素材：“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)”遞進(jìn)式教學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)”遞進(jìn)式教學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)1.設(shè)疑激趣，調(diào)動(dòng)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(dòng)地建構(gòu)新知識(shí)。引入3D打印的人造皮膚開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生的興趣，提出問(wèn)題：對(duì)大面積燒傷的病人來(lái)說(shuō)，他人皮膚來(lái)源不足，且會(huì)產(chǎn)生排斥反應(yīng)，如何才能獲得大量的自體健康皮膚？這樣的導(dǎo)入既能有效激發(fā)學(xué)生的興奮點(diǎn)，又能激起學(xué)生解決問(wèn)題的欲望，指明本節(jié)課的學(xué)習(xí)方向。2.精心設(shè)計(jì)，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(guò)同化，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到豐富；通過(guò)順應(yīng)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到改造。優(yōu)化的知識(shí)呈現(xiàn)方式更有利于知識(shí)的同化和順應(yīng)，便于學(xué)生重構(gòu)知識(shí)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(shí)水平，將本節(jié)教學(xué)內(nèi)容預(yù)設(shè)為條件、過(guò)程、概念和應(yīng)用4個(gè)層次。教師精心設(shè)計(jì)不同層次，使動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的學(xué)習(xí)成為一個(gè)環(huán)環(huán)相扣、逐層遞進(jìn)的有機(jī)整體。2.1層次一：合作探究，尋求動(dòng)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(shí)，因此教師安排探究活動(dòng)——探究動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要的條件（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(shí)，討論后認(rèn)為：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無(wú)菌且無(wú)毒環(huán)境、特定的營(yíng)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：①開(kāi)放培養(yǎng)時(shí)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7.2~7.4。②血清中除含有蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖、激素及多種生長(zhǎng)因子等外，還含有多種未知的促細(xì)胞生長(zhǎng)因子、促貼附因子及其他活性物質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和貼附。因此，細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，要保證細(xì)胞能夠順利生長(zhǎng)和增殖，一般需添加10%～20%的血清。通過(guò)資料分析，學(xué)生更深刻地意識(shí)到培養(yǎng)液中血清、血漿的重要性，以及對(duì)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(shí)后，教師結(jié)合書(shū)本相關(guān)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生歸納、總結(jié)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)要滿足的條件。這一探究活動(dòng)可有效引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生探討動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件，同時(shí)也檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)原有知識(shí)的掌握情況，強(qiáng)化了學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用與遷移能力。2.2層次二：環(huán)環(huán)相扣，理解動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)，也是學(xué)生理解的難點(diǎn)。采用“任務(wù)閱讀初體驗(yàn)——簡(jiǎn)述過(guò)程再認(rèn)識(shí)——問(wèn)題驅(qū)動(dòng)深思考”3個(gè)相對(duì)獨(dú)立而又互相聯(lián)系的環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)遞進(jìn)地剖析動(dòng)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(jìn)，步步提升。環(huán)節(jié)一：任務(wù)閱讀初體驗(yàn)。任務(wù)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(dòng)。它是在教師的問(wèn)題指引下，學(xué)生進(jìn)行的有明確目標(biāo)的實(shí)踐活動(dòng)，屬于定向閱讀。學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)新知識(shí)的初步感知。布置的任務(wù)閱讀問(wèn)題有：①為什么要將動(dòng)物組織、器官分散成單個(gè)細(xì)胞？怎樣將動(dòng)物細(xì)胞分散開(kāi)？②用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要成分是什么？③什么叫貼壁生長(zhǎng)？為了便于細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)，對(duì)培養(yǎng)瓶的內(nèi)表面有何要求？④什么叫接觸抑制？⑤什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？學(xué)生通過(guò)任務(wù)閱讀，對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程有了大致認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)學(xué)生進(jìn)入第二環(huán)節(jié)時(shí)，學(xué)習(xí)將不再是從零開(kāi)始。所以，這一環(huán)節(jié)是學(xué)生對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。環(huán)節(jié)二：簡(jiǎn)述過(guò)程再認(rèn)識(shí)。通過(guò)第一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程有了大致認(rèn)識(shí)。在課堂上，學(xué)生無(wú)法親自完成動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)，如何將抽象知識(shí)直觀化、具體化顯得非常重要。播放一段關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的視頻，接著呈現(xiàn)不完整的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程圖，隨機(jī)挑選3位學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合不完整過(guò)程圖簡(jiǎn)述完整的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程，以此讓學(xué)生對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的認(rèn)識(shí)“更進(jìn)一步”。環(huán)節(jié)三：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)深思考。通過(guò)設(shè)置恰當(dāng)而又富有啟發(fā)性的問(wèn)題串，能夠很好地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念的內(nèi)涵和外延進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生的思維向更深層遞進(jìn)。設(shè)計(jì)如下問(wèn)題：①資料顯示，胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織更適合用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，請(qǐng)說(shuō)出理由？②為什么要將動(dòng)物組織、器官分散成單個(gè)細(xì)胞？怎樣將動(dòng)物細(xì)胞分散開(kāi)？③用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)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？④什么叫貼壁生長(zhǎng)？細(xì)胞為什么要貼壁？為了便于細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)，對(duì)培養(yǎng)瓶的內(nèi)表面有何要求？⑤什么叫接觸抑制？如何解除？⑥什么是原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)？⑦進(jìn)行動(dòng)物體細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)，供體組織細(xì)胞培養(yǎng)到幾代以?xún)?nèi)最佳？說(shuō)明理由。教師利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)遞進(jìn)，使學(xué)生從既有知識(shí)出發(fā)，通過(guò)越來(lái)越深入的探討和學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的遞進(jìn)。學(xué)生通過(guò)這樣三個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)的理解不再是停留在表面上，而是能夠很好地建立知識(shí)體系，對(duì)知識(shí)有更加深刻的理解之后，對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程產(chǎn)生濃厚的興趣，從而更好建構(gòu)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念。2.3層次三：水到渠成，習(xí)得動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念《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(shí)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(shí)殿堂的奠基石。本節(jié)內(nèi)容的大概念描述為：“闡明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是從動(dòng)物體獲得相關(guān)組織，分散成單個(gè)細(xì)胞后，在適宜的培養(yǎng)條件下讓細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的過(guò)程”。大概念的描述實(shí)際上就是對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程的概括性描述。筆者利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程示意圖，加上4點(diǎn)內(nèi)容提示（圖1），讓學(xué)生通過(guò)觀察、總結(jié)得出動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念。學(xué)生通過(guò)思考、提煉，很容易獲得動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的概念。同時(shí)，學(xué)生對(duì)概念認(rèn)識(shí)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用學(xué)以致用，即為了實(shí)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(shí)的應(yīng)用可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解，能夠提高學(xué)生觀察、分析及解決問(wèn)題的能力，真正地讓“生物走向生活，從生活走向社會(huì)”。通過(guò)前面導(dǎo)入部分學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道動(dòng)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(duì)“動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)用于檢測(cè)有毒物質(zhì)，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。通過(guò)提供以下兩則資料：一則是關(guān)于“人工關(guān)節(jié)——軟骨再生”的資料；一則是關(guān)于利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)檢測(cè)有毒物質(zhì)的資料。學(xué)生通過(guò)資料的分析，既關(guān)注了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的多方面應(yīng)用，又加強(qiáng)了知識(shí)運(yùn)用