高二生物《動物細(xì)胞培養(yǎng)》教學(xué)設(shè)計

1、動物細(xì)胞培養(yǎng) 教學(xué)設(shè)計深圳市龍華中學(xué) 嚴(yán)森梅一、教學(xué)目標(biāo)1.闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。2.簡述干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中有廣泛的應(yīng)用價值。二、教學(xué)重點和難點1.教學(xué)重點(1)動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。(2)干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用。2.教學(xué)難點動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件和過程。三、教學(xué)過程1. 設(shè)疑激趣，調(diào)動學(xué)生的積極性巧妙的導(dǎo)入能夠吸引學(xué)生的注意，讓學(xué)生明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)意義，從而更容易融入到學(xué)習(xí)情境中，并積極主動地建構(gòu)新知識。引入 “最美逆行者在救火過程中不同程度的燒傷”開始，激發(fā)學(xué)生的興趣，提出問題：對大面積燒傷的病人來說，他人皮膚來源不足，且會產(chǎn)生排斥反應(yīng)，如何才能獲得大量的自體健康皮膚？這

2、樣的導(dǎo)入既能有效激發(fā)學(xué)生的興奮點，又能激起學(xué)生解決問題的欲望，指明本節(jié)課的學(xué)習(xí)方向。2.精心設(shè)計，體現(xiàn)學(xué)習(xí)的層次性認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為：通過同化，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到豐富；通過順應(yīng)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到改造。優(yōu)化的知識呈現(xiàn)方式更有利于知識的同化和順應(yīng)，便于學(xué)生重構(gòu)知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。根據(jù)高中生物學(xué)科學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)生原有知識水平，將本節(jié)教學(xué)內(nèi)容預(yù)設(shè)為條件、過程、概念和應(yīng)用4個層次。教師精心設(shè)計不同層次，使動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的學(xué)習(xí)成為一個環(huán)環(huán)相扣、逐層遞進的有機整體。2.1層次一：合作探究，尋求動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件由于學(xué)生已經(jīng)具備內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分和理化性質(zhì)等基礎(chǔ)知識，因此教師安排探究活動探究動物細(xì)胞培養(yǎng)需要的條

3、件（以人體細(xì)胞培養(yǎng)為例）。學(xué)生結(jié)合內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的相關(guān)知識，討論后認(rèn)為：動物細(xì)胞培養(yǎng)需要無菌且無毒環(huán)境、特定的營養(yǎng)條件、一定的滲透壓、溫度和 pH。接著，教師向?qū)W生呈現(xiàn)如下資料： 開放培養(yǎng)時一般把細(xì)胞置于95%空氣和5%二氧化碳的氣體環(huán)境中。氧氣參與細(xì)胞的呼吸作用，二氧化碳可以維持培養(yǎng)基的 pH。大多數(shù)細(xì)胞的適宜pH為7. 27. 4。 血清中除含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素及多種生長因子等外，還含有多種未知的促細(xì)胞生長因子、促貼附因子及其他活性物質(zhì)，能促進細(xì)胞的生長、增殖和貼附。因此，細(xì)胞培養(yǎng)時，要保證細(xì)胞能夠順利生長和增殖，一般需添加10%20%的血清。通過資料分析，學(xué)生更

4、深刻地意識到培養(yǎng)液中血清、血漿的重要性，以及對相應(yīng)氣體環(huán)境的特殊需求。在學(xué)生形成上述的認(rèn)識后，教師結(jié)合書本相關(guān)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生歸納、總結(jié)動物細(xì)胞培養(yǎng)要滿足的條件。這一探究活動可有效引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生探討動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件，同時也檢驗了學(xué)生對原有知識的掌握情況，強化了學(xué)生的知識運用與遷移能力。2.2層次二：環(huán)環(huán)相扣，理解動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程是本節(jié)課的教學(xué)重點，也是學(xué)生理解的難點。采用“任務(wù)閱讀初體驗簡述過程再認(rèn)識問題驅(qū)動深思考”3 個相對獨立而又互相聯(lián)系的環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)遞進地剖析動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的內(nèi)涵與外延，使學(xué)生的思維層次不斷推進，步步提升。環(huán)節(jié)一：任務(wù)閱讀初體驗，細(xì)胞培養(yǎng)過程排序。任務(wù)

5、閱讀不是一般意義的通讀和瀏覽，而是一種復(fù)雜的智力活動。它是在教師的問題指引下，學(xué)生進行的有明確目標(biāo)的實踐活動，屬于定向閱讀。學(xué)生在解決問題過程中，實現(xiàn)了對新知識的初步感知。將教材中的細(xì)胞培養(yǎng)過程順序打亂，學(xué)生初次閱讀教材后，對細(xì)胞培養(yǎng)過程圖進行排序。學(xué)生通過任務(wù)閱讀，對動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程有了大致認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)學(xué)生進入第二環(huán)節(jié)時，學(xué)習(xí)將不再是從零開始。所以，這一環(huán)節(jié)是學(xué)生對動物細(xì)胞培養(yǎng)過程學(xué)習(xí)的起點。環(huán)節(jié)二：簡述過程再認(rèn)識。通過第一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程有了大致認(rèn)識。在課堂上，學(xué)生無法親自完成動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的實驗，如何將抽象知識直觀化、具體化顯得非常重要。播放一段關(guān)于動物細(xì)

6、胞培養(yǎng)過程的視頻，接著呈現(xiàn)完整的動物細(xì)胞培養(yǎng)過程圖，隨機挑選學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合過程圖簡述完整的動物細(xì)胞培養(yǎng)過程，以此讓學(xué)生對動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的認(rèn)識“更進一步”。并思考在培養(yǎng)過程中的注意事項。布置的任務(wù)閱讀問題有： 為什么要將動物組織、器官分散成單個細(xì)胞？怎樣將動物細(xì)胞分散開？ 用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要成分是什么？ 什么叫貼壁生長？為了便于細(xì)胞貼壁生長，對培養(yǎng)瓶的內(nèi)表面有何要求？ 什么叫接觸抑制？ 什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？環(huán)節(jié)三：問題驅(qū)動深思考。通過設(shè)置恰當(dāng)而又富有啟發(fā)性的問題串，能夠很好地引導(dǎo)學(xué)生對概念的內(nèi)涵和外延進行深度學(xué)習(xí)，促進學(xué)生的思維向更深層遞進。設(shè)計如下問題： 資料

7、顯示，胚胎或幼齡個體的器官或組織更適合用于動物細(xì)胞培養(yǎng)，請說出理由？ 為什么要將動物組織、器官分散成單個細(xì)胞？怎樣將動物細(xì)胞分散開？ 用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說明細(xì)胞間的物質(zhì)主要成分是什么？胰蛋白酶能否將細(xì)胞消化掉，為什么？ 什么叫貼壁生長？細(xì)胞為什么要貼壁？為了便于細(xì)胞貼壁生長，對培養(yǎng)瓶的內(nèi)表面有何要求？ 什么叫接觸抑制？如何解除？ 什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？ 進行動物體細(xì)胞核移植實驗，供體組織細(xì)胞培養(yǎng)到幾代以內(nèi)最佳？說明理由。教師利用問題驅(qū)動，引導(dǎo)遞進，使學(xué)生從既有知識出發(fā)，通過越來越深入的探討和學(xué)習(xí)，實現(xiàn)對知識的遞進。學(xué)生通過這樣三個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，對知識的理解不再是停留在表面上，而是能夠很好地

8、建立知識體系，對知識有更加深刻的理解之后，對動物細(xì)胞培養(yǎng)過程產(chǎn)生濃厚的興趣，從而更好建構(gòu)動物細(xì)胞培養(yǎng)的概念。階段性小結(jié)1：動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程 2.3層次三：水到渠成，對動物細(xì)胞培養(yǎng)的概念真正認(rèn)識。普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）的基本理念之一是內(nèi)容聚焦大概念。大概念是中學(xué)生物學(xué)科知識的重要組成部分，是構(gòu)成生命科學(xué)理論體系的基本單位。因此，大概念教學(xué)是高中生物基礎(chǔ)教學(xué)中的重中之重，是學(xué)生通向更深層次生物知識殿堂的奠基石。本節(jié)內(nèi)容的大概念描述為：“闡明動物細(xì)胞培養(yǎng)是從動物體獲得相關(guān)組織，分散成單個細(xì)胞后，在適宜的培養(yǎng)條件下讓細(xì)胞生長和增殖的過程”。大概念的描述實際上就是對動物細(xì)胞培養(yǎng)過程的

9、概括性描述。學(xué)生通過觀察、總結(jié)得出動物細(xì)胞培養(yǎng)的概念。學(xué)生通過思考、提煉，很容易獲得動物細(xì)胞培養(yǎng)的概念。同時，學(xué)生對概念認(rèn)識由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，使學(xué)生的思維和認(rèn)知能力在教師的搭橋架梯下不斷得到提升。2.4層次四：學(xué)以致用，關(guān)注動物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用學(xué)以致用，即為了實際應(yīng)用而學(xué)習(xí)，這是學(xué)習(xí)高層次的表現(xiàn)。關(guān)注知識的應(yīng)用可以促進學(xué)生對生物知識的學(xué)習(xí)與理解，能夠提高學(xué)生觀察、分析及解決問題的能力，真正地讓“生物走向生活，從生活走向社會”。通過前面導(dǎo)入部分學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在“獲得燒傷患者植皮所需的細(xì)胞”方面的應(yīng)用。教師要聯(lián)系學(xué)生原有認(rèn)知，引領(lǐng)、啟發(fā)他們對“動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用于干細(xì)胞培養(yǎng)，用于治療人類的某些頑癥，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題，甚至可以用于判定某種物質(zhì)的毒性及用于生理、病理、藥理等的研究”等方面的應(yīng)用。階段性小結(jié)二2：干細(xì)胞的種類及功能來源功能及應(yīng)用胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)早期胚胎能夠分化成為動物體內(nèi)的任何細(xì)胞，并進一步形成組織、器官甚至生物個體成體干細(xì)胞成體組織或器官只能分化成特定的細(xì)胞或組織，不具有發(fā)育成完整個體的潛能誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)體外誘導(dǎo)體細(xì)胞產(chǎn)生能分化成為