山东省青岛第六十六中学266031
摘要：“物质跨膜运输的实例”一节的教学设计采取体验式教学方式，在体验过程中穿插任务驱动、问题驱动以培养学生的理性思维和科学探究的生物学素养。
关键词：核心素养问题驱动探究实验数学模型概念模型
一、教材分析与设计思路
“物质跨膜运输的实例”这节课按照新课程改革的要求采取体验式教学，多个不同实验都让学生亲自操作，体验生物学的实验学科，同时更加深学生对探究实验的理解，培养学生的理性思维和科学探究的生物学素养。
二、体现培养学生核心素养的教学目标
1.通过模拟实验探究膜的透性，理解渗透作用概念及渗透作用发生的条件（生命观念）。
2.进行植物细胞质壁分离与复原实验，判断分析渗透系统的构成条件，形成实验设计、观察分析与创新实践能力（理性思维和科学探究）。
3.基于实验探究，观察与分析，采用概括与归纳的方法，阐明质膜具有选择透过性（理性思维）。
4.利用渗透作用原理指导农业生产，解决生活中的实际问题（社会责任）。
三、教学过程
1.图片展示各种湿地生态系统图片。引起学生的学习兴趣和探究的欲望，推动下面的探究实验的进行。
实验一：动物细胞吸水和失水，问题驱动学生思考。（1）实验器材：每组三个空玻璃皿，哺乳动物的红细胞，蒸馏水，生理盐水、5%盐水。同学们根据实验器材设计三组对照实验，观察实验现象。（2）问题驱动：①动物细胞什么时候吸水？②动物细胞什么时候失水？③如果将动物细胞膜换成纱布可以吗？为什么？④总结动物细胞吸水和失水的条件？⑤该过程水分子是单方向运动吗？（3）归纳总结，建构模型：动物细胞渗透作用的条件，引申出渗透装置。（4）设计意图：通过具体实验操作，学生很容易直观地观察动物细胞吸水和失水的过程，轻松总结出来渗透吸水和失水的特点。
实验二：探究植物细胞吸水和失水。（1）实验器材：紫色洋葱鳞片叶、黄色洋葱鳞片叶、洋葱根尖细胞、蒸馏水、解剖刀、0.3g/ml的蔗糖溶液、0.5g/ml的蔗糖溶液、0.3g/mlKNO3溶液、载玻片、盖玻片、显微镜、滴管、尖嘴镊、吸水纸。（根据实验需要选择）。每个小组的同学根据探究实验的设计思路进行自己组内的探究，每个小组分别用不同的细胞外液做四个对照实验。甲用0.3g/ml的蔗糖溶液，乙用0.5g/ml的蔗糖溶液，丙用0.3g/mlKNO3溶液。每隔五分钟计数发生质壁分离的细胞数目。①提出问题；②做出假设；③设计实验；④进行实验；⑤分析结果，得出结论：（每个五分钟计数显微镜视野内质壁分离的细胞数目）；⑥表达和交流。（2）问题驱动：植物细胞发生质壁分离。①分析发生的原因有哪些？内部原因，外部原因？②在这个过程中什么结构相当于我们渗透装置中的半透膜？③在细胞壁和原生质层之间的物质是什么？说明什么问题？④甲组实验自己前后对照的结论是什么？⑤甲组和乙组实验对照的结论是什么？⑥甲组和丙组实验对照的结论是什么？⑦什么样的细胞能够作为质壁分离实验的材料，原因。通过质壁分离和质壁分离复原实验还能够用来证明哪些结论？（3）归纳总结，构建模型：①概念模型：植物细胞能够渗透吸水和渗透失水的半透膜是原生质层，外界原因是细胞外液浓度大于细胞液浓度，内部原因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。②数学模型：不同小组将自己小组内的细胞数目填写在表格中，求出平均数，画出坐标轴曲线，总结出数学模型。（4）设计意图：通过探究实验的探究过程，让每一个同学参与到实验过程中，体验生物结论的提出建立在实验的基础上。
2.材料分析，问题驱动、归纳总结。水分子进出细胞是从低浓度溶液到高浓度溶液顺浓度梯度，那么其他的小分子也是这种情况吗？
资料一：人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力，甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液中高20—25倍。低于这个比值，上皮细胞就会从血液中继续吸收碘。
资料二:将绿叶菠菜分别放置在凉水和开水中，出现不同的现象，开水溶液中出现绿色的色素分子，凉水溶液中仍然是无色水溶液。（1）问题驱动：①不同作物对无机盐的吸收有差异吗？②水分子的跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样吗？③资料二说明生物膜的选择透过性和什么有关系？（2）归纳总结：生物膜对物质的吸收是具有选择性的。这种选择透过性与细胞的生命活动密切相关，是活细胞的重要特征。提出疑问：为什么不同的生物细胞对不同的小分子具有选择透过性呢？我们下节课物质跨膜运输的方式来研究。（3）设计意图：本环节通过资料分析，培养学生分析和理解材料的能力，培养学生的理性思维。
四、教学反思
本节课以体验式为主的教学方式，让学生在生物学的实验进行过程中体验探究实验的过程，引导自主、探究、合作的学习方式，培养学生探究能力，提高了生物学的学科素养。
参考文献
刘恩山曹保义2017普通高中生物学课程标准(2017年版)解读.高等教育出版社。