《细胞中的元素和化合物》教学设计.docx

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《细胞中的元素和化合物》教学设计

“细胞中的元素和化合物”教学设计

一、教材分析与处理

1、地位和作用

“细胞中的元素和化合物”一节是人教版新课标教材必修1第2章第1节的内容，是在学生认同了细胞是基本的生命系统的基础上来学习的，而学生要深入认识细胞这一基本的生命系统可以从细胞的组成、结构、功能、发生和发展变化等方面来拓展学习。

但是细胞的结构、功能、发生和发展变化等都是具有共同的物质基础的，即组成细胞的元素和化合物。

所以对细胞这一基本生命系统的认识首先需要了解细胞这个系统的物质组成，于是也就有了本章内容的学习，也就是说本章内容是学习本书其他章节的基础，也是学习高中生物课程其他模块的基础。

但是组成细胞的元素和化合物种类较多，功能各不相同，为了方便学生的学习，本章分节逐一介绍了各种化合物的结构和功能，同时教材编排又考虑到学生学到的知识应是具有体系的，不至于在脑海中呈散乱状态，因此在对各种化合物具体学习之前，先从整体上认识细胞中含有的元素和各种化合物，于是也就有了本节内容的学习。

为了让学生们直观感受到细胞中存在的化合物，本节内容还安排了一个学生实验，通过把学生的生活经验、常识与实验结合，激发学生对后续各节的学习兴趣。

总之，本节内容是本章的开篇，具有提纲挈领的作用。

2、新旧教材的对比

（1）旧教材中本章的标题是“生命的物质基础”，新教材则为“组成细胞的分子”，从高中学生的理解能力来看，新教材中的标题更符合学生的认知规律：

直观，与已经具备的知识联系更紧密，也就更利于学生用已知的知识来解决未知的问题；

（2）旧教材中将“组成细胞的元素和化合物”分为两节学习，每一节中分别学习一些具体元素或化合物的种类和功能，而新教材却将元素和化合物的整体介绍放在一节里面，从知识体系上来看更符合化学原理一些，因为化合物都是由元素组成的。

例如在旧教材中讲到关于元素的重要作用时这样写道：

生物体的化学元素组成多种多样的化合物。

但接下来教材又回到学习化学元素上来了，因此显得有点乱，而新教材将“组成细胞的元素”学完以后通过“组成细胞的元素大多以化合物的形式存在”这样一句话便顺利的过渡到了化合物的种类和含量的学习，应该说更为合理一些；

（3）“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”的实验比旧教材有所改进，不再是单纯地验证，而是让每一组学生选择一两种样品，检测这种样品中是否含有还原糖、脂肪、蛋白质或淀粉，小组间比较检测结果，了解同种生物组织中有机物含量的差异和不同种生物组织间有机物含量的差异（教材中的每个步骤均使用了“待测组织样液”这个词语）。

正因为是探究待测样品中的化合物种类，所以本实验的编排顺序也由旧教材中的最后一节改动到了新教材中的第一节。

3、教法处理

本节内容课时安排2课时，其主要目的是让学生了解细胞的物质组成，认同生命的物质性，但笔者认为如果完全按照教材的编排顺序来组织教学，课堂氛围显得太直白，不生动，不利于学生参与学习活动。

虽然在教材“思考与讨论”中出现的思考题能调动学生的思维，但第1、2两个问题显得与学生的生活常识、经验等方面的联系不紧密，容易出现“思维惰性”，因此我在组织教学的过程中，对教材的编排顺序做了改动：

第1课时学生完成教材中的探究性实验，第2课时学生学习书中的理论知识部分，具体安排如下：

首先利用“思考与讨论”中的问题3：

让同学们根据已有的生活经验，说说哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂质或蛋白质，从而直接进入探究性实验内容的学习，这样组织教学符合高一学生的个性特征，也更能够激发学生学习本节内容及后续各节内容的兴趣。

其次，在学生通过以上探究实验直观感受到了细胞中化合物的基础上，再来学习“组成细胞的化合物”这一内容，接受起来顺理成章，对知识的掌握也就更容易一些。

由于高一学生已经具备一些化学的基本知识，知道任何一种化合物都是由化学元素组成的，细胞中的化合物也不例外，也是由化学元素组成的。

所以让学生们尝试着说出一些组成这些化合物的化学元素，从而自然过渡到“组成细胞的元素”的学习。

在总结“组成细胞的元素和化合物”的基础上，学生认同了生命的物质性，任何生命系统都不能脱离物质而存在。

通过设问“既然生命离不开物质，那是不是具有物质就具有生命呢？

”，引导学生思考，最后进入“生物界与非生物界的统一性和差异性”的学习。

4、重点和难点

教学重点：

（1）组成细胞的主要元素和化合物的种类及其相对含量；

（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。

教学难点：

（1）构成细胞的最基本元素是碳；

（2）学生科学探究能力的培养。

二、学情分析

1、学生的基础分析：

初中生物中学生做过种子成分的鉴定实验、骨成分的鉴定实验，因此对本节中实验内容的学习有一定的帮助，但是初中生物在初二就会考了，所以进入高一的学生在很大程度上已经将初中学过的生物知识遗忘了，几乎谈不上对生物基础知识和基本技能的了解和掌握，需要教师在教学过程中对学生进行知识的铺垫。

2、学生的能力分析：

虽然初中教育改革进行了多年，但受到中考升学压力的影响，学生的生物学习仍然以被动接受式学习为主，与高中生物学习中强调主动构建知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观等方面差距较大，因此对高一学生而言自主学习能力、探究创新能力等还非常欠缺。

3、学生的个性分析：

高一学生的抽象思维能力正在逐步加强，乐于接受并掌握一些逻辑推理性强的知识点，而对于比较散乱需要大量记忆的知识点不太感兴趣，但同时学生对生物实验十分感兴趣，喜欢通过直观的生物实验来掌握相应的知识点。

三、设计思想

本节内容中的实验部分具有设计为探究性实验的一些因素，它不是简单验证某种生物组织中含有某种化合物，而是在学生无法准确判断的基础上自主探究某种生物组织中含有的化合物种类，因此我将实验教学过程设计为一个学生的探究性实验，对于发展学生的科学探究能力有一定帮助，同时通过实验结论“每一种生物组织中含有多种化合物，只是含量有差异”的得出启发学生在日常生活中如何选择食物，从而使学生注重生物知识与现实生活的联系。

而对于“细胞中化学元素和化合物种类及其含量”的学习则考虑到学生通过实验已经知道了生物组织中含有化合物，因此先学习化合物，再由初中化学知识自主学习组成细胞的化学元素，这样设计教学过程更强调了学生的学习是一个主动建构知识、发展能力的过程。

四、教学目标

1、学生通过对教师演示实验的观察尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质；

2、学生通过检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，发展自身科学探究的能力；

3、学生通过实施探究性实验得出结论“每一种生物组织中含有多种化合物，只是含量有差异”，并能说出在日常生活中该如何选择食物，从而更加注重生物知识与现实生活的联系，确立积极的生活态度和健康的生活方式；

4、学生通过对教材相关内容的阅读、讨论及归纳能简述组成细胞的主要元素及其化合物的种类，能说出构成细胞的最基本元素是碳；

5、学生通过探讨细胞中主要化合物的种类认同生命的物质性。

五、教学实施程序

第一课时：

教师组织引导

学生活动

设计意图

一、设疑导入：

1、我们平时吃的花生油、菜籽油分别是从植物的什么器官中提取的？

为什么一般不选玉米、小麦等种子提取？

根据生活常识，你知道玉米、小麦的种子中富含什么物质吗？

2、既然根据生活经验我们知道花生种子中富含脂肪，你能通过什么方法证明花生种子中富含脂肪吗？

（教师出示花生种子）

3、根据你的生活经验，还能说出哪些植物器官的细胞中富含糖类、脂肪或蛋白质？

学生根据生活经验回答问题：

种子中提取的。

玉米、小麦等种子中脂肪含量较低。

根据初中学过的生物知识，部分学生进行以下操作：

将花生种子烘烤后放在滤纸上用力挤压，滤纸上会出现油迹斑点，从而证明了种子这种器官中含有脂肪。

小组讨论，得出答案。

通过联系学生的生活实际，利用学生的生活经验引入本节内容的学习，以此来激发学生强烈的求知欲。

二、实验：

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1、根据学生回答上面第3个问题的答案，教师出示一些实验材料：

苹果或梨匀浆、马铃薯匀浆、花生种子、花生种子匀浆、豆浆、鲜肝研磨液，让学生推测其中富含哪种化合物并将推测结果填在教材的表格中。

2、学生填好后，请学生交流预测的结果。

3、提问：

每个同学都已经预测了这些生物组织中富含化合物的种类，有的同学认为某种生物组织中富含一种化合物，有的同学预测的是几种化合物，我们怎样进行预测结果的验证呢？

（教师通过初中的一些知识来进行引导，如淀粉遇碘变蓝，让学生明白可以借用一些特殊的化学试剂，从而自然过渡到演示实验的教学。

）

4、教师演示实验：

教师演示糖类、脂肪、蛋白质和淀粉与化学试剂的颜色反应。

告诉学生这是鉴定某种化合物的化学方法，并且将反应的原理告知学生。

5、提问：

有了这些化学试剂，我们就可以鉴定某种化合物是否存在，那么现在你将如何来验证你预测的实验结果？

6、组织学生活动：

通过对该演示实验的观察、理解，请同学们自己动手探究所给实验材料中富含化合物的种类，并与其推测的结果进行比较。

（可分小组进行实验，每个小组学生负责探究一种生物组织：

先预测该生物组织中可能含有的物质种类，然后分别用各种化学试剂实测该生物组织中是否含有预测的物质。

）

7、实验小结：

教师组织小组间进行实验结果的交流。

8、提问：

（1）你的预测与实测结果是否一致？

（2）有的同学预测的是某种生物组织中含有几种化合物，那么你是否看到了它与不同的化学试剂发生了不同的颜色反应呢？

（3）如果实验结果是某种生物组织只与某种化学试剂发生了颜色反应，那是否说明这种生物组织中只含有一种化合物呢？

9、教师进行演示实验：

将面粉包在纱布里放在盛水的烧杯中反复揉搓，一段时间后向烧杯中滴加碘液，让学生观察现象，同时请学生观察残留在纱布上的物质（主要是蛋白质），提问：

该演示实验说明什么？

10、提问：

每一种生物组织中含有多种化合物，只是含量有差异，这对我们选择食物有什么启发？

学生完成教材表格中的“预测结果”这一内容。

学生交流预测的结果。

通过教师利用“淀粉遇碘变蓝”这一现象的引导，部分学生能够想到借用一些特殊的化学试剂来验证预测的结果。

学生认真观察，并记住每种化合物与化学试剂发生的颜色变化。

学生进行探究实验。

每小组同学之间进行实验结果的交流。

学生回答问题。

学生思考后得出正确的结论：

每一种生物组织中含有多种化合物，只是含量有差异。

学生讨论后回答问题。

培养学生分析问题、解决问题的能力

通过教师的演示实验，让学生明白某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应，为学生进行以下探究实验提供实验原理。

培养学生设计并实施探究实验的能力。

培养学生分析、总结的能力。

培养学生分析、总结的能力。

注重生物知识与现实生活的联系，使学生确立积极的生活态度和健康的生活方式。

第二课时：

引入：

通过前面的实验课，同学们自己动手探究了某些生物组织中富含的有机物，而且也知道某种生物组织中所含的有机物种类不止一种，那么到底在生物细胞中含有哪些化合物呢，这就是我们今天学习的第一个内容，由此进入“组成细胞的化合物”的学习。

一、组成细胞的化合物：

1、请学生自己阅读书中的两张表解，了解组成细胞的主要化合物及其相对含量。

2、请学生思考“思考与讨论”中的第2小题。

（通过对“海”字的拆分引导学生了解并理解水对生命的重要意义，而对于蛋白质的意义主要是引导学生回忆初中的生物知识，如血红蛋白等。

）

3、教师引导学生小结：

每个细胞中都含有两种无机化合物和四种有机化合物，水的含量最多，而有机物中（干重中）蛋白质的含量最多。

学生阅读了解组成细胞的主要化合物种类及其相对含量。

学生思考“思考与讨论”中的第2小题。

学生在老师的引导下进行小结。

通过对实验结论的复习直接进入“组成细胞的化合物”的学习。

二、组成细胞的元素：

1、同学们初三已经学过化学了，知道任何一种化合物都是由化学元素组成的，细胞中的这些化合物也不例外，也是由化学元素组成的，根据你已有的化学知识请尝试着说出一些组成细胞的化学元素。

2、请同学们阅读书中相关文字和图2—1、2—2，回答以下问题：

（1）组成细胞的最基本元素是什么？

（2）鲜重和干重中含量最多的元素分别是什么？

（3）组成细胞的元素中含量较多的是哪四种元素？

（4）组成细胞的元素中哪些是大量元素，哪些是微量元素，你认为微量元素是否是可有可无的元素，请举例说明？

3、在学生回答的基础上教师最后整理并小结以上问题的答案，并以板书的形式展示结论。

（在小结碳是最基本元素时，可以通过补充一些相关的化学知识来帮助学生理解并突破这一难点，同时顺理成章的引导学生回答了“思考与讨论”中的问题1。

）

学生尝试着说出一些组成细胞的化学元素。

学生阅读、思考，回答相关问题。

通过学生已有的化学知识来学习组成细胞的化学元素，达到学生主动建构知识的目的。

通过问题的设置，引导学生进行自主学习，提高学生的自学能力和分析、总结的能力。

三、生物界与非生物界的统一性和差异性：

1、引言：

通过以上知识点的学习我们了解了细胞中的元素和化合物的种类和相对含量，正是由于这些物质的存在，组成了细胞这一基本的生命系统，所以任何生命都不能脱离物质而存在，必须具备相应的物质基础——组成细胞的元素和化合物。

2、设问：

这时有的同学可能会问，既然生命离不开物质，那是不是具有物质就具有生命了呢？

请同学们相互讨论并回答。

（在同学们讨论的答案中可以顺利地进入到“生物界与非生物界的统一性和差异性”的学习。

）

3、教师组织学生阅读教材中的相关内容。

4、教师引导学生归纳小结：

（1）组成的细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有，说明生物界与非生物界具有统一性；

（2）细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同，说明生物界与非生物界具有差异性。

学生思考、分析、讨论并得出结论：

非生物界也是由各种物质组成的，但却没有生命。

学生通过获取教材中的一些信息总结归纳出“生物界与非生物界具有统一性和差异性”这一结论。

通过以上知识点的学习学生认同了生命的物质性，而通过问题的设置，将学生引入生物界与非生物界相互关系的思考，从而为以后学习“细胞的基本结构”做好了铺垫。

四、引导学生进行本节知识的总结。

学生自主构建本节知识网络。

培养学生的总结归纳能力。

六、教学反思

本节课的教学设计对教材的编排顺序做了很大的改动，目的在于先通过学生的生活经验和探究性实验激发学生强烈的求知欲，以便更好的实施兴趣教学，这样处理也符合新课标中提出的“更贴近社会实际和学生的生活经验”这一观点；同时笔者认为进行这种教学顺序的改动，更利于学生对新知识的学习，比如从学生生活中熟悉的化合物的学习进入化学元素的学习，而且对于化学元素的学习是借助学生已有的化学知识来进行的，这样充分体现了学生的学习过程是一个用已知的知识解决未知的问题的过程，是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。

但是在进行教学设计的过程中，我也产生了一些问题与困惑，另外还有一些建议：

第一，从认识生命系统来看是从微观到宏观来认识的，因此对细胞这一基本生命系统的认识也应该是从组成细胞的元素到组成细胞的化合物来学习，而我的教学设计中在顺序上做了改动会不会干扰学生的这种认识规律；

第二，在进行实际的实验操作时，教材中提供的有些实验材料颜色反应不明显，因此会干扰预测结果的验证，比如苹果匀浆本身就带有黄色，对于颜色反应有干扰，建议老师们选材时选用梨匀浆，而教材中提供的肝脏研磨液实际颜色更深，几乎所有的颜色反应都不明显；

第三，实验中对脂肪的检测教材提出了两种方法，方法一学生们都能自行设计出来，而方法二则必须由老师做出相应的讲解，而且建议老师们将方法二也采用探究性方法，将能进行切片的生物组织都进行切片观察，而不是只用花生种子做验证性实验；

第四，在教材正文中并没有提及微量元素、大量元素的作用，也没有给出“生物界与非生物界具有统一性和差异性”这样的结论，但是在习题练习过程中经常会出现对这些知识点的考察，对现在的新教材而言需不需要补充讲解。

（成都市石室中学岳琴）