基于核心素养下的高中生物教学设计

摘要：立足高中生物素养的一个核心，四个方面，十二大要素，以《物质跨膜运输实例》为     例阐述高中生物教学的设计过程。

关键词：核心素养；高中生物；教学设计

1   关于核心素养的阐述

生物学核心素养是指学生在解决真实的生物学问题时所表现出来的必备品格和关键能力，是学生后天习得的终身受益的学习成果。其主要内容以培养全面发展的人为核心，从生命观念，科学探究，理性思维和社会责任四个方面入手，其中生命观念包括结构与功能观、物质与能量观、稳态与平衡观 、进化与适应观四个要素；科学探究包括观察提问 、设计实验 、方案实施、交流讨论四个要素；理性思维包括归纳与概括 、演绎与推理、模型与建模、 批判性思维四个要素；社会责任包括参与相关事务的讨论 、关注社会性科学议题、辨别迷信和伪科学 、向他人宣传健康生活关爱生命和保护环境的相关知识四个要素共十二个要素为切入点，立德树人，提高全部学生的生物科学素养。

2   《物质跨膜运输实例》的教学设计

在生物教学中，目标的设定要彰显核心素养，教学活动的设定也要在渗透核心素养，教学反思也要凸显核心素养。

2.1教学内容分析

本节包括细胞的吸水和失水、物质跨膜运输的其他实例两部分内容。本节将细胞的失水和吸水没有作为细胞代谢的方面来讲述而是作为物质跨膜运输的实例来分析，通过对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念；说出水分子跨膜运输的特点；举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜。为了便于学生理解,由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水；通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水。基于以上教学内容,立足于对学生生物核心素养的培养,对教学素材进行重新改进、整合、编排并精心设计教学。

2.2教学过程设计

环节1  教学导入

实验导入新课。教师通过演示实验，把萎焉的玫瑰花放到水里面，过一段时间玫瑰花开始坚挺了，且水没有颜色，然后把坚挺的玫瑰花再放到热水中浸泡，水变红色。通过实验说明有些物质可以进出细胞，有些物质不能进出细胞。物质是如何进出细胞的？今天我们来学习第4章细胞的物质输入和输出（投影出题）第一节物质跨膜运输的实例（板书）

设计意图   通过演示实验，培养学生观察现象，发现问题，分析推理，得出结论的科学探究的素养，同时激发学生探究物质进出细胞的学习兴趣，为本节课的学习打下基础。

环节2   渗透系统模型构建

细心动手实验，自主构建模型

实验探究1：渗透作用的实验现象

（1）实验1：一滴红墨水滴入到清水中，出现什么现象？学生观察并回答。（扩散），扩散是分子从浓度相对较高的区域向浓度相对较低的区域运动的现象。

（2）提出问题：如果两种不同的溶液被一层半透膜隔开，结果又会怎样?

实验2：引导学生实验并分析微观上分子穿过半透膜的情况。

实验介绍：烧杯中是清水，漏斗内是一定浓度的花青素溶液，两种不同的溶液被一层半透膜（猪的盐渍肠衣）[1]隔开，实验开始时，漏斗内外的液面在同一水平面上，一段时间后，观察漏斗内的液面变化。通过学生实验结合观察教材本节渗透现象示意图，讨论该实验：

（1）漏斗内的液面为什么上升？

（2）科学实验的一个重要原则是对照，你觉得本实验可以设置哪些对照实验？

小组代表发言。教师点评：给学生适当的鼓励。

总结：在本实验中，水分子从数量多的一侧向水分子数量少的一侧通过半透膜扩散这种现象称为渗透作用。这个装置叫渗透装置。

由以上几个问题归纳，要想发生渗透作用，必须具备什么条件？

师生共同总结: 要有半透膜；半透膜两侧的溶液存在浓度差。

设计意图

通过对照实验的设计培养学生科学探究，理性思维构建模型的能力。特别是该实验我们做了实验的改进，实验效果更直观、明显、及观察。通过实验学生对渗透作用发生的条件更加深入。在此基础上过渡到动物细胞和植物细胞时吸水和失水的内容，学生已有了渗透作用的相关知识，进一步建构就显得比较容易。

环节2  生活体验，合作解决问题

过渡：前面我们学习了渗透装置，细胞是否具备渗透装置的条件？细胞如何吸水和失水呢？我们以哺乳动物的红细胞为例来探究

视频：红细胞在显微镜下的吸水与失水。

讨论分析:视频中的红细胞出现了哪些现象？你认为红细胞在什么条件下吸水或失水？

你认为红细胞吸水或失水的多少取决于什么条件？红细胞内的血红蛋白等有机物透过细胞膜吗？这说明红细胞的细胞膜相当于什么膜？红细胞的吸水膨胀和失水皱缩是渗透现象吗？其他动物细胞呢？

学生讨论总结，教师归纳讲述：

1、动物细胞的吸水与失水

（1）动物细胞相当于一个渗透装置。

（2）动物细胞的吸水与失水原理。

联系生活：输液时为什么用生理盐水？学生分析，教师归纳。

过渡：我们日常生活中将白菜剁碎做馅时,常常放一些盐,一会儿后就可看到水分渗出；对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象；植物细胞在什么情况下会失（吸）水？原理和动物细胞相同吗？

引导学生：我们要善于从生活中的现象发现新的问题，提出问题。

1）提出问题

学生可能提出的问题：植物细胞内的吸水或失水主要是吸得水进到哪里去了？从哪里失的水分？水分进出植物细胞要经过哪些结构？植物细胞的最外层多了一层细胞壁，它对细胞的吸水或失水有影响吗？植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？植物细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢?让学生自己筛选出值得探究的问题，去研究它。

（2）作出假设

学生提出问题后，让学生小组讨论，结合所学的知识，进行推理分析，做出合理的假设。例如第一个问题吸得水去向何方？有的同学说是细胞质中，有的说在液泡中。例如植物细胞是不是渗透装置，学生都认可是一个渗透装置，但谈到谁相当于半透膜的时候，有的认为是细胞膜，有的认为是液泡膜，仔细预习的同学提出是原生质层。我们作的假设正确吗？需要通过实验验证，接下来我们要设计实验、创造我们假设中所提出的条件。

（3）设计实验

教师给学生准备了以下实验材料：紫色洋葱鳞片叶、菠菜叶、美人蕉的花瓣、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、盐水、清水等

选材：学生自己选择实验材料，有的按照课本[2]进行实验，也有同学用菠菜下表皮带着叶肉细胞的临时装片做的，也有用花瓣来做的。选择完实验材料让学生根据推理来预测了实验结果，我们可以设计一个表格来记录实验结果，这个实验中的表格就较简单了。