精彩细胞——讲授“细胞生命”
为了让学生进一步了解细胞的结构,不是图中看到的平面图,而是立体结构。我让学生课后回去做细胞模型。有的是橡皮泥做的,有的是果冻做的,栩栩如生。
细胞的结构可以通过模型了解,通过实验观察,但是下一课细胞的寿命呢?因为细胞的生命,也就是生理过程,是学生无法直观看到的,如何呈现出来,让学生理解,这是备课遇到的难题。
我仔细研究了这一节的内容。* * *包含三个知识点。一是细胞膜可以控制物质的进出,二是有两个能量转换器,叶绿体和线粒体,三是细胞核可以控制生物体的遗传。看似简单的知识点,但对于初一学生来说,理解如此抽象的知识并不容易。经过备课组的集体讨论,我们把这节课分成两节课,第一节课要完成细胞膜和细胞质,第二节课要完成细胞核的教学。
细胞膜可以控制物质的进出,这只是一句话,但教材首先介绍的是细胞生命所需要的物质,包括糖、脂肪、蛋白质在内的有机物,包括水、无机盐在内的无机物。虽然只介绍了这句话,但是这个学生没有学过化学。他不知道什么是有机物,什么是无机物。他不知道这些物质在细胞里的什么位置,所以需要通过直观的方式让学生知道。中午在家里找了一个透明的小塑料盒,切了几根萝卜条放在盒子里,加了一点盐;此外,一个小箱子里装着洗好的葡萄、橘子等水果,还准备了酒精灯、解剖针、泡好的小麦、镊子、蜡烛等物品。
课开始,让学生拿出自己的细胞模型,用细胞结构的知识解释自己的模型,引出新的问题:今天,我们要学习细胞是如何生活的。
“每一个生物体的生命活动都依赖于细胞,那么每一个细胞是怎么活的呢?我们不仅知道细胞的结构,而且知道细胞是由物质构成的。细胞是什么做的?”提问,学生马上看书找答案,说细胞里的物质有有机的,也有无机的。但是学生不明白什么是有机,什么是无机。于是我给学生们做了一个演示实验,请他们帮忙。用解剖针穿上软浸过的小麦,放在酒精灯上烧(当然要给同学们介绍酒精灯的用法)。问学生:“猜猜这块小麦放在酒精灯上燃烧会发生什么?最后会烧成什么样?”“会不会烧得无影无踪?”同学们兴致勃勃地猜测着,聚精会神地看着我做实验,只见小麦渐渐变黑,然后能烧出火焰,最后变成一小片白色。一个学生用手捏了上次烧剩下的一小块,捏碎了。让学生明白,能燃烧的是有机物,燃烧后剩下的是无机物。也许在平时是很平常的事情,但是通过实验,知识和生活是联系在一起的。一个男孩兴奋地喊道:“老师,我贡献了一颗花生。请再烧一次,试试剩下的?”
花生籽本来就大,脂肪多,更容易烧。学生看到花生燃烧,有很大的火苗,就兴奋起来。还应理解,有机物是可燃的,剩余的灰分是无机的。
我把我的盐萝卜条拿给同学们看,告诉他们,一开始我切萝卜条的时候只放了一点盐,其他什么都没有,但是这两个小时过去了,你们看到了什么?学生们都看到塑料盒底部有很多水。“这水是哪里来的?”当然是在萝卜的细胞里,让学生明白细胞里含有水分,属于无机物。
我拿出装着洗好的水果的小塑料盒,同学们看到水果都在流口水。我说谁表现好就给谁吃。结果男生女生都表现很好,萌萌也很可爱。我把水果给了一些同学吃,告诉他们不能白吃,一定要告诉大家你吃的味道。“甜!还是有点酸。”“甜甜,那里面是什么?它以什么结构存在于细胞中?”进一步证实细胞质中的液泡含有溶解各种物质的细胞液。我还通过课件展示了鸡蛋、烤羊排等食物,让学生说出其中含有什么物质,从而真正了解细胞中有糖、脂肪、蛋白质等成分。
知道了细胞内物质的组成,它们是如何进出细胞的?受什么结构控制?学生可以马上说细胞膜控制物质的进出,但是如何控制细胞膜是一个难点,因为学生没有学过分子的知识。我通过一个小游戏展示出来:我马上叫上四五个同学告诉你,细胞膜是由分子组成的。我和几个学生代表细胞膜上的分子。我们手牵手展示细胞膜上的分子排列,但是分子之间会有空隙。我还叫来了班里的那些小的和胖的学生。小一点的学生可以从我们之间的缝隙通过,而胖一点的学生可以。这告诉学生小分子物质可以自由进出细胞膜,比如水分子;大分子物质不能随意进出细胞,如糖、脂肪、蛋白质等。此外,可以理解的是,细胞膜控制物质的进出,即有用的物质可以进入细胞,而细胞中的废物可以被排除在细胞外。还在网上找了一个小的演示动画,正好给同学们看看。
线粒体和叶绿体是细胞质中的能量转换器,这是一个相对较难的知识点。一方面,学生对能量的理解不太好。另一方面,光合作用和呼吸作用是非常抽象和困难的生理活动,下学期将详细研究。让学生理解叶绿体和线粒体能在短时间内储存和释放能量真的很难。首先,让学生从一张闪电的图片中找出几种形式的能量,如光能、电能等。通过点燃蜡烛,让学生感受到蜡烛通过燃烧产生热能和光能,理解蜡烛是一种有机物。储存的能量叫做化学能,但不燃烧是不会释放出来的。只有燃烧的化学能才会被释放出来,变成光能、热能等其他形式。同理,细胞完成各种生理活动不仅需要物质,也需要能量。能量从哪里来?一方面,植物通过光合作用吸收光能,合成有机物,将能量储存在有机物中并转化为化学能,这是在叶绿体中进行的。而细胞生命活动所需的能量是有机物分解释放的能量,所以细胞质中还有另外一种小颗粒,叫做线粒体,它可以分解有机物,为细胞生命活动释放化学能。
如何理解细胞生命需要能量?一方面回忆了之前学习生态系统中食物链之间的物质和能量转移。另一方面,它告诉学生,生物可以继续成长,繁殖后代,这需要细胞不断分裂和生长,人类的肌肉细胞使我们运动,心脏细胞使我们的心脏跳动,这些都需要能量,而能量是由线粒体分解有机物释放的能量提供的。可以说,叶绿体就像一个能量加工厂,制造有机物,并在有机物中储存光能;另一方面,线粒体就像一台发动机,分解有机物并释放其能量。
为了巩固线粒体和叶绿体的知识,让学生思考,是不是所有的细胞都含有叶绿体和线粒体?什么样的细胞含叶绿体多,什么样的细胞含线粒体多?尚不清楚叶绿体只存在于植物绿色部分的细胞中,而线粒体存在于所有动植物的活细胞中。生命活动越旺盛,就应该含有越多的线粒体。
让抽象具体化,让知识贴近学生。
?——《细胞生命》的教学设计与思考
?孙明霞
如何在初一学生的教学中,尤其是理科教学中,使微观抽象的知识变得直观易懂,是教学设计中应该特别注意的问题。学生刚学了细胞的结构,现在更难理解细胞的生命。那么就要尽量让知识贴近生活,贴近学生,真正让知识活起来,这样可以降低学习难度,激发学生的学习热情。
这门课有很多难点,一是对有机和无机物质的认识,二是细胞膜控制物质的进出,三是叶绿体的光合作用,四是线粒体的呼吸作用。虽然课本上的语言并不多,但是这些抽象的知识是学生能够理解的,需要精心设计。
因为分子从来没有被研究过,眼睛看不到细胞。虽然刚刚学习了细胞结构,但学生如何感知水、糖、脂肪、蛋白质等物质?那就是结合生活。一方面想展示图片,可以展示各种水果,肉,蛋,奶等等,让学生了解细胞中物质的存在。但只是通过展示图片,不如让学生去体验,效果会更好。所以我想,如果把萝卜切成条状,加入盐,可以看到萝卜变软,出现了水,那么就很容易理解细胞中含有水分,盐腌的萝卜在清水中浸泡后会重新变硬,水分会重新进入萝卜细胞,让学生明白小分子可以自由进出细胞。结合学生的生活经验,我们可以通过吃西瓜和黄瓜来摄入水分和糖分,了解糖分的存在。
带一些水果进课堂,让学生现场品尝水果。不管吃不吃,相信同学们都会在这堂课上留下深刻的记忆,既充分调动了同学们的积极性,又能让他们在现场品尝的过程中对知识有更深的理解。
对于有机物和无机物的理解,通过燃烧种子,留下灰烬,特别容易让学生理解有机物可以燃烧,无机物不能燃烧。只需告诉学生,他们不会深以为然,但你给他们看,他们会深以为然。
因为下学期会有专门的实验课证明种子所含的成分,所以这节课会简单的通过图片展示肉和蛋,说明有蛋白质和脂肪等有机物。
这是细胞膜能控制的物质进出的另一个难点。我现场设计了一个小游戏——找几个同学玩细胞膜上的分子,另外两个同学玩进出细胞的大分子和小分子。一方面形象地让学生感受到细胞膜通过细胞膜上的分子控制物质进出。另一方面,游戏本身是学生非常喜欢的活动,很容易给学生留下非常深刻的印象,加深对知识的理解。
能量对学生来说太抽象了。阳光是能量还是物质?很多同学都很模糊。我问学生,你能给我带来阳光吗?我们拿不走,但它照耀着大地,我们感受到了黎明,感受到了夏天阳光下的热度。我们可以通过一个工具(太阳能热水器)加热水,然后光能变成热能。所以让学生理解能量,一方面通过生活中的例子分析能量的形式,另一方面让学生感受到光和热是能量的一种形式,来自蜡烛燃烧的释放,从而明白能量的形式是可以转化的。结合前面的学习生态系统,我们知道植物是生产者,为什么叫生产者,因为它们可以将无机物合成有机物,而在合成有机物的过程中,它们需要吸收光能并在有机物中转化为能量,所以叶绿体是一个能量转换器,将光能转化为化学能。线粒体可以从有机物中释放能量,相当于燃烧有机物释放能量,所以也是能量转换器。至于线粒体和叶绿体,下学期会有专门的一章讲光合作用和呼吸作用,这里没办法讲得太深入透彻,只能讲到这里。
一节课下来,我对学生们的表现感到非常满意。最重要的是学生在课堂上的自由、放松和投入。尤其是三班的学生,恰好有泰山学院的50多名师生在听课。起初,他们看到这么多人上课。他们有点紧张和胆怯,但是上课的时候慢慢投入,忘记了有人在上课。我想这正是我所期待的课堂效果,也是我努力营造的生活化课堂,贴近学生,贴近生活,贴近最自然的生活状态。
总之,要让抽象的、难懂的、微观的知识让学生容易理解。一方面,要充分结合生活实际,运用大量真实案例,拉近知识与生活的距离,降低理解难度。另一方面,要创造条件,尽可能通过直观的方法让学生感受到知识的存在和奇妙。比如学生能看到的一定不能简单讲,学生能操作的一定不能光看。这也是我努力为开设实验课和加强直观教学创造条件的重要原因。