“细胞中的无机物”教学设计

欣向红

1 教材分析

“细胞中的无机物”是人教版生物教科书必修1第二章第五节的内容，在此之前，学生已经学习了细胞中的元素和化合物，为本节内容的学习起到前期的铺垫作用。本节的主要内容是“水和无机盐在细胞中的存在形式和生理作用”，在课标中的要求是了解层次。教材中通过“资料分析”“思考与讨论”“与生活的联系”“技能训练”等小栏目，给学生提供主动学习的机会，使学生通过动手试做、阅读分析、讨论交流等学习方式，获得知识，培养能力，提升素养。

2 教学目标

2.1 知识目标

说出水和无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。

2.2 能力目标

（1） 学会自主性学习;

（2） 学会阅读图表、资料，提取信息，分析归纳。

2.3 情感、态度与价值观目标

（1） 认同水是生命之源，形成自觉爱护水源的环保观念;

（2） 学会关注生活，关注健康。

3 教学重难点

水和无机盐在细胞中的作用是本节课的重点;学生以前没有接触过结合水，在日常生活中见到的水都是流动的，所以结合水的概念是本节课的难点。

4 教学用具准备

提前摘取八角金盘的一片叶子，干燥处理后，备用。课前，摘取与之前同样大小的新鲜叶片，备用;课前，制好浆糊块、西瓜块，备用;新鲜鸡蛋、臭鸡蛋;切刀、火柴等。

5 教学过程

5.1 动手试做，发现问题，自然引入

教师首先让学生掂量大小相似的八角金盘新鲜树叶和枯叶的重量，再将枯树叶点燃烧尽，从而引入本节课的教学。

教师提出问题：

① 两组树叶的质量悬殊主要是由什么物质的差异造成的？（水）

② 将枯树叶点燃烧尽，燃烧掉的是什么类物质？（有机物）得到的白色灰烬是什么成分？（无机盐）

教师叙述水和无机盐属于细胞中的无机物，由此引出本课的教学内容。

在讨论有关细胞中水的存在形式时，教师让学生用切刀分别切西瓜块、浆糊块，并提出问题：

① 西瓜块、浆糊块中都含有水吗？（有）

② 切西瓜块时会流出汁液，切浆糊块时，却没有汁液流出。西瓜块、浆糊块中的水的存在的主要形式一样吗？（不一样）从而引出自由水（以游离形式存在，可以自由流动）、结合水（与细胞内其他物质相结合）。

5.2 阅读资料，提取信息，归纳总结

有关细胞中水含量的特点，教师投影呈现表1～表4，引导学生阅读分析。

教师通过PPT投影一组填空题，引导学生自主归纳总结细胞中水的含量特点。

（1） 细胞中含量最多的化合物是    。

（2） 生物体的含水量随着   不同有所差别。

（3） 同种生物，在不同的    ，含水量不同。

（4） 同种生物不同的    中，含水量不同。

教师通过PPT呈现有关细胞中水的作用的资料卡片，引导学生通过阅读，感悟水的作用。

火星是地球最近的邻居，它一直被认为最有可能存在生命。人类一直在试图探测火星上是否有生命。所以，科学家们首先在寻找火星上有没有水。

一个人在极限状况下，可坚持20 d以上不进食。可一个人不喝水，1 d后就会丧失意识，生命濒临终点。

热带草原的旱季，草叶凋零，一片枯黄;热带草原的雨季一到，则满目翠绿，郁郁葱葱。（大屏幕同时投影热带草原的旱季与雨季的图片）

教师要求学生思考：你还能说出哪些生命离不开水的事实？（学生讨论交流）

师生归纳：生命离不开水，水是生命之源。

教师介绍自由水、结合水的作用：结合水是细胞结构的重要组成成分;自由水是细胞内的良好溶剂，参与细胞内的化学反应， 运送营养物质和代谢废物， 为细胞提供液体的环境。

教师投影有关无机盐的作用的资料卡片，让学生阅读，引导学生思考归纳无机盐的作用。

钙是骨骼、牙齿的重要组成部分。缺钙可导致骨软化病、骨质疏松症等。

铁是组成红细胞中血红蛋白不可缺少的（同时看课本P35血红蛋白分子局部图）。缺铁可使人疲乏、无力、注意力不集中、失眠，皮肤、毛发干燥并可导致贫血、抵抗力下降、易患感染。

教师要求学生思考：这些资料可说明无机盐有什么作用？（有些无机盐是细胞和生物体的重要组成部分）

缺镁可导致神经紧张、情绪不稳、肌肉震颤等。

碘是甲状腺激素的组成部分。缺碘会导致呆小症、儿童及成人甲状腺肿等。

锌具有促进生长发育的作用。儿童缺锌可导致生长发育不良;孕妇缺锌可导致婴儿脑发育不良、智力低下，即使出生后补锌也无济于事。

教师要求学生思考：该资料可说明无机盐有什么作用？（许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用）

在学生阅读归纳的基础上，教师再进行相关的补充，然后投影出无机盐的功能：

① 一些无机盐是细胞和生物体的重要组成部分。

② 许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。

③ 维持细胞的酸碱平衡。

④ 维持细胞正常形态。

5.3 联系生活，延伸拓展，提升能力

有关自由水和结合水转化及与细胞的代谢活动的关系，教师联系学生熟悉的生活现象，引导学生思考，进行适当地延伸拓展，以加深学生对自由水和结合水作用的理解、掌握，提高学生综合运用知识解决问题的能力。

教师向学生展示新鲜鸡蛋的蛋清和臭鸡蛋的蛋清，要求学生思考：

① 新鲜鸡蛋的蛋清里的水主要是什么形式？（新鲜的鸡蛋清中大部分水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这样的水为结合水）

② 臭鸡蛋的蛋清为什么会变“稀”，为什么？（蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分结合水释放出来，转变为自由水）

③ 种子为什么要晒干贮存？（减少自由水的含量，降低呼吸作用）

④ 干燥的种子为什么必须吸足水才能萌发？（增加自由水的含量，增强种子的新陈代谢活动）

⑤ 同体积的水和同体积的果汁放入冰箱中谁最先结冰？（水）

⑥ 根据问题⑤，生物体的抗寒性与自由水、结合水含量的关系是什么？（结合水含量越高，抗寒性相对较强）

在以上学生思考、分析的基础上，教师引导学生归纳自由水与结合水的关系：

① 自由水与结合水在一定条件下可以相互转化。

② 自由水/结合水比例的大小，决定着细胞或生物体的代谢强度：比值越大，即自由水的相对含量越多，代谢越强;反之，代谢越弱。生物的抗性与之相反，即二者比值越大，抗性越弱;比值越小，抗性越强。

5.4 关注健康，科学饮食，均衡营养

合理营养是青少年拥有一个健康强壮体魄的基本保障。许多青少年由于平时不注重营养的均衡摄入，体质下降。在学生了解了水和无机盐的作用后，教师通过提供“健康小贴士”的方式，引导学生在以后的生活中要学会科学饮食，做到均衡营养，以促进健康成长。

健康小贴士：

青少年每天要保证1 500mL至2 000 mL的水分摄入量，充足的水分可确保血液循环顺畅，这样大脑工作所需的氧及营养物质才能得到及时供应。

我国营养学会推荐青少年钙每天适宜摄入量为1 200～1 500 mg。常见含钙丰富的食物有鲜牛奶、酸奶、燕麦片、海参、豆类及其制品、金针菜等。

含铁量较高的食物有动物的肝、肾、肉类、血制品、蛋黄、海带、紫菜、黑木耳、豆类等;其中以荤菜中的铁含量最多且易被人体吸收，因此长期素食的人易患缺铁症。

我国营养学会推荐成年男性每天锌的适宜摄入量为15.5 mg，成年女性每天锌的适宜摄入量为11.5 mg。常见含锌丰富的食物是肝、肉类、蛋类、牡蛎等。

我国营养学会推荐18岁以上成人的碘每天适宜摄入量为150 mg。常见含碘丰富的食物是海产品，如海带、紫菜、干贝、海参等。

我国营养学会推荐18岁以上成人的镁每天适宜摄入量为350 mg。常见含镁丰富的食物是新鲜绿叶蔬菜、坚果、粗粮。

5.5 小组合作，自主探究，知识迁移

教师在教学中，通过“资料卡片”“健康小贴士”主要介绍无机盐对动物和人体的重要性，人体缺乏某种无机盐所产生的症状以及如何合理从食物中获取。植物生长发育需要哪些无机盐？植物体缺乏某种无机盐会出现什么症状？教师引导学生阅读教科书P36的“技能训练”，以学习小组为单位上网查找资料，了解某一种植物（如小麦）在生长发育过程中需要哪些无机盐，设计实验证明一种或几种无机盐是植物生长发育所必需的。通过小组的合作探究，使学生学会自主学习，深入体会科学探究的过程，提高设计实验方案及实际操作的技能，以践行“自主学习”“合作学习”“探究学习”的教学理念。教师在整个过程中对学生进行必要的指导，为学生的探究活动创造必要的条件。

6 教学后记

考虑到教材中的“问题探讨”不够直观，因此新课导入环节采用让学生动手试做，在动手中发现问题，从而自然地引入新课。虽然学生对于生活中的水有比较直观、丰富的感受，但对活细胞中水的存在形式及作用却缺乏正确、足够的认识，需要教师进行纠正和完善。因此，教学中教师让学生动手切西瓜块、浆糊块，观察新鲜鸡蛋、臭鸡蛋的蛋清，阅读表格、资料卡片，联系生活等形式，提供丰富材料，创设知识情境，让学生在获得感性认识的同时，发现问题，积极思考。这样调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学生阅读资料、提取信息、分析归纳的能力。

关于“无机盐的生理作用”，教师则是从学生都关注的身体健康切入，通过阅读资料、思考讨论的教学方法，引导学生归纳资料中所蕴含的知识内涵。

刚升入高一的学生在实验设计、自主探究等能力较为薄弱。对此，教师在本节教学环节中设计了一项课后作业：设计实验——证明一种或几种无机盐是植物生长发育所必需的，以提高学生实验设计、自主探究的能力。