北师大版七年级上册第3节 细胞通过分裂而增殖教案设计

细胞体积为什么这么小

一、教学分析

本节课位于北师大版七年级上册第三章第三节“细胞通过分裂而增值”的第1课时。在学生通过第一、二节的学习后，基本已经掌握了细胞的结构和功能的基础上，要求学生理解“细胞增殖的重要性”的基础上加深对细胞增值方式的理解和掌握。教材中为了解决这个问题，设计了两个活动。这两个活动的操作虽然简单，但需要学生用联想的方法将模拟实验的方法迁移到真实的细胞，通过数据分析来理解细胞体积与其物质代谢的关系，而这正是初一学生能力不足之处，需要教师多用问题引导，帮助学生解决。

二、教学目标

1. 学习通过模型实验方法进行生物学的研究。

2. 培养生物学习兴趣，加强生物与生活联系。

三、重点和难点

理解细胞大小和物质扩散的关系。

四、         教学设计

4.1创设情境，导入新课

师：一天，大象和老鼠在动物园争论。大象说：“小样，我可以轻易把你举高高！”老鼠说：“哼！别看我体重轻，我的细胞和你的细胞可是一样大！老鼠说的有道理吗？”若有道理，为什么大象这么大，老鼠这么小？

生：老鼠说的有道理。大象大是因为身体里的细胞数目多。

师：那为何不能大象体型大，身体里的细胞就大于老鼠的细胞呢？到底什么原因限制了细胞长大？接下来我们一起来探讨下“细胞体积为什么这么小？”（板书课题：细胞体积为什么这么小）

4.2合作探究

4.2.1 研究细胞体积与表面积的关系

师：我们之前看细胞是借助显微镜，说明细胞较小，不方便直接去测量研究，那能否用课件展示的这四个立方体代替细胞来研究呢？

学生讨论。

生：可以采用这四个立方体来替代细胞。因为细胞是立体结构，并且这个问题只研究细胞的大小，和细胞的形状，结构并无直接关系。这四个立方体也具备大小这一特征。

师：这种不利用生物本身而采用模型替代研究的方法叫做模型实验法。请同学们完成书本50页的表格。

师：请一些同学来分享答案。从这个表格中，同学们发现当：立方体的体积增大时，表面积与体积之比的变化有什么规律？

生：立方体的体积不断增大时，表面积与体积之比就不断减小。

师：当体积相同时，细胞表面积与物质交换有什么关系？（借用讲台上的粉笔盒当教具）一个粉笔盒有6个面，两个独立的粉笔盒共有12个面，当将两个粉笔盒合在一起时，此时只有10个面，请问为了方便外界物质进入粉笔盒里，此时两个粉笔盒应独立还是合在一起？联想到细胞，当体积相同时，细胞表面积与物质交换有什么关系？

生：两个粉笔盒分别分开时有12个面，合在一起时有10个面，所以两个粉笔盒独立，更有助于外界物质进入里面。对于细胞来说，体积相同时，表面积越大，越有助于和外界进行物质交换。

师：体积相同时，表面积越大越有助于细胞和外界进行物质交换，。当细胞体积不同时，细胞大小会不会影响细胞与外界的物质交换？让我们通过下一个实验来“研究细胞大小和物质扩散的关系”

4.2.2研究细胞大小和物质扩散的关系

生：阅读书本50和51页内容，找到本实验的原理。

师：本实验的原理是氢氧化钠和酚酞—酒精溶液相遇，呈红色 。 酚酞—酒精溶液是常用的酸碱指示剂，遇酸为无色，遇碱为红色。具体实验的操作，请同学们观看视频。

生：观看实验视频。

师：经过测量，边长为1厘米的立方体，氢氧化钠扩散深度为4.5毫米，边长为2和3厘米的立方体，氢氧化钠扩散深度也是4.5毫米。请将数据补充到书本51页的表格，并计算“未着色厚度”

生：完成书本表格。

师：请问氢氧化钠在不同大的琼脂块中扩散的速率是否相同？

生：由于扩散深度都是4.5毫米，氢氧化钠在不同大的琼脂块中扩散速率相同。

师：氢氧化钠溶液到达琼脂块中心的时间是否相同？

生：时间不同，体积小的用时较短。

师：细胞大小与细胞的物质扩散有什么关系？带领学生回顾两个表格。

生：细胞越大，其相对表面积越小，物质扩散到细胞中央所需的时间越长，越不利于物质交换。

师：从这两个模型实验，我们知道细胞体积要小，才能保证从外界获取足够的物质供细胞利用，所以“细胞体积比较小”。

4.2.3 课外延伸

师：假如你想在家模拟“探究细胞大小和物质运输关系 ”，能否用生活中的材料来代替琼脂块，氢氧化钠溶液？

生：小组交流讨论，确定可行方案。

师：随机邀请学生分享实验材料和方案，并组织其他同学商讨该方案的可行性。鼓励学生课后动手操作该实验。

五、教学反思

教学设计紧扣“理性思维和问题解决”这一核心素养，通过两个探究活动并设置问题来引导学生理解“细胞体积为什么这么小”内容量适中，课堂活动安排合理。本节课主要有以下几处亮点：

1. 在尊重教材的基础上，适当新增内容。为方便初一学生理解“细胞大小会不会影响细胞与外界的物质交换”这一问题，先引导学生思考“体积相同时，细胞表面积与物质交换的关系”，并借助常见物体“粉笔盒”当教具，形象地向学生解释“体积相同时，表面积越大，越有助于和外界进行物质交换”。然后才给出书本的讨论题2来思考体积不同时，细胞大小会不会影响细胞与外界的物质交换。增添多一个问题，更有助于学生理解书本的编排意图，符合学生的思维方式。

2. 利用图片展示“研究细胞大小和物质运输关系”的实验原理，让难懂的文字变得形象生动；利用视频展示该实验的操作步骤和实验结果，弥补了传统课堂不方便演示实验的缺陷，加深了学生对该实验的理解。

3. 课堂设置了“课外延伸”的小组交流活动，让学生利用生活常见物品来替代书本的实验材料，加深学生对实验原理的理解，学以致用，拓展了思维，加深书本和生活的联系。

本节课仍有以下几点不足处：

本节课重点是通过两个实验来解答“细胞体积为什么这么小？”在教学过程中，都是通过表格的形式展示结果，学生通过已有数据进行分析得出结论，缺乏实际的动手操作过程。受条件限制，课外延伸时只是组织学生讨论方案，如果可以现场组织学生进行实验，效果会更好！