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視頻課題：高中生物人教2版必修1第3章第3節細胞核——系統的控制中心_江蘇省優課

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高中生物人教2版必修1第3章第3節細胞核——系統的控制中心_江蘇省優課

“細胞核———系統的控制中心”的教學設計 
摘  要   本節教學以科學探究實驗的設計為依托，組織學生科學探究“細胞核的功能”。 關鍵詞   實驗材料  科學探究    
1  教材分析 
人教版高中生物教材《分子與細胞》第3章“細胞核———系統的控制中心”，課程標準的要求是“闡明細胞核的結構與功能”。筆者在教學過程中，對資料分析的經典實驗進行了重新組織，以實驗材料的選擇為線索展開教學，力圖更加逼真地還原經典實驗，提升學生科學探究能力，加強學生對細胞核功能的認同感。  
2 教學目標 
2.1  知識目標   通過對經典實驗的分析，闡明細胞核是遺傳和代謝的控制中心，是細胞遺傳信息庫。 
2.2  能力目標   通過對經典實驗的分析，對科學探究實驗的設計，對學生進行抽象思維訓練，提升學生的科學探究能力。 
2.3  情感目標   認同細胞核在細胞中的“控制中心”地位；贊賞并學習科學家在科學探究時表現出的卓越思維判斷能力。  
3 教學過程 
3.1  展示細胞核的顯微照片，情景創設導入新課   搜集一些細胞的顯微照片（如圖1），在課堂上呈現給學生，同時讓學生指認出細胞的細胞核結構，對細胞核有初步的感性認識。              
3.2  明確探究任務，引導科學探究    教師提出，本節課的主要任務就是來學習細胞核的功能和結構。首先希望通過一些探究實驗來了解細胞核的功能。提到實驗，必定要先選擇合適的實驗材料。當學生明確探究目的“探究細胞核的功能”時，應該選擇什么樣的實驗材料呢？是以完整生物體為研究對象，還是以單個細胞為研究對象？這時學生普遍能認同應該以單個細胞為實驗材料。教師繼續引導，這單個的細胞取自哪里呢？是來自多細胞生物，單細胞生物，還是都可以？假如從多細胞生物取材，又選擇什么樣的細胞？例如，胚胎細胞、受精卵細胞、體細胞？假如從單細胞生物取材，學生通過初中的學習，又了解哪些單細胞生物？（如圖2） 
      在教學過程中，教師可以先帶領學生回顧初中學習過的多利羊的知識， 并引導學生思考得出結論“細胞核控制著多利羊的遺傳性狀”；并進一步提出乳腺細胞為體細胞，由于高度分化，實驗難度比較大、技術比較復雜，所以從早期科學研究的角度，體細胞包括乳腺細胞并不是很好的實驗材料。而胚胎細胞、受精卵細胞由于分化程度低，尤其兩棲動物的胚胎細胞、受精卵細胞體積較大，取材方便，是科學家經常用來研究細胞核功能的實驗材料。在學生認同以上觀點之后，教師不失時機地呈現資料1和資料2。在介紹資料1的時候，提出問題“美西螈的膚色主要是由細胞核還是由細胞質決定的？”，呈現經典實驗，學生可以根據實驗結果得出結論“美西螈的膚色主要是由細胞核決定的”；介紹資料2時，同樣提出問題“蠑螈受精卵細胞的分裂分化主要是由細胞核還是由細胞質決定的？”，繼而呈現經典實驗，學生根據實驗結果得出結論“蠑螈受精卵細胞的分裂分化主要是由細胞核決定的”。在處理資料1和2時，教師還可以從探究實驗嚴謹性的角度，引導學生分析美西螈實驗的對照實驗如何設置，蠑螈實驗的巧妙之處（①設置有核與無核的對照實驗；②將細胞分成兩半，在同一細胞中設置實驗組與對照組，有效排除無關變量干擾，增強說服力；③有移植核的后續實驗）。 
3.3  理清實驗思路，鼓勵學生自主探究   高一的學生在學習必修一的時候，科學探究能力還有待加強。所以通過資料1資料2的學習，讓學生對科學探究的過程有一個清楚的認識，同時使得學生從探究的角度來認同細胞核的重要功能。接下來的資料3和資料4可以讓學生嘗試著自己來設計實驗，實施探究。 
     首先讓學生回憶初中學過的單細胞生物，如草履蟲、變形蟲，然后教師再介紹單細胞傘藻，并引導學生分析草履蟲由于一般有兩個細胞核、結構稍復雜，不是合適的研究細胞核功能的材料，變形蟲、傘藻比較合適。接著讓學生通過合作學習自主選擇兩者之一，設計探究實驗來研究細胞核的功能，并完成工作單。（如下表）                     工作單：探究細胞核的功能 
                 班級                   姓名                 背景資料 
變形蟲：是一種單細胞生物，由于變形蟲身體僅由一個細胞構成，沒有固定的外形，可以任
意改變體形，因此得名。如果把變形蟲始終培養在營養足夠的培養液中，變形蟲可反復進行分裂和生長，能無限生存下去。 
傘  藻：傘藻屬是海生的單細胞藻類，細胞長2～5cm，可分為“帽”、柄和假根3部分，       
細胞核在基部假根處。傘藻的帽有典型的兩種形態-----菊花形、傘形。傘藻有著較強的再生能力，切去傘可再生一個傘。 
 
                    
             
                    
                             
3 
 
         
探究實驗 
選擇的實驗材料：                          （變形蟲/傘藻） 
一、提出問題：                              主要是由細胞核還是細胞質決定的？ 二、作出假設：                               
三、制定計劃：請用簡圖或文字描述你的探究方案，力求描述準確。 
  
四、實施計劃 五、得出結論 六、反思 
    在課堂上可以讓學生兩人一組，完成到實驗工作單的第三步。下面兩組是比較典型的學生設計（如圖3）。教師可以把學生的實驗工作單放在投影儀上，全班一起討論實驗設計的得失，最后得出科學的思路。最后再呈現科學家的經典實驗。          
圖3 
    在學生強烈地認同“細胞核是生物代謝和遺傳的控制中心”后，教師可以帶領學生學習細胞核的結構，按結構決定功能的思路，尋根問底，明白細胞核為何有此功能。  
4 教學反思 
本節課實為訓練學生科學探究思維能力的良好素材，教師為了探究的真實性，在課前與學生達成“君子協定”，就是沒有老師的允許絕對不打開書本。學生在脫離教材的情況下，真思考、真探究，從知識層面認同了細胞核的重要功能，從能力層面探究能力得到提升。

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