界面上铺展成水

13、界面上铺展成单层分子单层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积 的的2 2倍倍。实验实验3 3：DanielliDanielli和和HarveyHarvey分别于分别于19311931年和年和19351935年发现细胞膜的表面张力显著年发现细胞膜的表面张力显著 低低于油水界面的表面张力，已知于油水界面的表面张力，已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分脂滴表面如吸附有蛋白质成分 时时，表面张力则降低，表面张力则降低。例例1 1：建构细胞膜分子结构模型建构细胞膜分子结构模型 1.1 1.1 文献型资料文献型资料 资料资料1 1：生命垂危的病人有的需要器官移植，但植入的

14、器官有的被病人排斥，生命垂危的病人有的需要器官移植，但植入的器官有的被病人排斥， 即即 病人的细胞认出了病人的细胞认出了“非己成分非己成分”，面对，面对“非己成分非己成分”发起进攻，导致植发起进攻，导致植 入器官坏死，为什么细胞能识别出异己成分？入器官坏死，为什么细胞能识别出异己成分？资料资料2 2：取两种不同的海绵动物，使其细胞分散成单个的，然后将这些细胞掺在取两种不同的海绵动物，使其细胞分散成单个的，然后将这些细胞掺在 一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合。后来对细胞表面的糖蛋一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合。后来对细胞表面的糖蛋 白进行分析，结果表明，这两种海绵细胞表面糖蛋白

15、的氨基酸成分相同，白进行分析，结果表明，这两种海绵细胞表面糖蛋白的氨基酸成分相同， 而糖类的成分不同。而糖类的成分不同。例例2 2：探究缓冲物质对血液探究缓冲物质对血液pHpH稳态的调节稳态的调节创设问题情境：创设问题情境： 剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会有酸痛的感觉，这是因为剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会有酸痛的感觉，这是因为细胞无氧呼吸产生了乳酸。为什么一段时间以后这种酸痛感会消失？细胞无氧呼吸产生了乳酸。为什么一段时间以后这种酸痛感会消失？资料探究资料探究：材料材料1 1：细胞代谢会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸等，人和动细胞代谢会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸等，人和动 物吃的食物

16、经消化吸收并代谢后，会产生一些酸性或碱性物物吃的食物经消化吸收并代谢后，会产生一些酸性或碱性物 质，如碳酸钠。这些酸性或碱性的物质进入内环境，常使质，如碳酸钠。这些酸性或碱性的物质进入内环境，常使pHpH 发生偏移。但一般情况下，机体能使发生偏移。但一般情况下，机体能使pHpH稳定在一定范围内稳定在一定范围内。材料材料2 2：缓冲液是由一种弱酸和一种该弱酸的强碱性盐组成，如缓冲液是由一种弱酸和一种该弱酸的强碱性盐组成，如 NaH NaH2 2POPO4 4/ Na/ Na2 2HPOHPO4 4、NaHCONaHCO3 3/H/H2 2COCO3 3、醋酸、醋酸/ /醋酸钠等。在加入酸醋酸钠等

17、。在加入酸 或碱时，能使或碱时，能使pHpH的变化减弱。的变化减弱。材料材料3 3：化学分析得知，生物体内存在化学分析得知，生物体内存在NaHCONaHCO3 3、H H2 2COCO3 3、NaHNaH2 2POPO4 4、 Na Na2 2HPOHPO4 4、KHKH2 2POPO4 4、KHCOKHCO3 3等盐类和一些金属离子、带负电的生等盐类和一些金属离子、带负电的生 物大分子。物大分子。解决问题解决问题： 这些物质对维持生物体这些物质对维持生物体pHpH稳定有什么作用？尝试对缓稳定有什么作用？尝试对缓冲物质维持冲物质维持pHpH稳定的机制进行解释。稳定的机制进行解释。例例1 1：建

18、构细胞膜的结构特点建构细胞膜的结构特点 2 22 2 图文并茂型资料图文并茂型资料 磷脂分子的两链转速达磷脂分子的两链转速达10101616次次/ /秒秒, ,磷脂分子与周围分子互磷脂分子与周围分子互换达换达10106 6次次/ /秒。秒。绿色荧光素绿色荧光素标记的抗体标记的抗体红色荧光素红色荧光素标记的抗体标记的抗体细细胞胞融融合合人细胞人细胞鼠细胞鼠细胞人鼠杂交细胞人鼠杂交细胞细胞融合初期细胞融合初期373740min40min细胞融合细胞融合例例2 2：细胞器之间的相互配合细胞器之间的相互配合1.1.提出探究问题：提出探究问题： 细胞能正常完成各项生命活动的前提条件是什么？细胞能正常完成

19、各项生命活动的前提条件是什么？2.2.资料探究：资料探究：细胞内细胞内“膜膜”的联系图解；的联系图解；细细胞胞核核细细胞胞膜膜内质网内质网高尔基体高尔基体囊囊泡泡黑点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白。黑点代表未被标记的分泌蛋白，红点代表被标记的分泌蛋白。2.2.资料探究：资料探究：科学家对豚鼠胰腺腺泡细胞分泌物形成的研究过程；科学家对豚鼠胰腺腺泡细胞分泌物形成的研究过程； 运输运输高尔基体高尔基体氨基酸氨基酸核糖体核糖体线粒体线粒体（供能）（供能）内质网内质网合成合成细胞膜细胞膜加工加工分泌蛋白分泌蛋白分泌分泌2.2.资料探究：资料探究：分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图。分泌蛋

20、白运输到细胞外的过程示意图。 3.3.建构概念：建构概念： 生物膜系统生物膜系统 例例3 3：染色体变异在育种上的应用染色体变异在育种上的应用1.1.创设问题情境：创设问题情境：大家都爱吃无子西瓜，知道它是如何培育成的大家都爱吃无子西瓜，知道它是如何培育成的吗？吃过无子西瓜的同学，有没有注意过西瓜瓤里依然有一些白吗？吃过无子西瓜的同学，有没有注意过西瓜瓤里依然有一些白色的软软的色的软软的“子子”，知道那是什么吗？，知道那是什么吗？探究问题：探究问题：1.1.为什么将一定浓度的为什么将一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？体西瓜幼苗的芽尖？2.2.获得的四倍体西瓜为

21、获得的四倍体西瓜为什么要和二倍体杂交？什么要和二倍体杂交？3.3.三倍体西瓜为什么没三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有种子？真的一颗都没有吗？有吗？4.4.每年都要制种很麻烦，每年都要制种很麻烦，有没有别的替代方法？有没有别的替代方法？ 例例4 4：兴奋在神经元之间的传导兴奋在神经元之间的传导1 1. .对科学家的结论质疑对科学家的结论质疑： 高尔基认为神经元构成神经系统类似血管构成高尔基认为神经元构成神经系统类似血管构成 循环系统，是完全贯通的，那么，事实是否如此呢？循环系统，是完全贯通的，那么，事实是否如此呢？ 2.2.科学家研究资料科学家研究资料： 拉蒙拉蒙卡哈尔在高尔基工作的基础

22、上发现了突触结构。卡哈尔在高尔基工作的基础上发现了突触结构。3.3.提出探究问题：提出探究问题：从结构上看神经元之间有间隙，从结构上看神经元之间有间隙， 电信号不能通过，那兴奋如何传导？电信号不能通过，那兴奋如何传导？ 4.4.自主探究自主探究： 积极思维活动：兴奋在神经元之间的传导积极思维活动：兴奋在神经元之间的传导 1.1.兴奋在神经元与神经元之间是通过什么传递的？兴奋在神经元与神经元之间是通过什么传递的？2.2.什么叫突触？指图说出突触的结构。什么叫突触？指图说出突触的结构。3.3.突触小体长在轴突上，还是树突上？突触小体长在轴突上，还是树突上？4.4.神经递质存在哪里？递质是怎样传递兴

23、奋的？神经递质存在哪里？递质是怎样传递兴奋的？5.5.突触小体内有较多的线粒体，突触小体内有较多的线粒体， 说明什么？说明什么？6.6.神经冲动如何从前膜经间隙传到神经冲动如何从前膜经间隙传到 后膜？后膜？7.7.兴奋为何不能从树突传到轴突兴奋为何不能从树突传到轴突? ?8.8.突触传递的特点怎样？突触传递的特点怎样？ 读图指导思考链读图指导思考链 ：2 23 3 数据型资料数据型资料 例：基因的自由组合定律例：基因的自由组合定律1.1.提出探究活动提出探究活动： 如何解释两对相对性状的遗传实验现象及出现的比例？如何解释两对相对性状的遗传实验现象及出现的比例？2.2.设计探究思考题：设计探究思

24、考题： F F1 1中有几对等位基因？能产生几种配子？为什么中有几对等位基因？能产生几种配子？为什么F F1 1产生配产生配 子时不同对的基因会自由组合呢？其细胞学基础是什么？子时不同对的基因会自由组合呢？其细胞学基础是什么？ F F2 2中为什么出现新的性状组合？中为什么出现新的性状组合？自主完成教材中自主完成教材中“豌豆豌豆2 2对相对性状的杂交实验图解对相对性状的杂交实验图解”， 学会用学会用“棋盘式棋盘式”书写遗传图解。书写遗传图解。 F F1 1自交，为什么自交，为什么F F2 2会出现会出现9 9：3 3：3 3：1 1的性状分离比？根据的性状分离比？根据 孟德尔对分离定律的假说，

25、尝试解释两对相对性状杂交孟德尔对分离定律的假说，尝试解释两对相对性状杂交实实 验的现象。验的现象。从数学角度分析从数学角度分析9 9：3 3：3 3：1 1与分离定律出现的与分离定律出现的F F2 2表现型表现型3 3：1 1 的关系。的关系。表现型表现型基因型基因型基因组基因组合数合数基因型基因型数数在在F F2 2中比例中比例黄圆黄圆1YYRR1YYRR、2YyRR2YyRR、2YYRr2YYRr、4YyRr4YyRr9 94 49/169/16黄皱黄皱1YYrr1YYrr、2Yyrr2Yyrr3 32 23/163/16绿圆绿圆1yyRR1yyRR、2yyRr2yyRr3 32 23/1

26、63/16绿皱绿皱1yyrr1yyrr1 11 11/161/16根据实验图解分析根据实验图解分析F F2 2基因型和表现型及比例，归纳填写表格。基因型和表现型及比例，归纳填写表格。3.3.质疑：质疑：通过分析我们发现两对性状的遗传是彼此独立，互不通过分析我们发现两对性状的遗传是彼此独立，互不干扰的。如果再把两对性状联系在一起研究，还能发现什么吗干扰的。如果再把两对性状联系在一起研究，还能发现什么吗？4.4.学生思考发现：学生思考发现：一对性状的基因可彼此分离，不同对的性一对性状的基因可彼此分离，不同对的性状可自由地组合，通过计算就可以直接得到各种表现型所占状可自由地组合，通过计算就可以直接得

27、到各种表现型所占的比例。的比例。黄色圆粒黄色圆粒3/43/43/43/49/16 9/16 黄色皱粒黄色皱粒3/43/41/41/43/163/16绿色圆粒绿色圆粒1/41/43/43/43/16 3/16 绿色皱粒绿色皱粒1/41/41/41/41/161/16亲代等位亲代等位基因对数基因对数F F1 1配子配子种类数种类数F F2 2基因基因型种类数型种类数F F2 2表现型种表现型种类数类数F F2 2型表现型型表现型分离比分离比1 12=22=21 13=33=31 12=22=21 13:1=(3:1)3:1=(3:1)1 12 24=24=22 29=39=32 24=24=22

28、29:3:3:1=(3:1)9:3:3:1=(3:1)2 23 323=833=2723=8(3:1)3=27:9:9:9:3:3:3:1n n2n3n2n(3:1)n5.5.继续探究：继续探究：位于非同源染色体上的非等位基因，遗传时位于非同源染色体上的非等位基因，遗传时遵循自由组合定律。从下表可以得出什么规律，如果是遵循自由组合定律。从下表可以得出什么规律，如果是3 3对，对，4 4对，一直到对，一直到n n对相对性状的遗传呢？请对相对性状的遗传呢？请尝试总结规律尝试总结规律。2 24 4 实验型资料实验型资料 例例1 1：细胞膜的制备：细胞膜的制备探究问题：探究问题：如果给你以下材料：如果

29、给你以下材料：植物叶片、猪肝、哺乳动物的血植物叶片、猪肝、哺乳动物的血液液, ,你会选择哪种材料制备细胞你会选择哪种材料制备细胞膜？为什么？根据什么原理来做膜？为什么？根据什么原理来做呢？呢？ 实验探究是生物学研究的重要方法，在教学中要培养学实验探究是生物学研究的重要方法，在教学中要培养学生的实验素养。教师要充分挖掘教材中蕴含的实验探究素材，生的实验素养。教师要充分挖掘教材中蕴含的实验探究素材，通过质疑设障，进行活化和优化处理，改编成探究实验，使通过质疑设障，进行活化和优化处理，改编成探究实验，使之成为学生的学习材料。之成为学生的学习材料。实验材料：实验材料：（1）枪乌贼的巨大神经纤维）枪乌贼

30、的巨大神经纤维（轴突直径可达（轴突直径可达1毫米）毫米）（2）一个玻璃微电极）一个玻璃微电极（能直接插入神经纤维内部）（能直接插入神经纤维内部）（3）一个电流表）一个电流表例例2 2：兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经纤维上的传导1 1. .提出提出问题：问题： 在静止的时候神经纤维的电位是怎样的？接受刺激时会引在静止的时候神经纤维的电位是怎样的？接受刺激时会引 起什么样的变化？为什么会出现这种变化呢？起什么样的变化？为什么会出现这种变化呢？ 2.2.实验探究实验探究： 请设计实验探究神经纤维在未受刺激时膜内外是否存在电位差？请设计实验探究神经纤维在未受刺激时膜内外是否存在电位差？3分析资料，解

31、决问题分析资料，解决问题 学习过程实际是一个不断处理信息、形学习过程实际是一个不断处理信息、形成知识网络、并用来处理问题的内化过程。成知识网络、并用来处理问题的内化过程。学生在信息加工的过程中，体验科学探究过学生在信息加工的过程中，体验科学探究过程，通过思维探究，领悟并建构知识。教师程，通过思维探究，领悟并建构知识。教师在此过程中要对学生进行指导，在看图、阅在此过程中要对学生进行指导，在看图、阅读过程中学会提取有效信息，在激活学生思读过程中学会提取有效信息，在激活学生思维的同时，引导学生发现问题。维的同时，引导学生发现问题。资料资料：细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史细胞膜结构的发现史细胞膜

32、结构的发现史 实验实验2 2：19251925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质，在空气 水界面上铺展成水界面上铺展成单层分子单层分子，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积 的的2 2倍倍。例例：建构细胞膜分子结构模型建构细胞膜分子结构模型 探究探究：你认为细胞膜中的这两层磷脂分子会怎样排列？请尝试设计并画出。你认为细胞膜中的这两层磷脂分子会怎样排列？请尝试设计并画出。3 31 1 文献型资料的分析文献型资料的分析3 32 2 图群资料的分析图群资料的分析例例1：DNADNA的复制方式的复制方式

33、背景知识背景知识1 1：在氮源为在氮源为1414N N的培养基中生长的大肠杆菌，其的培养基中生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1414N -DNAN -DNA；在氮源为；在氮源为1515N N的培养基中生长的大肠杆菌，其的培养基中生长的大肠杆菌，其DNADNA分子均为分子均为1515N -DNAN -DNA。将。将1515N N标记的细菌放入标记的细菌放入1414N N培养，即培养，即DNADNA复制所需原料全部含复制所需原料全部含1414N N，由含，由含1414N N的原料合成的多核苷酸链为的原料合成的多核苷酸链为1414N N链。链。背景知识背景知识2 2：密度梯度离心是使不

34、同重量的密度梯度离心是使不同重量的DNADNA分开，分布于离心管不同位置的方法。分开，分布于离心管不同位置的方法。1515N-DNAN-DNA比比1414N-DNAN-DNA密度大，所以离心后密度大，所以离心后1515N-N-DNADNA形成的位置比形成的位置比1414N-DNAN-DNA低，若一条链含低，若一条链含1515N N，另一条链含，另一条链含1414N N的的DNADNA离心后位置位于两者离心后位置位于两者之间。之间。例例1：DNADNA的复制方式的复制方式思考题思考题1 1DNA是肉眼看不见的，如何才能分辨是肉眼看不见的，如何才能分辨DNA？思考题思考题2 2用用CsCl密度梯度

35、离心后重带、中带、轻带表示的密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的DNA分子分子的双链构成是怎样的？的双链构成是怎样的？思考题思考题3 3离心处理后，为什么子一代离心处理后，为什么子一代DNA只有杂合链带？子二代只有杂合链带？子二代DNA出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？ 例题例题 ：已知某一条全部已知某一条全部N N原子被原子被1515N N标记的标记的DNADNA分子（分子（0 0代），转移到代），转移到 含含1414N N的培养基上培养的培养基上培养n n代，其结果如下：代，其结果如下： （1 1）分子总数）分子总数_ （2 2）只含）只含1515N

36、N的分子的分子_ （3 3）含）含1515N N、1414N N的分子的分子_ （4 4）只含）只含1414N N的分子的分子_ （5 5）脱氧核苷酸链总数）脱氧核苷酸链总数_ （6 6）含）含1515N N的链为的链为_ （7 7）含）含1414N N的链为的链为_1 1. .提出提出问题：问题： 如果仅靠血液中的葡萄糖供能，运动员只能跑如果仅靠血液中的葡萄糖供能，运动员只能跑242436s36s，事实并非如此，事实并非如此，绝大多数运动员都能跑完全程，血糖如何补充？血糖浓度怎样维持？绝大多数运动员都能跑完全程，血糖如何补充？血糖浓度怎样维持？ 2.2.提供资料提供资料： 血糖的来源和去向的

37、血糖的来源和去向的简图、简图、血糖平衡调节示意图血糖平衡调节示意图3.3.分析问题：分析问题：马拉松比赛过程中，运动员的血糖不断被消耗，马拉松比赛过程中，运动员的血糖不断被消耗， 但它的含量仍维持在但它的含量仍维持在0.9g/L0.9g/L左右。左右。饭后，大量的葡萄糖吸收到体内，但是正常人的饭后，大量的葡萄糖吸收到体内，但是正常人的 血糖含量只有短暂的升高，很快就恢复正常。血糖含量只有短暂的升高，很快就恢复正常。从糖尿病人从糖尿病人“尿糖尿糖”的症状推断糖尿病的病因。的症状推断糖尿病的病因。 糖尿病人为什么会出现糖尿病人为什么会出现“三多一少三多一少”的病症？糖的病症？糖 尿病人的治疗为什么

38、是注射胰岛素而不能口服？尿病人的治疗为什么是注射胰岛素而不能口服？4.4.解决问题：解决问题：建立血糖调节的模型建立血糖调节的模型 例例2：血糖平衡的调节血糖平衡的调节血血 糖糖 浓浓 度度 升升 高高下丘脑下丘脑另一区域另一区域胰岛胰岛B B细胞细胞胰高血糖素胰高血糖素分泌增多分泌增多肾上腺素肾上腺素分泌增多分泌增多胰岛素胰岛素分泌增多分泌增多胰岛胰岛A A细胞细胞肾上腺肾上腺髓质髓质下丘脑下丘脑某一区域某一区域血血 糖糖 浓浓 度度 降降 低低神神经经体体液液调调节节3 33 3 实验资料的分析实验资料的分析 例例1 1：渗透作用产生的必备条件渗透作用产生的必备条件传统式教学：传统式教学：

39、探究实验设计：探究实验设计：A组和组和C组对比说明半透膜两侧的溶液必须具有组对比说明半透膜两侧的溶液必须具有浓度差浓度差。蔗糖溶液蔗糖溶液清水清水半透膜半透膜全透膜全透膜（如纱布）（如纱布）A组组B组组半透膜半透膜同浓度同浓度蔗糖溶液蔗糖溶液C组组（漏斗内液面上升）（漏斗内液面上升）（漏斗内液面无变化）（漏斗内液面无变化） （漏斗内液面无变化）（漏斗内液面无变化） 实验结论：实验结论：A组和组和B组对比说明渗透作用要有组对比说明渗透作用要有半透膜半透膜；例例2：探索遗传物质的过程探索遗传物质的过程 1.对实验设计思路的探究对实验设计思路的探究： “如果让你继续研究，进一如果让你继续研究，进一步

40、证明什么是遗传物质，你觉得关键的设计思路是什么步证明什么是遗传物质，你觉得关键的设计思路是什么？如何设计并实施实验？如何设计并实施实验？” 2.对实验的严密性提出质疑：对实验的严密性提出质疑：能使能使R R型细菌发生转化，看来型细菌发生转化，看来S S型细菌型细菌DNADNA并没有被加热并没有被加热“杀杀死死”，那加热会不会导致，那加热会不会导致DNADNA分解？请对实验设计进行补充分解？请对实验设计进行补充完善。完善。 3 34 4数据资料的分析数据资料的分析例如：例如：生长素生长素的特性的特性促促进进抑抑制制不促进也不抑制不促进也不抑制 任何一条曲任何一条曲线分析分析都可以得出：随着生长素

41、浓度的增加，对器官的促进都可以得出：随着生长素浓度的增加，对器官的促进作用逐渐加强，达到最适浓度后随着生长素浓度的增加，对器官的促进作作用逐渐加强，达到最适浓度后随着生长素浓度的增加，对器官的促进作用逐渐减弱，之后生长素浓度再增加，对器官的抑制作用逐渐加强。用逐渐减弱，之后生长素浓度再增加，对器官的抑制作用逐渐加强。生生长素的作用特点素的作用特点1 1（两重性）：（两重性）：低浓度促进生长、高浓度抑制生长低浓度促进生长、高浓度抑制生长生长素浓度（生长素浓度（molmol）根根芽芽 茎茎1011 107103促促 进进 O抑抑 制制器器官官生生长长的的效效应应针对三三条曲条曲线分析分析，又可以得

42、出：根、芽、茎三种器官对生长素，又可以得出：根、芽、茎三种器官对生长素需要的最适浓度是不同的，需要的最适浓度是不同的，根为根为10101010mol/Lmol/L、芽为芽为10108 8mol/Lmol/L、茎为茎为10104 4mol/Lmol/L。三者对生长素的敏感性是根芽三者对生长素的敏感性是根芽茎。茎。生生长素的作用特点素的作用特点2 2：同一植物不同器官对生长素浓度的反应不同，其同一植物不同器官对生长素浓度的反应不同，其中根需要的生长素浓度相对最低，而茎相对最高。中根需要的生长素浓度相对最低，而茎相对最高。0时间种群数量K1/2K值值K值值例：研究种群数量变化的意义例：研究种群数量变

43、化的意义K值值1/2K值值3 35 5分析过程中发现问题分析过程中发现问题 例如：例如：三倍体无子西瓜的培育过程三倍体无子西瓜的培育过程学生提出问题：学生提出问题：（1 1）为什么不能用四倍体植株做父本，二倍体做母本？）为什么不能用四倍体植株做父本，二倍体做母本？（2 2）既然三倍体植株在减数分裂时染色体联会紊乱，不能形）既然三倍体植株在减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成生殖细胞，那就没有必要用二倍体植株传粉处理，为什么还成生殖细胞，那就没有必要用二倍体植株传粉处理，为什么还要这样做呢？要这样做呢？知识拓展知识拓展 四倍体做母本，二倍体做父本，胚是三四倍体做母本，二倍体做父本，胚是三 倍体，种

44、皮是母本发育的，是四倍本，所倍体，种皮是母本发育的，是四倍本，所以胚的发育时间比种皮的发育时间短，当胚发育完全时，种皮以胚的发育时间比种皮的发育时间短，当胚发育完全时，种皮尚未发育完全，帮种皮较薄，利于播种。如果用四倍体做父本，尚未发育完全，帮种皮较薄，利于播种。如果用四倍体做父本，二倍体做母本，胚是三倍体，种皮是二倍体，种皮发育完全时二倍体做母本，胚是三倍体，种皮是二倍体，种皮发育完全时胚尚未发育完全，等胚最终发育完全时，种皮胚尚未发育完全，等胚最终发育完全时，种皮已发育过盛，此时种皮较厚，播种时不利于发芽，已发育过盛，此时种皮较厚，播种时不利于发芽，另吃起来种子虽无胚，但种皮厚，影响口感。

45、另吃起来种子虽无胚，但种皮厚，影响口感。4 4表达交流，得出结论表达交流，得出结论 学生在自主探究之后，将各自的探究结学生在自主探究之后，将各自的探究结果进行交流与讨论，通过自主学习而获得对果进行交流与讨论，通过自主学习而获得对某生物学主题的意义建构。当然可能并不全某生物学主题的意义建构。当然可能并不全面或正确，这就需要在一个相互协作的学习面或正确，这就需要在一个相互协作的学习群体中对各自的观点、假设进行批判性的考群体中对各自的观点、假设进行批判性的考察、协商和辩论，使不同的观点得以交锋、察、协商和辩论，使不同的观点得以交锋、碰撞，从而加深、补充、修正每个学生对当碰撞，从而加深、补充、修正每个

46、学生对当前问题的理解。多给学生提供表达的机会，前问题的理解。多给学生提供表达的机会，培养他们的语言表达能力。培养他们的语言表达能力。例：例：减数分裂中生殖细胞的形成减数分裂中生殖细胞的形成精原细胞精原细胞(2n)(2n)初级精母细胞初级精母细胞(2n)(2n)次级精母细胞次级精母细胞(n)(n)精细胞精细胞(n)(n)精子精子(n)(n)卵原细胞卵原细胞(2n)(2n)初级卵母细胞初级卵母细胞(2n)(2n)次级卵母细胞次级卵母细胞(n) (n) 极体极体(n)(n)卵细胞卵细胞(n) (n) 极体极体(n)(n)5. 5. 延伸拓展，学以致用延伸拓展，学以致用 教材文本是编写者依据课程标准结

47、合编教材文本是编写者依据课程标准结合编者自身的理解而选择的生物学材料，现行不者自身的理解而选择的生物学材料，现行不同版本的教同版本的教材材，其编排体系各不相同，对同，其编排体系各不相同，对同一知识点的呈现各有详略，教师对教材应该一知识点的呈现各有详略，教师对教材应该有自己的见解，将自己的思考融入教学之中。有自己的见解，将自己的思考融入教学之中。因此要根据生物学科固有的知识体系，对教因此要根据生物学科固有的知识体系，对教材进行合理的延伸和拓展，创设问题情境，材进行合理的延伸和拓展，创设问题情境，让学生在课堂中积极地将所学知识运用到新让学生在课堂中积极地将所学知识运用到新的学习情境中，学以致用。的

48、学习情境中，学以致用。 课后安排一个资料收集活动，要课后安排一个资料收集活动，要求学生根据已有的生物知识或生活经求学生根据已有的生物知识或生活经验，寻找可以证明细胞膜具有流动性验，寻找可以证明细胞膜具有流动性的证据。的证据。 白细胞吞噬细菌和过程；白细胞吞噬细菌和过程；变形虫的伪足运动现象；变形虫的伪足运动现象；草履虫取食；草履虫取食；受精时细胞的融合过程；受精时细胞的融合过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；酵母菌的出芽生殖中长出芽体；酵母菌的出芽生殖中长出芽体；白细胞通过狭窄毛细血管的变形；白细胞通过狭窄毛细血管的变形；精子细胞形成精子的变形；精子细胞形成精

49、子的变形； 例例1 1：细胞流动性的例证：细胞流动性的例证 从理论上讲，标记从理论上讲，标记DNADNA的实验中，的实验中， 放射性只应出现在沉淀物中，标记放射性只应出现在沉淀物中，标记 蛋白质的实验中，放射性只应出现蛋白质的实验中，放射性只应出现 在上清液中。但在实际操作中却发在上清液中。但在实际操作中却发 现存在误差，上清液中测到了少量现存在误差，上清液中测到了少量 3232P P；沉淀物中测到了少量；沉淀物中测到了少量 3535S S，如，如 何解释这些现象？何解释这些现象？本实验能证明本实验能证明DNADNA是遗传物质，能是遗传物质，能否证明蛋白质不是遗传物质？否证明蛋白质不是遗传物质

50、？ 例例2 2：噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验例例3.“探索烟草花叶病毒的遗传物质探索烟草花叶病毒的遗传物质”“探索烟草花叶病毒的遗探索烟草花叶病毒的遗传物质传物质”请尝试设计实验请尝试设计实验证明证明RNA是是TMV和和HRV的遗的遗传物质。传物质。 烟草花叶烟草花叶病毒蛋白质病毒蛋白质车前草车前草病毒蛋白质病毒蛋白质烟草花叶烟草花叶病毒病毒RNA车前草车前草病毒病毒RNA重建重建TMV重建重建HRVTMV病斑病斑HRV病斑病斑病毒子代病毒子代TMV病毒子代病毒子代HRV细胞学说建立的过程；细胞学说建立的过程；生物膜结构的探索历程；生物膜结构的探索历程；酶本质的探索；酶本质的探索；

51、光合作用的探究历程；光合作用的探究历程；探索遗传物质的过程；探索遗传物质的过程；DNADNA的分子结构；的分子结构；遗传密码的破译过程；遗传密码的破译过程；中心法则的提出与发展；中心法则的提出与发展；生长素的发现过程生长素的发现过程 三三、文本文本探究的探究的教学内容教学内容1.1.科学史的探究学习：科学史的探究学习： 分泌蛋白的合成与运输；分泌蛋白的合成与运输； 光合作用和有氧呼吸；光合作用和有氧呼吸；细胞癌变的发生；细胞癌变的发生； 有丝分裂与减数分裂；有丝分裂与减数分裂；染色体结构变异；染色体结构变异； 染色体变异在育种上的运用；染色体变异在育种上的运用；DNADNA分子的复制方式；分子

52、的复制方式； 蛋白质的合成；蛋白质的合成；镰刀型贫血症的病因；镰刀型贫血症的病因；血浆、组织液、淋巴之间的物质交换；血浆、组织液、淋巴之间的物质交换；体温、渗透压、水盐、血糖等稳态的调节；体温、渗透压、水盐、血糖等稳态的调节；细胞、体液免疫细胞、体液免疫过程过程；神经元之间的兴奋传导；神经元之间的兴奋传导；生物圈中的碳、氮循环生物圈中的碳、氮循环 2 2图与图群的探究学习：图与图群的探究学习： 植物细胞的吸水与失水；植物细胞的吸水与失水；影响酶活性的环境条件；影响酶活性的环境条件；酵母菌细胞呼吸方式；酵母菌细胞呼吸方式；环境因素对光合作用的影响；环境因素对光合作用的影响；生长素的极性运输生长素的极性运输；植物生长调节剂对插条生根植物生长调节剂对插条生根的影响的影响3 3实验的探究学习：实验的探究学习： 影响光合作用的环境因素；影响光合作用的环境因素；遗传定律中对杂交实验结果的分析；遗传定律中对杂交实验结果的分析；基因频率和基因型频率的关系；基因频率和基因型频率的关系；生长素的两重性；生长素的两重性；种群的增长曲线；种群的增长曲线；能量流动图解能量流动图解4数据与曲线的探究学习：数据与曲线的探究学习： 教学的艺术不在于传授本领，教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒和鼓舞。而在于激励、唤醒和鼓舞。 第斯多惠第斯多惠