内容正文:
系统观视角下的高中生物学单元教学设计
“细胞的结构与功能”单元教学(第4课时)
1、 课标要求
1. 内容要求
《普通高中生物学课程标准(2017年版)》对本单元的内容要求如下。
重要概念(1)细胞各部分结构既分工又合作,共同执行细胞的各项生命活动;
重要概念(2)各种细胞具有相似的基本结构,但在形态与功能上有所差异;
重要概念(3)物质通过被动运输、主动运输等方式进出细胞,以维持细胞的正常代谢活动。
通过梳理概念间的层次关系,可以发现它们有如下的关系:
首先,重要概念1是在四个次位概念的基础上形成的。四个次位概念分别对应系统的边界、系统内的分工与合作、系统的控制中心以及系统间的相互联系。
此外,重要概念 1 支撑重要概念2和3的学习。同时,质膜具有选择透过性和原核细胞、真核细胞的区别这两个次位概念也帮助学生形成重要概念2和重要概念3。
2.学业要求
通过本章的学习,学生需达到如下要求:建构并使用细胞模型,阐明细胞各部分结构通过分工与合作,形成相互协调的有机整体,实现细胞水平的各项生命活动。(生命观念、科学思维、科学探究)
2、 教材分析
本单元是人教版《普通高中生物学》必修一第三章细胞的基本结构,主要包括细胞膜、细胞质和细胞核等,但本单元从系统的角度着力体现细胞在结构核功能上的整体性,体现细胞各部分之间的分工与合作,协调与统一。
图3 单元内容结构
本章章首页指出,细胞作为一个生命系统,能够高效有序进行生命活动。接下来各节从系统的视角对细胞的基本结构进行分析和介绍。任何系统都有边界,细胞也不例外,细胞的边界就是细胞膜;系统的内部包括不同的组分,这些组分不是机械地叠加,而是相互联系,构成既相互独立又相互联系的统一体,这一点在细胞器上表现尤为明显;系统不同组分的分工与合作,需要系统具有调控机制,细胞系统的调控主要是由细胞核来实施的,细胞核是系统的控制中心。
本单元起到承前启后的作用,前两个单元的内容是本单元学习的基础,又在本单元进一步深化:从系统的视角去理解细胞的结构特点。细胞中蛋白质、核酸、糖类、脂质等化合物都有着非常重要的作用,但这些分子机械混在一起时不能完成生命活动,只有当这些分子有序地结合在一起,形成细胞的各种结构,才能发挥这些分子在生命中的作用。同时,后续内容如细胞代谢、增殖与分化、衰老与凋亡等生命活动都离不开对细胞结构的理解,如细胞膜与物质的输入和输出,线粒体与细胞呼吸,叶绿体与光合作用,细胞核与细胞的生命历程,本模块后续内容都以对细胞结构的理解为基础。
图4 本节内容结构
本节包含内容包括:细胞膜的功能、细胞膜成分探索历程、细胞膜结构探索历程、细胞膜的流动镶嵌模型等基本内容。本节内容既是对细胞中的化合物具有具体化和结构化的作用,又对物质的输入输出做出了铺垫,具有承上启下的作用,内容的编排按照“功能—结构—功能”展开,有助于帮助学生建立结构与功能相适应的观点,同时呈现出探索过程中的“提出假说”这一科学研究法。
三、学情分析
高二学生在高一上学期已学习过细胞膜的结构与功能,细胞的生物膜系统等内容,对基础知识如细胞膜的组成成分、结构与功能都有一定的认识(知识基础),但是记忆后摄抑制影响,遗忘现象较为明显(存在问题),需及时引导、帮助学生及时巩固;学生通过高中生物学新课的学习,具有一定的科学史资料分析、模型建构、图文转换能力,观察和认知能力较强,分析思维的连续性和逻辑性已初步建立(能力基础),复习时可利用科学史策略和模型建构策略帮助学生回顾科学发展历程不断重构细胞膜流动镶嵌模型(解决方法);高二9班课堂表现积极性不是很高,课堂上应该充分调动学生的积极性,引导学生不断思考,体现学生的主体性和教师的主导性。
四、教学重难点
1.教学重点
细胞各部分的结构与其功能
2.教学难点
细胞各部分之间既有分工,又相互协调与配合,共同完成各项生命活动。
五、教学策略
科学史教学策略、模型构建教学策略、情境贯穿教学策略、概念图教学策略PBL教学策略、
六、单元教学设计
1、 单元情境
2020年,世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布了2020年全球最新癌症数据,预测全球新增癌症人数共计 1929 万人。其中,乳腺癌新增人数达 226 万,约占新发癌症病例的 11.4%,成为「全球第一大癌症」。
2.单元核心任务
乳腺细胞是如何癌变成为乳腺癌细胞的?尝试依据细胞结构及其特征从各个层面提出治疗乳腺癌的可行方案。
2. 单元任务与活动设计
3. 单元教学目标
学习目标
(1)通过分析真核细胞的三维结构模型、流动镶嵌模型、细胞器模型,体悟模型与建模的思想,并从结构与功能的视角,阐明细胞内具有多个相对独立的结构,并且这些结构共同担负着物质运输、合成与分解、能量转换等生命活动,初步形成结构与功能观、生命的系统观。(生命观念水