【正文】 樂趣。①膜的流動性，從微觀上是如何體現(xiàn)的？②觀察到什么現(xiàn)象才能說明細胞膜上的蛋白質(zhì)分子是運動的？③不做任何處理的細胞，其膜蛋白分子的運動直接在顯微鏡下觀察可以嗎？④染色時要注意什么問題？染料應(yīng)該有什么特點？⑤應(yīng)該怎樣對細胞進行染色？⑥細胞那么??？可能一半染一種顏色，另一半染其他顏色嗎？怎樣能得到兩個半球不一樣顏色的細胞？ 以上問題，采用臺階遞進式提出，引導(dǎo)學(xué)生步步深入，在這個過程中學(xué)生思維能力和實驗探究能力的提高是必然的。然后出示資料六，告訴學(xué)生，科學(xué)家和我們想的是一樣的。讓學(xué)生體驗成功的快樂。資料六：Larry Frye等的人、鼠細胞融合實驗（1970年）利用免疫熒光染色技術(shù)，將人和鼠的細胞膜用不同的熒光抗體染料標記后，讓兩種細胞融合，雜交細胞的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，37℃條件下培養(yǎng)40分鐘，發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。1℃條件下培養(yǎng)40分鐘，發(fā)現(xiàn)細胞的兩極顏色未改變，只是在融合的部位有部分顏色混合。提出問題：該實驗結(jié)果說明了什么問題？學(xué)生通過思考很容易得出結(jié)論：細胞膜不是靜止的。而是具有一定的流動性，并且流動性的強弱和溫度有關(guān)。此時，很自然地告訴學(xué)生，1972年，桑格和尼克森通過觀察和實驗，并在繼承前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了生物膜分子模型，即流動鑲嵌模型，并被人們所接受。經(jīng)歷了前面的探究過程，學(xué)生接受流動鑲嵌模型是水到渠成的。流動鑲嵌模型的具體內(nèi)容：①磷脂雙分子層是生物膜的基本支架。其中磷脂分子的親水性頭部朝向兩側(cè)，疏水性的尾部相對朝向內(nèi)側(cè)； ②蛋白質(zhì)分子鑲嵌、貫穿或覆蓋在磷脂雙分子層上； ③在細胞膜的外側(cè)，有糖蛋白構(gòu)成的糖被；④磷脂分子和大多數(shù)的蛋白質(zhì)是可以運動的，體現(xiàn)了膜的流動性。提出問題：生物膜的流動鑲嵌模型是不是就完美無缺了呢？請說說你的看法。以小組討論的形式進行課堂活動，讓學(xué)生對流動鑲嵌模型進行客觀地評價。有利于學(xué)生批判性思維能力的發(fā)展，并且促進學(xué)生認同科學(xué)結(jié)論的可修正性與發(fā)展性，順利達成情感態(tài)度與價值觀目標。通過這個過程，學(xué)生普遍認識到生物膜的流動鑲嵌模型不是完美無缺的，隨著實驗技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，對膜的研究將更加細致入微，流動鑲嵌模型將會得到進一步的完善。根據(jù)學(xué)生的情況，教師還可以介紹Wallach于1975年提出的晶格鑲嵌模型以及Jain和White于1977年提出的板塊鑲嵌模型，其目的是讓學(xué)生充分認識到科學(xué)理論的發(fā)展性，從情感態(tài)度與價值觀方面更好地達成教學(xué)目標。再提出問題：縱觀整個生物膜模型的研究過程，從科學(xué)研究的角度看，你受到了哪些啟示？ 這個問題仍采取小組討論—代表回答—教師評價與總結(jié)的方式，問題的探討有助于學(xué)生感悟科學(xué)研究的過程與特點，對于科學(xué)研究的繼承性、合作性、修正性與發(fā)展性有更深刻的認識。 布置作業(yè)利用生活廢棄物制作一個細胞膜的流動鑲嵌模型。該作業(yè)的完成有助于學(xué)生進一步認識細胞膜的流動鑲嵌模型，并且有助于學(xué)生的興趣發(fā)展。主要參考文獻：．例析科學(xué)史的教育功能與教學(xué)實踐．生物學(xué)教學(xué)，2006，2．資料型探究活動在課堂教學(xué)中的應(yīng)用和體會．生物學(xué)教學(xué)，2004，11 英文題目：Teaching designing according to science history about “fluid mosaic model” Key word: fluid mosaic modelscience historyTeaching designing 作者： Liu benju 歡迎閱讀本文檔！第二篇：“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)整合科學(xué)史的教學(xué)設(shè)計“生物膜的流動鑲嵌模型”一節(jié)整合科學(xué)史的教學(xué)設(shè)計李高梅（廣東省佛山市順德區(qū)華僑中學(xué)528333）教材分析本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中生物必修1《分子與細胞》第4章第2節(jié)。該節(jié)內(nèi)容在編排上按時間順序介紹了科學(xué)家對生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的一些重要實驗和推論，旨在讓學(xué)生一步一步地分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論，使學(xué)生宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，自然而然地接受流動鑲嵌模型的理論，同時加深對科學(xué)過程與方法的理解。教學(xué)目標1）通過對科學(xué)史材料的分析與討論，使學(xué)生了解生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，知道生物膜流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，加深對生物膜組成成分和結(jié)構(gòu)特點的理解。2）了解科學(xué)探究的一般方法，樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辨證思想，感受科學(xué)研究的艱辛歷程。教學(xué)重點和難點1）重點：生物膜的結(jié)構(gòu)特點、科學(xué)家探索生物膜結(jié)構(gòu)歷程的經(jīng)典實驗。2）難點：流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容、結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的辨證思想。教學(xué)過程4．1 以史實背景設(shè)疑，導(dǎo)入新課，讓學(xué)生感受、學(xué)習(xí)科學(xué)家的創(chuàng)新精神首先讓學(xué)生完成填空：細胞膜主要由____和______組成。此外，還有少量的____。接著提出問題：19世紀末，科學(xué)家已經(jīng)推知細胞膜的主要成分。但細胞膜很薄，光學(xué)顯微鏡觀察不到它細微的結(jié)構(gòu)，電子顯微鏡又還沒誕生；且受當(dāng)時物質(zhì)分離提純技術(shù)的制約，也無法采用分離提純的方法來測定它的組成。在這樣的情況下，你知道科學(xué)家當(dāng)初是怎樣得知細胞膜是由這些成分組成的嗎？由此引出科學(xué)家另劈新徑，從生理功能——膜的通透性入手，自然導(dǎo)入新課，同時讓學(xué)生感受、學(xué)習(xí)科學(xué)家的創(chuàng)新精神。4．2以史料分析為主線，再現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程，讓學(xué)生自主建構(gòu)知識生物膜的流動鑲嵌模型是本節(jié)課的重點和難點，學(xué)生若不理解，就會陷入死記硬背的泥潭。若從科學(xué)史入手，循序漸進，讓學(xué)生了解知識的產(chǎn)生與發(fā)展過程，學(xué)生就能心領(lǐng)神會，自主完成知識的建構(gòu)。在教學(xué)中我是這樣做的，首先出示資料1：19世紀末歐文頓（）用500多種物質(zhì)對植物細胞進行上萬次的通透性實驗，發(fā)現(xiàn)凡是溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容易通過細胞膜進入細胞。提出問題1：根據(jù)物質(zhì)相似相溶原理，分析上述材料，你能得出什么推論？科學(xué)家得出什么結(jié)論？你的結(jié)論與科學(xué)家一樣嗎？改變教材直接呈現(xiàn)科學(xué)家結(jié)論的做法，讓學(xué)生體驗科學(xué)家的思維過程，提升思維能力，自主建構(gòu)知識。當(dāng)學(xué)生得知自己的想法與科學(xué)家一致時，成功的喜悅溢于言表，學(xué)習(xí)的自信心和內(nèi)驅(qū)力得到加強。解決問題1后，提出問題2：歐文頓的推論是否正確？最初認識到細胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。有沒有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定呢？使學(xué)生在思考與討論中初步了解模型建構(gòu)的一般方法。提出問題3：歐文頓用500多種物質(zhì)，通過上萬次實驗，這些數(shù)據(jù)又說明了什么？從而讓學(xué)生感知科學(xué)實驗的重復(fù)性、嚴謹性、艱巨性，得出的結(jié)論應(yīng)該具有普遍性的道理，從中受到科學(xué)精神的熏陶。提出問題4：細胞膜中除含有脂質(zhì)外，還有沒有其他成分呢？分析資料2：20世紀初，科學(xué)家第一次將膜從哺乳動物的紅細胞分離出來，通過化學(xué) 1 分析表明，膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。提出問題5：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子是如何組成細胞膜的呢？激發(fā)學(xué)生進一步的探究欲望，過渡到資料3的學(xué)習(xí)。分析資料3：1925年荷蘭科學(xué)家Gorter和Grendel用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質(zhì)，在空氣－水界面上鋪成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。依然采取改變教材直接呈現(xiàn)科學(xué)家結(jié)論的做法，給學(xué)生提出以下問題：由此，你得出什么結(jié)論？科學(xué)家得出什么結(jié)論？讓學(xué)生繼續(xù)體會科學(xué)家的思維過程。但這一次沒有資料1順暢，盡管我抓住“磷脂單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍”啟發(fā)學(xué)生思考，但仍有相當(dāng)部分學(xué)生不理解推論，情急之中，我將一張練習(xí)紙對折，問學(xué)生：“對折前你們看到的紙的面積是對折后的幾倍？”——“2倍！”“原來這張紙是單層的，對折后變成幾層？”——“2層！”“那么根據(jù)材料3推測，脂質(zhì)分子構(gòu)成細胞膜應(yīng)該排列成幾層？”——學(xué)生豁然開朗答：“2層！”。這樣學(xué)生順利從形象思維過度到抽象思維，自然而然得出推論。課后反思時，我把這一靈感記錄下來，作為對自己的褒獎。為了改變學(xué)生淺嘗輒止的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)會將前后知識融會貫通，提升學(xué)生思維能力，我以史料3為引子進行變式訓(xùn)練，問學(xué)生：若將資料3中的“紅細胞”改為“口腔上皮細胞”進行實驗，測得單分子層的面積仍然恰為口腔上皮細胞表面積的2倍嗎？或是大于、小于？為什么？若將資料3中的“人”改為“雞或去壁的原核細胞”進行實驗，結(jié)果又將怎樣呢？為什么？巧借科學(xué)史，實現(xiàn)知識的遷移運用，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性、深刻性。接著提出問題2：兩層脂質(zhì)分子又是如何排列的呢？并請學(xué)生在草稿紙上試著畫一畫。在學(xué)生畫圖的過程中，我提示學(xué)生：已知磷脂分子頭部是親水的，尾部是疏水的，而細胞內(nèi)外都有水，想想該怎樣畫？當(dāng)學(xué)生畫好后，我選取幾張有代表性的畫法展示出來進行講評，讓學(xué)生知道應(yīng)該怎樣畫，為什么這樣畫。問題3：蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？材料4：1959年羅伯特森（）在電鏡下看到細胞膜由“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。他大膽提出：生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。羅伯特森的“三明治”靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型解決了什么問題？有什么不足之處呢？我又以問題的形式啟發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。為了便于學(xué)生找出它的不足，我播放質(zhì)壁分離與質(zhì)壁分離復(fù)原，變形蟲吞噬纖毛蟲、酵母菌出芽生殖、精卵結(jié)合的視頻動畫，讓學(xué)生直觀地感知細胞膜不是靜態(tài)的剛性結(jié)構(gòu)，而是一個動態(tài)的彈性結(jié)構(gòu)，同時也讓學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)要與功能想適應(yīng)的觀點。有什么證據(jù)證明細胞膜中的物質(zhì)是不斷運動的呢？資料5：圖文結(jié)合介紹熒光標記小鼠細胞和人細胞融合實驗。問學(xué)生：看到了什么現(xiàn)象？這種現(xiàn)象說明了什么？再一次讓學(xué)生體會科學(xué)家的思維過程，讓學(xué)生自己得出結(jié)論。接著我讓學(xué)生在原來畫的脂雙層中添加蛋白質(zhì)，畫出自己認為的細胞膜結(jié)構(gòu)模型圖。當(dāng)學(xué)生畫好后，我讓學(xué)生把自己畫的圖與桑格和尼克森提出的流動鑲嵌模型進行對照，明確脂雙層的排列方式和蛋白質(zhì)的三種分布情況。請畫得比較好、與流動鑲嵌模型接近的學(xué)生舉手，給予充分的肯定，幽默地稱他們是當(dāng)代的桑格、尼克森，并選出代表描述流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容。學(xué)生的成就感油然而生，課堂氣氛輕松活躍。4．3利用科學(xué)史素材，創(chuàng)設(shè)糖蛋白學(xué)習(xí)情景，指導(dǎo)學(xué)習(xí)方法教科書的特點是圖文并茂、互為補充，文字簡練，材料精選。但學(xué)生往往不善于圖文結(jié)合去閱讀理解知識。為了養(yǎng)成學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，當(dāng)學(xué)生基本理解、接