本节主要内容是细胞吸水和失水的原理，它是学习根的水分吸收的必备知识，通过学习理解本节内容可为以后的学习打下基础。通过实验能够使学生在轻松愉快的气氛中真正理解细胞吸水和失水的原理。
2教学目标
2.1知识目标
让学生能够理解植物细胞得失水分的原理；总结出植物细胞得失水分的多少与外界溶液浓度大小之间的简单关系。
2.2能力目标
培养学生独立思考能力。通过实验使学生理解实验探究的过程：发现问题提出假设设计实验方案进行实验表达交流。培养学生的观察描述能力、实验能力和思维能力。
2.3情感目标
通过小组探究活动，培养学生的协作意识，培养他们认真、求实的科学态度。
3重难点
探究植物细胞吸水和失水的实验及原理。
4教学用具
萝卜、马铃薯、黄瓜、食盐、白糖、培养皿、烧杯、镊子、刀子、试管、清水等。
5教法
本节课教法采取学生自主进行为主、教师指导为辅的探究式教学，重过程，重体验，重实践。
6教学过程
6.1引入
教师课堂导入：“我们都吃过西红柿拌白糖，开始时盘子里没有水，可快吃完时会发现盘子里会有较多的汤出来，里面有很多的水。请大家思考：这水到底是哪里来的？怎么出来的？”由此导出植物吸水和吸水的现象。
6.2作出假设
教师提出问题：植物什么条件下失水？什么条件下吸水？让学生作出假设（此时可能出现多种假设，板书时一一列出）。最后，教师确定共同探究的是“植物的吸水和失水与外界溶液（液体）有关”，或“植物在清水中吸水，在盐或糖水中失水”。
6.3实施实验，探究交流
第一步：将学生分组，让每一组根据所给的实验材料用具进行讨论并设计出自己的实验方案。
第二步：让学生利用实验台上提供的实验材料用具进行自已设计的实验（让学生分小组自主完成）。
不同的学生思路不同，设计的实验可能不同，选择不同材料的用具，设计不同实验来验证该问题。同时教师加强指导，对学生设计不严密的地方及时指出，帮他们改进和完善，对错误的实验步骤及时予以纠正，对正确的操作设计和有创意的设计及时给予肯定和鼓励。
6.4小组交流
让各小组展示自己的实验结果并派出代表加以说明，其他小组注意分析点评实验中存在的不足和优点，最后教师作出总结。
6.5教师提出问题
教师提问：是不是把植物放在盐水或糖水中就一定失水呢？和它们放的浓度有没有关系呢？学生带着问题再次进行实验，实验完成后进行交流。
教师引导学生总结得出最后结论：植物的吸水和失水与外界溶液浓度有关，即：当细胞液浓度>细胞外液浓度时，细胞吸水；当细胞液浓度
7板书设计
探究植物细胞吸水和失水的原理：
1）提出问题作出假设设计实验进行实验表达交流；
2）植物的吸水和失水与外界溶液浓度有关；
3）当细胞液浓度>细胞外液浓度时，细胞吸水；当细胞液浓度
8设计理念
关键词：类比推理;探究性实验;教学设计
中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：1992-7711（2012）07-078-1
类比推理是根据两类事物在一些属性上的相似或相同，推出它们在其他属性尤其本质属性上也相似或相同的推理方式。探究性实验是相对验证性实验而提出的一种学习方式。与验证性实验重视获取知识的目标不同，探究性实验注重过程性，体现学生在学习过程中积极主动的获取知识，认识和解决问题的能力。在探究性实验教学环节中如何引导学生在学习过程中发现问题，提出问题是顺利展开探究性实验的基础，引发学生对问题进行猜想和假设是探究性实验的关键，科学的探究性方案则是实验的保障。笔者在教授“物质跨膜运输的实例(第1课时)”这部分内容时，根据教学内容的特点，巧用类比推理的方法来达成探究性实验目的进行了积极的尝试。
一、教学设计思路
课前为学生提供演示实验材料，要求学生进行观察、记录和思考问题，按学案要求预习；课堂上利用多媒体展示图片、动画，让学生能进行直观感知，引导学生通过类比推理提出问题，解决问题。通过探究活动培养学生的动手能力、讨论和交流能力，从中培养学生的合作意识。最后通过计算机操作，让学生模拟微观世界的变化，评价总结形成正确的认知。
二、教学目标
1.知识目标：理解细胞在什么情况下吸水和失水
2．能力目标：
①尝试从现实生活现象中提出问题，作出假设。
②学习进行探究问题的一般方法和步骤，形成自主学习的能力和习惯。
③通过进行“关于植物细胞吸水和失水”的实验设计和操作，培养学生创新思维和创造力。
三、教学方法
1.直观教学法本节课充分借助多媒体动画，把有关渗透作用、质壁分离及复原直观的展示给学生，有利于学生由感性认识上升到理性认识。
2.学案导学法课本是知识之源，是学习之本。通过学案以问题串、重点知识填空等形式，有意识地引导学生看课本，为新授课扫清“路障”，提高课堂效率。
3.类比归纳法和点拨法通过类比归纳法能迅速而准确地由此及彼，去认识未知概念，获得新的知识；同时，适时得当的点拨有利于学生掌握正确的探究方法。
四、教学过程
1.课前准备：课前完成渗透作用探究实验，预习并初步完成学案中植物细胞吸水和失水的探究方案，为课堂上理解细胞的吸水和失水做好准备，复习显微镜的使用。
2.课堂实施：
教学环节教师活动设计意图和思维训练
生活事例
导入新课1)通过多媒体创设情景：盐拌黄瓜渗出水分
2)细胞是一个开放的系统，有很多的物质进出细胞，今天我们先来学习细胞中含量最多的化合物水分子的跨膜运输，该处的膜是指什么膜？通过生活场景的再现，生动导入，充分调动学生的学习热情，激活思维，引入课题
实例分析，
类比推理
渗透现象及其发生的条件请学生展示课前准备的演示实验并说出观察现象
动物细胞的吸水和失水（以哺乳动物红细胞为例）
引导学生回忆“制备细胞膜”的实验，组织学生阅读书本P60图4-1“水分进出哺乳动物红细胞的状况”图，创设问题，组织讨论分析。1）通过分析宏观的物理渗透装置的条件，为进入微观领域细胞的渗透作用做铺垫运用类比推理把物理装置与动物细胞联系在一起，并利用新旧知识的结合点，培养学生知识的迁移能力，学会大胆猜想。
2）细胞壁限制植物细胞的吸水，正确的认识为学习植物细胞的吸水失水打下伏笔。
分组探究，成果交流
植物细胞吸水和失水1）设计实验参考课本中P62的信息，引导学生考虑实验设计上的一些细节问题，例如：
①实验材料、取材的方法、实验用具的选择等“井”字为好呢？
②实验步骤结合动物细胞吸水和失水实验，制备细胞膜的方法，引导学生设计实验步骤。
2）动手实验规范显微镜的使用，小组间分工合作，及时填写观察现象。实验现象模拟:细胞失水和吸水变化，提出质壁分离及复原现象。
3）引导总结：植物细胞是一个渗透装置：
①原生质层可看作半透膜。
②当外界溶液的浓度>细胞液的浓度时，细胞失水，出现质壁分离现象；
当外界溶液的浓度
1）通过问题的设置，使学生领悟到选择合适实验材料、方法的重要性。
2）通过类比推理，引导学生设计植物细胞吸水和失水的实验。
总结评价引导学生对实验成败进行分析，提出改进方法。对本节学习进行总结，着重指出探究的一般方法和基本步骤。完成学案中“课堂检测”。
通过探究案例的亲身设计、成果交流，引导学生逐步领悟探究过程的一般方法与基本思想。
五、效果及反思
通过本节课学习，学生能尝试根据自己提出的问题和假设，设计实验，能领悟探究过程的一般方法与基本思想。在探究过程中理解细胞的吸水和失水的条件，理解原生质层的结构，通过实验现象认识到水分子可以自由进出细胞膜（或原生质层），并且是顺相对含量的梯度进行的，为后续学习作铺垫。回顾整个教学过程，笔者认为本节课有以下几个成功之处：
1.切实做好演示实验，让实验道出真知，活化课堂。
2.学生具备规范熟练的显微镜操作技能。
关键词：高中生物分子与细胞教学建议
高中生物“分子与细胞”模块是普通高中新课程中第一个必修模块，是以后学习生物知识的一个重要基础。对于这部分内容的掌握情况，将直接影响以后的学习。因此，教师必须重视这部分知识的学习。在新课程背景下，如何体现素质教育理念，更好地进行生物教学是广大教师需要探索的课题。笔者结合自己的教学实际，对于如何进行高中生物分子与细胞教学，谈谈自己的建议。
一、加强探究性实验教学，提高学生的理解能力
实验教学是生物教学的重要组成部分，也是学生喜闻乐见的教学方式之一。传统的实验教学中，更注重的是实验的结果，目的是通过实验论证观点，是为了实验而实验。学生只要深刻记忆实验结果或者进行简单操作就好，根本不重视学生在实验过程中的推理和假设，完全忽视学生探究性能力的培养。因此，在新课程背景下，必须加强探究性实验教学，让学生在探究性实验过程中积极思考，在自己亲自操作的过程中，掌握科学的实验方法，培养思维能力和理解能力。比如，在学习“酶的实验——探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”时，教师要先讲解一下实验步骤：第一步，取两支干净的试管，编上号1、2，分别装上淀粉和蔗糖。第二步，在两个试管中分别加入2ml淀粉酶溶液。第三步，把试管下端浸在60度左右的温水中保温。然后让学生实际操作一下，在操作等待的过程中，教师要让学生猜测、思考，然后提问：两个试管可能会发生什么样的反应？由此可以看出酶的什么特性？看看结果是否验证了学生的想法。这就需要我们进行检测。用斐林试剂检测产物的存在，看看两个试管内的反应，是否有砖红色沉淀，如果有砖红色沉淀就说明——酶可以催化这个水解反应；如果没有沉淀就说明——反应不能进行。学生通过这个实验，既深刻认识到酶具有专一性的特点，而且又亲自参与实验的过程，进行了积极的思考，对于学生的思维能力、理解能力和实践能力的提高都是非常有益的。
二、尊重学生的主体地位，重视学习过程
首先，教师要做好课前准备，精心设计教学过程。分子与细胞模块具备自己的核心概念，有着贯彻始终的科学思想观念和方法。知识之间的内在逻辑联系比较紧密，模块的整体性特别突出。因此，教师在进行课前准备时，要按照新课程理念的要求精心设计教学过程，突出教学设计的整体性。
其次，教师在授课过程中要时刻关注学生的反应，加强与学生的情感交流。新课程标准提出：学生是学习的主人，要尊重学生的主体地位，发挥学生的主体作用。因此，在教学过程中，教师要时刻关注学生的情感变化，围绕学生进行教学。重视学生的知识习得过程，给同学们尽情展示自己的机会，让学生积极参与课堂教学。用心与学生进行情感交流，随时关注学生的变化调整教学策略，让学生的思维始终处于积极活跃的状态，提高学生的学习兴趣。同时，要理论联系实际，引导学生将所学到的知识应用到现实生活中去，学以致用，培养学生探究性学习的能力和实践能力。
最后，做好课后总结与反思。教师要做善于教学的有心人，坚持进行课后总结与反思，分析课堂教学的成功与失败，有针对性地进行改进、查漏补缺，寻找对策，避免再犯同样的错误。这样长期坚持下去，可以不断完善教学过程，提高教学效率。课堂反思是教学的重要环节，只有拥有反思的教育才是完整的教育。
三、教师加强讲解、总结，帮助学生掌握基本概念和重点问题
分子与细胞模块总共包括五部分内容：细胞的分子组成、细胞的结构、细胞的代谢、细胞的增殖、细胞的分化衰老和凋亡。在教学过程和学生的学习过程中，出现了很多学生不好理解的重难点问题，需要教师加强讲解和总结，教师要将这些不好理解、掌握的知识进行细致的讲解和总结，以便帮助学生更好地掌握基本概念和重难点问题。比如，学习细胞增殖时，教师应该说清楚几个容易混淆的概念：“纺锤丝”“纺锤体”。纺锤丝是细胞分裂期出现的丝状结构，纺锤体是由纺锤丝或星射线构成的形态结构；“赤道板”“细胞板”。赤道板是细胞中央纺锤体中类似地球赤道位置的空间，是非物质的，细胞板是在赤道板位置后来出现的一种物质结构，最终形成细胞壁；“体细胞”“子细胞”。生物体除生殖细胞外均为体细胞，子细胞通常指原细胞分裂后形成的两个新的细胞。有丝分裂、无丝分裂形成的子细胞仍为体细胞，减数分裂形成的子细胞为生殖细胞。再比如教师可以巧用排列组合的概念来帮助学生理解蛋白质、核酸的多样性，并通过习题进行具体的练习。
四、充分利用网络资源和历年高考真题，优化习题练习
练习是强化和巩固知识的重要途径。在学习完一节内容后，教师必须精心设计有针对性的习题，让学生进行必要的练习，以便确保学生强化知识的掌握。除了课本和辅导书上的习题外，教师也可以选择以下两种习题。
（一）历年的高考真题
做高考真题练习是一个比较好的练习方式。高考题是由命题专家在严密、科学的操作下完成的，高考题不仅水平高，而且反映了新课程的要求，体现了学生的能力和情感态度价值观，是对学生综合素质的一个考察。
比如，2009年高考理综试题（陕西卷）选择题的第5题：“已知小麦抗病对感病为显性，无芒对有芒为显性，两对性状独立遗传。用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交，F1自交，播种所有的F2，假定所有的F2植株都能成活，在F2植株开花前，拔掉所有的有芒植株，并对剩余植株套袋。假定剩余的每株F2收获的种子数量相等，且F3的表现型符合遗传定律。从理论上讲F3中表现感病植株的比例为：
A.1/8B.3/8C.1/16D.3/16
这道题的答案是B。
解：设抗病基因为A，感病为a，无芒为B，则有芒为b。依题意，亲本为AABB和aabb，F1为AaBb，F2有4种表现型和9种基因型。拔掉所有有芒植株后，剩下的植株的基因型及比例为：1/2Aabb、1/4AAbb、1/4aabb。剩下的植株套袋，即让其自交，则理论上F3中感病植株为：1/2×1/4（Aabb自交得1/4aabb）+1/4（aabb）=3/8。故选B。这道题的计算，需要将生物学基础知识和数学概率结合应用，考察的就是学生的综合素质。练习高考题，对于减少学生习题的盲目性，减轻学生的习题量是有帮助的。
（二）利用网络资源精选习题
在网络上有大量的习题，其中也不乏高质量的习题。教师要根据学生的学习实际，去伪存真、去粗选精，选择适合学生的习题供学生练习。这样不仅节省了教师的时间，而且能够适应学生差异性的特点，能够满足不同层次学生的需要，从而使不同的学生各取所需，都能得到锻炼、发展，享受到成功的体验，既激发了学生的学习兴趣，又充分发挥了习题的作用，取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]戴波.高中生物分子与细胞教学存在的问题及教学建议.中学教学参考：理科版，2010（9）.
[2]高贞富.高一生物教材《分子与细胞》教学反思.教师教育科研，2009（6）.
[关键词]细胞生物学实验教学方法教学内容教学改革
[中图分类号]G642.423[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2015）12-0153-02
细胞生物学是生物学至关重要的一门基础学科，发展也是日新月异，同时也是一门实验性学科。理论教学可使学生掌握课程的基础知识、学科框架以及学科前沿，而实验课程的开设能使学生巩固所学理论知识，掌握该学科基本实验技能和研究方法，培养学生科学研究的思维和意识，提高学生的综合科研素质。细胞生物学实验不仅是理论课程的补充，也是整个生物学实验教学体系重要的一门课程。[1][2]
随着细胞生物学实验技术方法的快速发展、教学条件的改善以及学生培养目标的调整，目前细胞生物学实验教学过程中逐渐出现了一些不足与缺陷。例如，课程内容较陈旧，不能与时俱进;教学方法单一，课堂气氛沉闷;学生缺乏积极主动性，教学效果欠佳等。如何丰富和更新细胞生物学实验内容，提高教学效果，达到培养创新型人才的目的，已成为摆在教师面前亟待解决的问题。
一、优化实验教学内容
细胞生物学实验内容广泛，基本实验包括细胞器结构观察、细胞及亚细胞组分离心分离技术、细胞常规制片技术、细胞染色体标本的制备及观察等，有些较综合性的实验涉及的实验技能较多，时间较长，如动物细胞培养实验等。
基本实验所需时间较短，在课程设置时可将一些同类的实验项目合并，合理安排时间，提高实验效率。细胞器的观察可归为一个实验，细胞核的分离与叶绿体的分离合并起来，有丝分裂和减数分裂染色体形态观察和分析合并等。通过这些措施，可以在有限的时间里做更多的实验，提高了效率，节约了时间。这些基本实验教学的目的是强化细胞生物学实验基本技能，掌握基本实验方法和技术。[2]
为了强化学生的基本操作能力，启迪创新意识，培养综合运用实验技术分析和解决问题的科研能力，应合理开设综合性实验，将单一验证性的实验项目整合为系统化的综合性实验。比如动物细胞的原代培养及保存与复苏这个实验，包含了原代培养、细胞计数及观察、细胞的保存与复苏等小的实验项目。
二、现代化手段辅助教学
多媒体教学直观生动，有利于学生对知识的理解和掌握，激发学生的兴趣，提高教学效果。在实验课中，可播放一些自己录制或购买的实验教学录像，让学生更直观、更清楚地看到整个实验过程。例如在动物细胞培养实验时，先播放动物细胞培养的视频录像，让学生了解前期准备的细节，了解动物细胞培养的过程和注意点，这样可有效地提高学生的实验技能和实验的成功率，弥补传统教学的不足。另外，随着细胞生物学实验技术的快速发展，一些重要而当前不能实际操作的实验，在课堂上可以让学生观看教学录像或网络视频资料，使学生了解其结构和用途。如流式细胞仪的使用。
通过带有显微成像系统的显微镜，将好的实验结果拍摄下来，可以对图像进行进一步的分析和长期保存，展示给学生，使学生有一个清晰、直观的认识，老师讲课的时候也更加具有针对性，内容更具体、生动。例如在植物细胞有丝分裂和减数分裂染色体形态分析实验中，学生常对典型分裂时期的图像把握不好，那么就可以拍摄该种生物各个分裂时期的图像，有针对性的讲解，学生更容易理解，也有了判断依据和标准，提高了效率。
三、逐步实施开放性实验教学，提高学生主动性
目前细胞生物学实验教学大多是验证性，学生对这种被动的、按部就班的教学方法积极性不高，难以激发其学习兴趣，效果也不理想。很多专家教授提出要打破细胞生物学实验这种传统教学模式，实施开放性教学，培养学生科研思维能力。开放性实验教学的效果毋庸置疑，但在我们的实践中以及调研其他院校后发现，开放性实验普遍存在教学时间有限、实验老师工作量巨大及需要较多实验经费等现实问题。另外，学生知识水平有限，难以把握实验难度，实验设计不够合理，往往难以获得理想的结果，有时会打击学生的学习积极性。开放性实验室的安全性和实验室日常管理等问题也是不易解决的问题。我们在实践中采用多层次、灵活的办法，适当增加一些经费和人力投入开放式教学，引导学生自己准备实验，对实验所用材料进行选择，对同一实验采用不同实验方法等不同程度的、有限的开放，达到学生积极参与的效果。
（一）实验材料自主选择。实验课中经常是一个实验内容都采用同一种实验材料，常出现个别同学实验积极性不高，参考别人实验结果的惰。有些实验内容，老师可以很方便的准备多种实验材料，学生可根据兴趣选取不同材料。这样学生会相互间进行比较，思考由于材料不同引起的实验方法和结果有哪些不同，有利于提高学习兴趣，培养科学思维能力，丰富基础知识。例如，在植物细胞有丝分裂染色体形态分析试验中准备洋葱根尖和蚕豆根尖，学生选取其中一种材料进行染色体形态观察和分析，又如在石蜡切片制作过程中，可选用植物或动物材料。[3]这样学生就会比较两种材料有什么不同，分析实验结果的差异在哪里，为什么有这样的结果。这样带着问题做实验，在实验中寻找答案，就会调动学习积极性，提高教学效果。
（二）灵活采用实验方法。在实验方法上同样可实行开放式教学，如细胞活性测定的实验中，染料排斥法、双色荧光检测法和N11检测法都可以检测细胞的死活，而三者的原理和所需的实验仪器试剂都是不同的。在实验教学过程中可以让学生根据自己的兴趣选择其中的任意一种或多种方法，只有当学生明确了实验原理、实验方法后，才可根据已确定的实验方法进行仪器试剂的选择。经过这样的自主选择后，学生对实验原理和实验方法都有了很好的掌握。
在每一个试验中，始终贯彻科学的思维方法和实验方法，对于实验指导中给出的具体的操作可做适当的调整或改变。如在植物细胞骨架的光学显微镜观察这一实验中，细胞骨架制片效果的好坏与TritonX-100的浓度和处理时间密切相关。在上课时，讲清楚在这一实验中的TritonX-100作用和原理，可以让学生分组后改变TritonX-100的浓度和作用时间，其余步骤不变，然后比较实验效果，确定最佳条件。通过这个实验，学生不仅掌握了细胞骨架的制片技术，而且能透彻理解TritonX-100的作用原理，也使学生认识到不能教条式照搬已有知识，培养其科学的思维和方法。
（三）逐步开放实验内容。依据实验内容和实验条件，从验证性实验逐渐开展不同程度的开放性实验。首先，可以让有兴趣的学生共同参与实验前期准备工作，在实验员准备实验的时间，提前通知学生，在老师指导下学生自己准备材料，如提供给学生洋葱、蚕豆，自己培育根尖，配置实验所需的溶剂等。在动物细胞培养试验中，让学生和老师一起洗培养瓶，灭菌，配置培养基等，从而提高学生的实验技能，培养学习兴趣，理解实验准备工作的繁琐，培养吃苦耐劳的品质。其次，可开放局部实验方案确定环节，培养学生的探索精神。最后，设置开放实验，可让学生自主设计实验。老师提供多个可行的实验项目，将学生分成几个小组，以小组的形式完成实验。这就要求学生主动查阅相关文献，设计实验，通过师生之间的讨论后，制订出可行的实验方案并予以实施，这非常有利于引导学生积极思考，激发学生探索欲望。
（四）课堂教学与课外科研工作相结合。二年级以上的本科生绝大多数都进入了不同老师的科研实验室，而科研实验室的开放可让部分感兴趣的同学在实验老师和科研实验室共同指导下自行设计实验，学生根据科研实验室条件和老师研究方向，查阅文献，提出实验设计方案，老师根据学生的知识结构，对选题和实验设计做出筛选，确定后在科研实验室完成这部分工作，最后做一次实验总结报告，计入平时成绩。
四、完善成绩综合评定体系
根据实验课程的特点，应对实验课全程跟踪评定，包括出勤情况，课堂纪律，规范操作，实验态度，实验结果，实验报告，劳动纪律，责任心等多方位对学生做出综合评定。[4]可分为三个方面：平时成绩，包括出勤率和课堂实验态度，操作规范情况等，培养学生良好的实验作风，激发学生学习的积极性;实验结果，实验操作能反映学生的基本实验素养与动手操作能力，主要通过考察学生的实验表现得到，对于一些操作性强的实验课可当场记录成绩并计入最后的综合考评中;实验报告，根据学生的实验报告来评定成绩，综合性实验的实验报告可以改成论文的格式，这就要求学生对实验原理、步骤、结果以及数据等做出总结，以提高总结能力。这样，才能达到使学生加深理解细胞生物学基本理论知识，锻炼学生的实际动手能力，提高实验操作技能，培养学生的科技创新意识和综合素质的目的。
[注释]
[1]陈媛媛，陈付学，华子仪，等.深化细胞生物学实验教学改革，探索开放式实验模式[J].教育教学论坛，2012（40）：60-61.
[2]李小燕，刘江东，郑凌，等.深化细胞生物学实验教学改革培养创新型人才[J].实验技术与管理，2011（4）：116-119，142.
一、教学情景
1．导入
细胞结构的发现有着漫长的历程，直到德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了“细胞学说”，人们才公认为细胞是生物形态结构和生命活动的基本单位。生物体由许多细胞构成，那细胞的边界是什么？（细胞膜）（屏幕展示细胞膜的结构模型）请问，该模型是怎样建立和完善的？
2．探究细胞膜的结构
屏幕展示光学显微镜下植物的表皮细胞、人血液中的红细胞等结构图。
讲述：请同学们瞪大眼睛仔细看，能不能看清细胞的内部结构？（看不清）因为细胞膜很薄，科学研究发现细胞膜厚度只有约8nm。
细胞非常的小，细胞膜如此的薄，许多科学家在前后100多年的时间里进行无数次大胆的推测、想象和实验，反复探究，最终弄清了细胞膜的结构。科学研究离不开大胆的推测和想象，现在就请大家打开思维的大门，展开想象的翅膀，一起来探索细胞膜的结构。
（1）探究细胞膜的化学成分
资料1：1895年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：脂容性的物质比非脂容性的物质更易通过细胞膜进入细胞。
讲述：从中可得知细胞膜含有什么成分？
资料2：20世纪初，科学家第一次将细胞膜从细胞中分离出来，并且发现细胞膜会被脂质溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。
讲述：从中可得知细胞膜的成分是什么？（含脂质和蛋白质）据科学进一步提纯、分析，发现细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。此外，还有少量糖类。
总结：细胞膜的化学成分为磷脂、蛋白质、糖类。
讲述：那么，构成细胞膜的磷脂分子、蛋白质分子和糖类又是怎样进一步组合形成完整的细胞膜的呢？科学家对细胞膜的结构进行了进一步的探索。
（2）探索细胞膜的结构
资料3：1925年荷兰科学家高特和格伦德把红细胞的磷脂抽提出来，在水面排成单分子层，结果发现磷脂分子排成单层后的面积恰恰等于红细胞表面积的两倍。
讲述：为什么会出现上述情况？
总结：细胞膜是由磷脂双分子层组成的。
讲述：我们知道，细胞膜的主要成分是磷脂分子和蛋白质分子，那么，蛋白质分子分布在细胞膜的什么位置呢？
资料4：20世纪40年代，曾经有学者推测磷脂双分子层两边各覆盖着蛋白质。直到1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的“暗—亮—暗”的3层结构。
阅读并讨论：你认为暗的是什么？亮的又是什么？
总结：罗伯特森结合其他科学家的研究成果，最后认为暗的是蛋白质，亮的是磷脂分子，并且由此构建了“蛋白质—磷脂—蛋白质”3层结构模型。
讲述：当时罗伯特森提出的3层结构模型有两个特点：（1）蛋白质分子都覆盖在磷脂双分子层的两侧。（2）构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是静止不动的。随着科学的发展，3层结构模型的特点逐渐受到人们的质疑。那么蛋白质分子在磷脂双分子层是如何排布的呢？
资料5：随着近代科学技术手段不断应用于生物膜的研究，科学家发现蛋白质不是全部平铺在磷脂的表面，而是蛋白质或镶嵌，或贯穿，或覆盖于磷脂分子中。而糖类连接在蛋白质的表面。
（3）探究细胞膜的结构特点
资料6：1970年费雷和埃迪登用红色荧光染料对小鼠细胞膜的蛋白质进行标志，用绿色荧光染料对人细胞膜上的蛋白质进行标志，然后，让这两种细胞融合，发现一半呈红色一半呈绿色，经过40分钟培养后，红色荧光点和绿色荧光点均匀分布。
阅读并讨论：这个实验说明什么？为什么？
总结：这个实验说明细胞膜具有一定的流动性。
（4）简介细胞膜的流动镶嵌模型
资料7：1972年，桑格和尼克森提出了细胞膜的流动镶嵌模型。
强调总结细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。
二、体会与反思
教学中巧妙地将科学家探索细胞膜结构历程的科学史进行组织、分析，让学生沿着科学家的探索历程进行探究学习。更好地体现了《普通高中生物课程标准》提出的“提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究性学习”的新理念。上述案例表现了多方面的优点。
1．创设了情境问题，激发了学生学习的欲望
学生都具有好奇、爱探索、易感染的心理特点。如果仅用知识介绍的传统教学模式不能适应学生的这一心理特点。教学中准确地引进细胞膜的发现过程的史实资料，巧妙地设计探究性问题，很容易吸引学生的注意力和激发学习欲望。如，当资料6中人、鼠细胞杂交时，就是班上几位平时不爱听讲的学生学习热情也明显提高，并与我们一起思考、回答问题。
2．实现了师生角色转变，学生学习方式的变革
教材上关于细胞膜的知识都是简单的结论性介绍，学生一般都是被动地接受。但通过科学史有关资料和经典实验的分析，例如，采用“提出问题—分析经典实验或材料—师生讨论—得出结论”进行探究式教学，较好地避免了学生死记硬背和被动接受知识，使学生顺利完成由知识接受者到知识探索者的角色转换。同时也帮助了学生合作探究，增加了师生、生生互动的机会，充分发挥了学生学习的自主性。
因此，引用科学史不失为一条探究性教学的好途径。在人教版普通高中课程标准实验教科书《生物》教材中有很多章节都可以推广这种探究教学，如酶的发现、光合作用发现、生长素的发现等。
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“根对水分的吸收”是冀少版八年级上册生物教材第三单元“植物的生活”第二章“根的吸收作用”第二节的内容。教材在前面介绍了根尖的结构，本节课进一步学习根对水分的吸收，通过对这一节内容的学习，学生弄清水分进入植物体的来龙去脉，这为其以后学习叶、茎等器官的水分输导打下基础；同时也为高中进一步学习渗透作用做好铺垫。
本节课也是学生学习科学探究和进行概念教学的一个很好的载体，笔者对这节课的教学设计进行了大胆的尝试。课堂教学突出“探”字，通过课堂生成，激活学生思维；教师注重感性认识，通过获得真实证据，捕象概括建立概念；教学内容联系学生的生活经验，使教材更加鲜活，课堂更具本土性和时代性；教师强化科学实验，通过使学生经历研究过程，提升他们的科学素养。
2.教学目标
2.1知识目标
举例说明植物细胞吸水和失水的现象；概述根毛吸水和失水的道理；举例说出对植物进行合理灌溉的方法。
2.2能力目标
通过对演示实验的观察，提高观察能力和思维能力；通过对生活实例、实验结果的分析，提高分析问题和解决问题的能力。
2.3情感目标
通过学习根毛细胞适于吸收水分的结构特点，初步树立植物体结构与其功能相适应的观点。
3.教学重点
分析细胞吸水和失水的实验和原理；阐述根毛吸水和失水的原理和过程。
4.教学难点
分析细胞和根毛吸水和失水的原理。
5.教学过程
本节课通过3个科学实验把5个相关内容联系起来，从科学实验的设计、预期到实验过程，教师课前进行实验，课堂展示，让学生完整地经历科学研究的过程，了解科学研究的一般方法。教师强化科学实验，使学生亲身经历科学研究的过程，提升其生物科学素养。教学流程如下。
5.1课前实验
学生实验（课前学生分组实验材料）：将若干等长的萝卜条留1条待用，其余的平均分成2份放入盛有清水和盐水的培养皿中，准备观察。
5.2情景引入
师：今天给同学带来两把菠菜（新鲜的和萎蔫的），请同学帮助选择你会买哪把菠菜。为什么？如果菜农发现菠菜叶子萎蔫儿了，一般会怎么做？
生：会选择新鲜的、水分充足的。菜农往菠菜上喷水，一会儿叶子就硬挺了。
师：马铃薯、黄瓜等蔬菜也会出现这种情况吗？
生：应该会。
师总结：植物的器官有一定的吸水和失水能力。
5.3合作探究
师：植物吸水的主要器官是什么？
学生：做出猜测。
师：植物吸水的主要器官是什么？请学生利用教师给出的实验材料探究植物吸水的主要器官是根，还是茎、叶？
学生小组合作设计实验；小组汇报设计实验的结果，师生、生生及时进行评价。
师生共同分析实验设计，总结出对照、变量和重复组；预测会出现什么实验结果；并概括设计实验的一般规律。
师生总结归纳：作出假设：植物吸水的主要器官是根。实验步骤：（1）称10份等质量的蒜苗，分为2组。（2）一组根浸入水中，另一组茎叶浸入水中，其他条件保持一致。（3）一昼夜后，比较重量变化。预测结果：根浸入水中的蒜苗比较重；茎叶浸入水中的蒜苗比较轻。
设计实验的一般规律：（1）取等量，分组。（2）设置对照，其他条件相同。（3）观察现象。
演示实验：教师课前进行具体实验操作，完成实。验过程。
学生：根浸入水中的蒜苗长势较好，比较重；茎叶浸入水中的蒜苗长势稍差些，比较轻。
学生得出结论：植物吸水的主要器官是根。
师生总结归纳：观察到的现象跟预测的结果一致。
5.4观察分析
请学生观察图片中幼苗的根（图1），尝试判断根吸水的主要部位。
师：根的成熟区有哪些适于吸水的特点？
在成熟区每平方毫米的表皮上的根毛数目，玉米约有420条，豌豆约有230条。一颗黑麦约有40亿条根毛，总长度可达9000多km。从资料中，你可以得出什么结论？
生：根毛数量多，扩大了根的吸收面积。
师：我们把局部放大，观察根毛细胞的结构。
生：根毛是成熟区表皮细胞壁向外突起形成的，细胞壁薄，细胞质少，液泡大。
进一步观察根尖的模式图。
生：在成熟区的内部细胞分化，形成导管，它们能运输水分。
学生得出结论：根毛成熟区的吸水能力最强。
5.5实验分析
师：细胞是怎样吸水的呢？
学生实验：将萝卜条（课前学生分组实验准备）分别取出，放在吸水纸上，分别与预留的萝卜条比较长短，观察清水和盐水中取出的萝卜条的长度变化情况。小组代表汇报实验现象。
学生分组实验。
实验现象：放在清水中的萝卜条长度增加，放在盐水中的萝卜条长度减少。
师：放在不同的溶液里，萝卜条的长度发生变化的根本原因是什么？
生：放在清水中的萝卜条细胞吸水和放在盐水中的萝卜条细胞失水。
师：细胞的吸水和失水与什么因素有关呢？
学生结论：外界溶液的浓度。
学生得出实验结论：发生细胞吸水时，周围水溶液的浓度一般比较低；发生细胞失水时，周围水溶液的浓度一般比较高。
师：大家观察两张细胞吸水和失水的模式图，哪个是放在清水中的，哪个是放在盐水中的，你做出判断的根据是什么？
学生观察得出结果。
师：可以看出细胞吸水的过程中，水依次经过细胞的哪些结构？
学生观察：依次经过细胞壁、细胞膜、细胞质，进入液泡中。
师：细胞失水的过程中，水依次经过细胞的哪些结构？
生：从液泡，依次经过细胞质、细胞膜、细胞壁到外界。
生：细胞吸水还是失水，主要跟周围水溶液浓度和细胞液浓度有关。
教师演示两组“半透膜实验”，模拟内、外两侧有浓度差时，判断水往哪里流？
演示实验一：膜内为蔗糖溶液，膜外为蒸馏水，20min后观察现象变化。
演示实验二：膜内为蒸馏水，膜外为蔗糖溶液，20min后观察现象变化。
学生得出结论：水往浓度高处流。
师：比较萝卜条的细胞液浓度与清水、盐水浓度的大小。
生：清水
师：我们来看一场拔河比赛动态模拟。这是一个正常形态的细胞模式图，把它放在清水中时，细胞液的浓度和周围水溶液浓度有什么关系？
学生总结：细胞液浓度大于周围水溶液浓度。
师：我们用小人的数量来表示浓度的大小。当细胞处于清水中时，细胞液浓度比较大，用3个小人表示；周围水溶液浓度比较小，用2个小人表示，他们手中的绳子代表水。假定每个小人的力量一样大，那小人拽着绳子，会往哪边走？
生：液泡里。绳子代表的水进入细胞的液泡里，细胞膨胀。这个过程就是细胞吸水，相反的情况是细胞失水。
师生得出结论：细胞吸水与失水的原理，细胞液浓度大于周围溶液的浓度，细胞吸水；细胞液浓度小于周围溶液的浓度，细胞失水。
师：知道了细胞吸水和失水的过程，我们来看根毛细胞的吸水。
5.6深层分析
师：你认为根毛细胞吸水的条件是什么呢？
生：根毛细胞中细胞液的浓度大于周围水溶液的浓度。
师：在生活中，我们怎么做到使植物细胞液浓度大于周围水溶液浓度呢？
生：给植物浇水等方法。
师：请一位同学给大家描述一下根毛细胞吸水的过程。
学生：土壤水分细胞壁细胞膜细胞质液泡。
师：根吸水首先是根毛细胞吸水，根毛细胞吸水后细胞液的浓度降低，接下来会发生什么情况呢？
生：根毛细胞根内层层细胞导管茎和其他器官。
学生得出结论：这样就满足了植物体不同器官对水分的需求。
5.7实例分析
师：你认识这两种花卉（仙人球、绿萝）吗？它们都有净化空气的作用。你知道在日常生活中，种植这两种植物对需水量有什么不同要求吗？
生：仙人球需水量小，绿萝需水量大。不同植物需水量不同。
师：我们来看一张图表（图2），你从中得出什么信息？
生：同一植物在不同生长期需水量不同。我们在日常生活中，要考虑到植物的实际情况，合理浇水，既要保证植物的正常生活，也要节约用水。
5.8学习归纳（略）