刊名: 教育研究
Educational
Research
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:
2-277
投稿邮箱:jyyj79@126.com
历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979
该刊被以下数据库收录:
中国人文社会科学引文数据库(CHSSCD—2004)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
浙科版“细胞的分化”一节的教学设计
【作者】 李 琦
【机构】 浙江省宁波市镇海龙赛中学
【摘要】【关键词】
【正文】 一、教材分析
细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段,又在个体发育过程中占有重要的地位。浙科版必修1第四章第二节“细胞的分化”由“细胞的分化和癌变”“细胞的全能性”构成。其中,细胞分化是核心内容,是个体生长发育的基础;细胞全能性是对细胞分化进一步拓展,能够拉近学生与科学的距离;细胞癌变是细胞异常分化的结果,了解后有助于学生树立健康积极的生活观。所以,本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸,又为学生学习遗传和变异必修内容及植物组培技术、克隆技术及胚胎干细胞等选考内容奠定基础。
二、学情分析
学生在初中对“细胞分化”的知识有初步的了解,但是高中“细胞分化”的教学需对细胞分化的认识从现象深入到本质,从细胞水平深入到分子水平,学生还未学习基因的表达,对细胞分化的实质较难理解。同时,本节内容涉及的生物学概念较多,学生缺乏一定的感性认识,因此需要教师在教学中联系生活实际,创设合适的情景,搭建理解的支架,化微观为宏观,化抽象为形象,建构新的知识体系,逐步提升学生生物学学科核心素养。
三、教学目标
(1)将白血病为切入点,把细胞癌变、细胞分化、细胞全能性等知识串联成一条思维逻辑主线,完成概念教学,建构知识体系。
(2)借助具体的教学情境,围绕核心概念,进行自主探究活动,增强比较、分析和归纳的科学思维能力和科学探究能力;
(3)树立对立统一的辨证观点,认同细胞是生物体结构与功能的基本单位的生物学观点,构建细胞水平的结构和功能观;
(4)养成主动关注生物科学发展、生命健康、社会热点等问题的习惯,确立积极的生活态度和正确的生活方式;
四、教学重难点
教学重点:细胞分化的概念及其在个体发育过程中的意义,细胞全能性的概念。
教学难点:细胞分化的机制,动植物细胞全能性的差异。
五、教学过程
1、创设情境,课堂导入
教师展示白血病资料,使学生了解白血病的危害和发病的原因,白血病患者是由于血液和骨髓中的白细胞及其前体细胞出现异常增殖和分化障碍引起的。
分析:癌症话题贴近生活,唤起学生的学习欲望和情感共鸣。且问题情境具有生物学意义和社会现实意义,本身就比较贴合生物学科核心素养。
2、癌细胞的学习
教师展示正常细胞和癌细胞的电镜照片及培养示意图,学生思考并回答:癌细胞与正常细胞相比有哪些特点?它的遗传物质有没有发生改变?癌细胞会转移的原因又是什么?
结合学生课前收集整理的资料,思考问题:材料反映了哪些致癌因素?辐射、吸烟、油炸、烧烤、紫外线等这些因素能不能根据它们各自的特点分类?学生思考后总结为物理致癌因素、化学致癌因素和生物致癌因素。教师提问:面对这些致癌因素,我们应该怎么预防癌症呢?学生讨论并回答。教师总结强调确立积极的生活态度和正确的生活方式的重要性。
分析:借助资料,让学生自主归纳提炼信息,提高学生的信息提取能力和理性思维能力。在致癌因素和抗癌预防的学习中,学生运用身边的实例和现象解释知识,不仅学习了生物学的知识和思想方法,还逐步形成了相应的生命观念。
3、细胞分化的学习
目前治疗白血病最有效的方法是造血干细胞移植,展示阅读材料,了解骨髓移植和外周血中分离造血干细胞,引导学生思考为什么通过造血干细胞移植来治疗人类的白血病?教师提供资料,展示骨髓中造血干细胞分裂、分化为各种血细胞的示意图,并提出问题:各种血细胞形态、结构和功能上一样吗?它们都是哪一种细胞的后代?学生通过归纳总结得出细胞分化的概念:细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程,称为细胞分化。
教师展示受精卵发育成胎儿的图片,使学生加强理解,并提出问题:如果受精卵只进行分裂,不分化,人类会变的怎样?引出细胞分化的结果和意义。学生继续阅读资料(见下表),红细胞、肌细胞和胰岛B细胞中基因和蛋白质的存在情况,学生读取表格获取信息,得出结论:已分化的不同细胞所含蛋白质不同。教师进一步追问为什么细胞的基因相同而含有的蛋白质不同。这个问题再次激发了学生的学习兴趣和探究欲望,引导他们深入探究。此时,学生对于细胞分化原因的理解水到渠成:细胞中不同基因状态不同,控制蛋白质合成不同,造成了细胞的分化。总结出细胞分化的实质是基因选择性表达。
分析:教师通过教学情境的分析,让学生学会自主思考,质疑,信息提取、分析、归纳以及结论推理。在这些过程中,学生的思维将会不断指向生物学科核心素养的科学思维。
4、细胞全能性的学习及实验探究
教师给出资料:紫杉醇是国际医疗界公认的抗癌药,提取于红豆杉。而红豆杉是珍贵的野生植物,分布有限,生长缓慢。如何快速大量的繁殖红豆杉?以此引出植物组织培养,要求学生自学教材中胡萝卜的组织培养过程。同时,教师提出问题:为什么一个根细胞能发育成一棵完整的胡萝卜植株?什么叫细胞的全能性?植物组织培养的实验说明了什么?
教师提问:动物细胞是否有全能性?如果要探究动物细胞有没有全能性应该怎么做?教师展示蝌蚪肠细胞体外培养却不能发育成蝌蚪的实验材料,提出问题:此实验说明什么?教师提示:研究发现动物体细胞之所以不能发育成完整个体,是因为受到细胞质内某些物质的限制。那动物细胞核脱离了体细胞的细胞质是否可以发育成完整个体?教师提供蛙核移植实验示意图,师生总结此实验说明了动物细胞核有全能性。细胞具有全能性是因为含有该物种发育所需的全套基因。
分析:从教师展示植物全能性实验,到学生模仿实验,合作设计分析动物全能性探究实验,锻炼学生科学探究的意识和能力。引导学生讨论动植物细胞全能性的不同,并总结细胞全能性的实质,以此培养学生的分析、归纳能力。
教师展示素材:2012年诺贝尔生理学或医学奖颁给在细胞核重新编程研究领域做出杰出贡献的两位科学家。科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。教师要求学生思考下列问题:①多能干细胞得到不同类型细胞涉及的过程有哪些?多能干细胞产生不同类型细胞的过程中是否体现了干细胞的全能性?②构建多功能干细胞对人类具有哪些意义?分析:学生通过分析进一步加深对细胞全能性概念的理解,并通过分析、讨论,归纳出培养干细胞在治疗人体某些疾病的作用,进而实现本堂课首尾呼应。
5、设计知识网络:主动建构知识网络,教师提示学生利用细胞分化和细胞全能性为关键词,自主将本节所学知识网络进行构建,以加深对所学知识的理解和掌握。
六、教学反思
学生学习不仅是为了考试,更重要的是发展学生的核心素养,培养学生在解决真实情景中的生物学问题时所表现出来的必备品格和关键能力。利用视频、图片等素材提供真实教学情境,辅助了课堂学生的活动,调动了学生的学习激情,利用层层递进的问题引导,利用概念冲突推动后续教学活动,在活动中发展学生的核心素养。另外,利用白血病的成因及其治疗方法、在医学中社会热点问题的讨论,让学生进行分析、解释,最大限度地促进学生应用知识,评价学习过程和学习效果,让学生关注、解决生产生活中的生物学问题,培养学生的社会责任感。
细胞分化既是细胞生命历程中的重要阶段,又在个体发育过程中占有重要的地位。浙科版必修1第四章第二节“细胞的分化”由“细胞的分化和癌变”“细胞的全能性”构成。其中,细胞分化是核心内容,是个体生长发育的基础;细胞全能性是对细胞分化进一步拓展,能够拉近学生与科学的距离;细胞癌变是细胞异常分化的结果,了解后有助于学生树立健康积极的生活观。所以,本节内容既是对细胞结构、功能、分裂等知识的拓展和延伸,又为学生学习遗传和变异必修内容及植物组培技术、克隆技术及胚胎干细胞等选考内容奠定基础。
二、学情分析
学生在初中对“细胞分化”的知识有初步的了解,但是高中“细胞分化”的教学需对细胞分化的认识从现象深入到本质,从细胞水平深入到分子水平,学生还未学习基因的表达,对细胞分化的实质较难理解。同时,本节内容涉及的生物学概念较多,学生缺乏一定的感性认识,因此需要教师在教学中联系生活实际,创设合适的情景,搭建理解的支架,化微观为宏观,化抽象为形象,建构新的知识体系,逐步提升学生生物学学科核心素养。
三、教学目标
(1)将白血病为切入点,把细胞癌变、细胞分化、细胞全能性等知识串联成一条思维逻辑主线,完成概念教学,建构知识体系。
(2)借助具体的教学情境,围绕核心概念,进行自主探究活动,增强比较、分析和归纳的科学思维能力和科学探究能力;
(3)树立对立统一的辨证观点,认同细胞是生物体结构与功能的基本单位的生物学观点,构建细胞水平的结构和功能观;
(4)养成主动关注生物科学发展、生命健康、社会热点等问题的习惯,确立积极的生活态度和正确的生活方式;
四、教学重难点
教学重点:细胞分化的概念及其在个体发育过程中的意义,细胞全能性的概念。
教学难点:细胞分化的机制,动植物细胞全能性的差异。
五、教学过程
1、创设情境,课堂导入
教师展示白血病资料,使学生了解白血病的危害和发病的原因,白血病患者是由于血液和骨髓中的白细胞及其前体细胞出现异常增殖和分化障碍引起的。
分析:癌症话题贴近生活,唤起学生的学习欲望和情感共鸣。且问题情境具有生物学意义和社会现实意义,本身就比较贴合生物学科核心素养。
2、癌细胞的学习
教师展示正常细胞和癌细胞的电镜照片及培养示意图,学生思考并回答:癌细胞与正常细胞相比有哪些特点?它的遗传物质有没有发生改变?癌细胞会转移的原因又是什么?
结合学生课前收集整理的资料,思考问题:材料反映了哪些致癌因素?辐射、吸烟、油炸、烧烤、紫外线等这些因素能不能根据它们各自的特点分类?学生思考后总结为物理致癌因素、化学致癌因素和生物致癌因素。教师提问:面对这些致癌因素,我们应该怎么预防癌症呢?学生讨论并回答。教师总结强调确立积极的生活态度和正确的生活方式的重要性。
分析:借助资料,让学生自主归纳提炼信息,提高学生的信息提取能力和理性思维能力。在致癌因素和抗癌预防的学习中,学生运用身边的实例和现象解释知识,不仅学习了生物学的知识和思想方法,还逐步形成了相应的生命观念。
3、细胞分化的学习
目前治疗白血病最有效的方法是造血干细胞移植,展示阅读材料,了解骨髓移植和外周血中分离造血干细胞,引导学生思考为什么通过造血干细胞移植来治疗人类的白血病?教师提供资料,展示骨髓中造血干细胞分裂、分化为各种血细胞的示意图,并提出问题:各种血细胞形态、结构和功能上一样吗?它们都是哪一种细胞的后代?学生通过归纳总结得出细胞分化的概念:细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程,称为细胞分化。
教师展示受精卵发育成胎儿的图片,使学生加强理解,并提出问题:如果受精卵只进行分裂,不分化,人类会变的怎样?引出细胞分化的结果和意义。学生继续阅读资料(见下表),红细胞、肌细胞和胰岛B细胞中基因和蛋白质的存在情况,学生读取表格获取信息,得出结论:已分化的不同细胞所含蛋白质不同。教师进一步追问为什么细胞的基因相同而含有的蛋白质不同。这个问题再次激发了学生的学习兴趣和探究欲望,引导他们深入探究。此时,学生对于细胞分化原因的理解水到渠成:细胞中不同基因状态不同,控制蛋白质合成不同,造成了细胞的分化。总结出细胞分化的实质是基因选择性表达。
分析:教师通过教学情境的分析,让学生学会自主思考,质疑,信息提取、分析、归纳以及结论推理。在这些过程中,学生的思维将会不断指向生物学科核心素养的科学思维。
4、细胞全能性的学习及实验探究
教师给出资料:紫杉醇是国际医疗界公认的抗癌药,提取于红豆杉。而红豆杉是珍贵的野生植物,分布有限,生长缓慢。如何快速大量的繁殖红豆杉?以此引出植物组织培养,要求学生自学教材中胡萝卜的组织培养过程。同时,教师提出问题:为什么一个根细胞能发育成一棵完整的胡萝卜植株?什么叫细胞的全能性?植物组织培养的实验说明了什么?
教师提问:动物细胞是否有全能性?如果要探究动物细胞有没有全能性应该怎么做?教师展示蝌蚪肠细胞体外培养却不能发育成蝌蚪的实验材料,提出问题:此实验说明什么?教师提示:研究发现动物体细胞之所以不能发育成完整个体,是因为受到细胞质内某些物质的限制。那动物细胞核脱离了体细胞的细胞质是否可以发育成完整个体?教师提供蛙核移植实验示意图,师生总结此实验说明了动物细胞核有全能性。细胞具有全能性是因为含有该物种发育所需的全套基因。
分析:从教师展示植物全能性实验,到学生模仿实验,合作设计分析动物全能性探究实验,锻炼学生科学探究的意识和能力。引导学生讨论动植物细胞全能性的不同,并总结细胞全能性的实质,以此培养学生的分析、归纳能力。
教师展示素材:2012年诺贝尔生理学或医学奖颁给在细胞核重新编程研究领域做出杰出贡献的两位科学家。科学家将4个关键基因移植入已分化的肌肉细胞中并表达,使这个细胞成为多能干细胞(iPS细胞)。教师要求学生思考下列问题:①多能干细胞得到不同类型细胞涉及的过程有哪些?多能干细胞产生不同类型细胞的过程中是否体现了干细胞的全能性?②构建多功能干细胞对人类具有哪些意义?分析:学生通过分析进一步加深对细胞全能性概念的理解,并通过分析、讨论,归纳出培养干细胞在治疗人体某些疾病的作用,进而实现本堂课首尾呼应。
5、设计知识网络:主动建构知识网络,教师提示学生利用细胞分化和细胞全能性为关键词,自主将本节所学知识网络进行构建,以加深对所学知识的理解和掌握。
六、教学反思
学生学习不仅是为了考试,更重要的是发展学生的核心素养,培养学生在解决真实情景中的生物学问题时所表现出来的必备品格和关键能力。利用视频、图片等素材提供真实教学情境,辅助了课堂学生的活动,调动了学生的学习激情,利用层层递进的问题引导,利用概念冲突推动后续教学活动,在活动中发展学生的核心素养。另外,利用白血病的成因及其治疗方法、在医学中社会热点问题的讨论,让学生进行分析、解释,最大限度地促进学生应用知识,评价学习过程和学习效果,让学生关注、解决生产生活中的生物学问题,培养学生的社会责任感。