資源簡介

細胞體積為什么這么小
廣東梅縣外國語學校 張裕敏
一、教學分析
本節課位于北師大版七年級上冊第三章第三節“細胞通過分裂而增值”的第1課時。在學生通過第一、二節的學習后，基本已經掌握了細胞的結構和功能的基礎上，要求學生理解“細胞增殖的重要性”的基礎上加深對細胞增值方式的理解和掌握。教材中為了解決這個問題，設計了兩個活動。這兩個活動的操作雖然簡單，但需要學生用聯想的方法將模擬實驗的方法遷移到真實的細胞，通過數據分析來理解細胞體積與其物質代謝的關系，而這正是初一學生能力不足之處，需要教師多用問題引導，幫助學生解決。
二、教學目標
1. 學習通過模型實驗方法進行生物學的研究。
2. 培養生物學習興趣，加強生物與生活聯系。
三、重點和難點
理解細胞大小和物質擴散的關系。
教學設計
4.1創設情境，導入新課
師：一天，大象和老鼠在動物園爭論。大象說：“小樣，我可以輕易把你舉高高！”老鼠說：“哼！別看我體重輕，我的細胞和你的細胞可是一樣大！老鼠說的有道理嗎？”若有道理，為什么大象這么大，老鼠這么小？
生：老鼠說的有道理。大象大是因為身體里的細胞數目多。
師：那為何不能大象體型大，身體里的細胞就大于老鼠的細胞呢？到底什么原因限制了細胞長大？接下來我們一起來探討下“細胞體積為什么這么??？”（板書課題：細胞體積為什么這么?。?br/>4.2合作探究
4.2.1 研究細胞體積與表面積的關系
師：我們之前看細胞是借助顯微鏡，說明細胞較小，不方便直接去測量研究，那能否用課件展示的這四個立方體代替細胞來研究呢？
學生討論。
生：可以采用這四個立方體來替代細胞。因為細胞是立體結構，并且這個問題只研究細胞的大小，和細胞的形狀，結構并無直接關系。這四個立方體也具備大小這一特征。
師：這種不利用生物本身而采用模型替代研究的方法叫做模型實驗法。請同學們完成書本50頁的表格。
邊長/cm
表面積/cm2
體積/cm3
表面積/體積
1
2
3
4
師：請一些同學來分享答案。從這個表格中，同學們發現當：立方體的體積增大時，表面積與體積之比的變化有什么規律？
生：立方體的體積不斷增大時，表面積與體積之比就不斷減小。
師：當體積相同時，細胞表面積與物質交換有什么關系？（借用講臺上的粉筆盒當教具）一個粉筆盒有6個面，兩個獨立的粉筆盒共有12個面，當將兩個粉筆盒合在一起時，此時只有10個面，請問為了方便外界物質進入粉筆盒里，此時兩個粉筆盒應獨立還是合在一起？聯想到細胞，當體積相同時，細胞表面積與物質交換有什么關系？
生：兩個粉筆盒分別分開時有12個面，合在一起時有10個面，所以兩個粉筆盒獨立，更有助于外界物質進入里面。對于細胞來說，體積相同時，表面積越大，越有助于和外界進行物質交換。
師：體積相同時，表面積越大越有助于細胞和外界進行物質交換，。當細胞體積不同時，細胞大小會不會影響細胞與外界的物質交換？讓我們通過下一個實驗來“研究細胞大小和物質擴散的關系”
4.2.2研究細胞大小和物質擴散的關系
生：閱讀書本50和51頁內容，找到本實驗的原理。
師：本實驗的原理是氫氧化鈉和酚酞—酒精溶液相遇，呈紅色 。 酚酞—酒精溶液是常用的酸堿指示劑，遇酸為無色，遇堿為紅色。具體實驗的操作，請同學們觀看視頻。
生：觀看實驗視頻。
師：經過測量，邊長為1厘米的立方體，氫氧化鈉擴散深度為4.5毫米，邊長為2和3厘米的立方體，氫氧化鈉擴散深度也是4.5毫米。請將數據補充到書本51頁的表格，并計算“未著色厚度”
生：完成書本表格。
邊長/cm
瓊脂塊體積/cm3
著色厚度mm
未著色厚度mm
1
2
3
師：請問氫氧化鈉在不同大的瓊脂塊中擴散的速率是否相同？
生：由于擴散深度都是4.5毫米，氫氧化鈉在不同大的瓊脂塊中擴散速率相同。
師：氫氧化鈉溶液到達瓊脂塊中心的時間是否相同？
生：時間不同，體積小的用時較短。
師：細胞大小與細胞的物質擴散有什么關系？帶領學生回顧兩個表格。
生：細胞越大，其相對表面積越小，物質擴散到細胞中央所需的時間越長，越不利于物質交換。
師：從這兩個模型實驗，我們知道細胞體積要小，才能保證從外界獲取足夠的物質供細胞利用，所以“細胞體積比較小”。
4.2.3 課外延伸
師：假如你想在家模擬“探究細胞大小和物質運輸關系 ”，能否用生活中的材料來代替瓊脂塊，氫氧化鈉溶液？
生：小組交流討論，確定可行方案。
師：隨機邀請學生分享實驗材料和方案，并組織其他同學商討該方案的可行性。鼓勵學生課后動手操作該實驗。
五、教學反思
教學設計緊扣“理性思維和問題解決”這一核心素養，通過兩個探究活動并設置問題來引導學生理解“細胞體積為什么這么小”內容量適中，課堂活動安排合理。本節課主要有以下幾處亮點：
1. 在尊重教材的基礎上，適當新增內容。為方便初一學生理解“細胞大小會不會影響細胞與外界的物質交換”這一問題，先引導學生思考“體積相同時，細胞表面積與物質交換的關系”，并借助常見物體“粉筆盒”當教具，形象地向學生解釋“體積相同時，表面積越大，越有助于和外界進行物質交換”。然后才給出書本的討論題2來思考體積不同時，細胞大小會不會影響細胞與外界的物質交換。增添多一個問題，更有助于學生理解書本的編排意圖，符合學生的思維方式。
2. 利用圖片展示“研究細胞大小和物質運輸關系”的實驗原理，讓難懂的文字變得形象生動；利用視頻展示該實驗的操作步驟和實驗結果，彌補了傳統課堂不方便演示實驗的缺陷，加深了學生對該實驗的理解。
3. 課堂設置了“課外延伸”的小組交流活動，讓學生利用生活常見物品來替代書本的實驗材料，加深學生對實驗原理的理解，學以致用，拓展了思維，加深書本和生活的聯系。
本節課仍有以下幾點不足處：
本節課重點是通過兩個實驗來解答“細胞體積為什么這么小？”在教學過程中，都是通過表格的形式展示結果，學生通過已有數據進行分析得出結論，缺乏實際的動手操作過程。受條件限制，課外延伸時只是組織學生討論方案，如果可以現場組織學生進行實驗，效果會更好！

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