人教版 (2019)选择性必修3一 动物细胞培养教学设计及反思

《动物细胞培养》 教学设计

一、教学目标

1.阐明动物细胞培养的条件和过程。

2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。

二、教学重点和难点

1.教学重点

(1)动物细胞培养的条件和过程。

(2)干细胞在生物医学工程中的应用。

2.教学难点

动物细胞培养的条件和过程。

三、教学过程

1. 设疑激趣，调动学生的积极性

巧妙的导入能够吸引学生的注意，让学生明确本节课的学习意义，从而更容易融入到学习情境中，并积极主动地建构新知识。

引入 “最美逆行者在救火过程中不同程度的烧伤”开始，激发学生的兴趣，提出问题：对大面积烧伤的病人来说，他人皮肤来源不足，且会产生排斥反应，如何才能获得大量的自体健康皮肤？这样的导入既能有效激发学生的兴奋点，又能激起学生解决问题的欲望，指明本节课的学习方向。

2.精心设计，体现学习的层次性

认知结构理论认为：通过同化，认知结构得到丰富；通过顺应，认知结构得到改造。优化的知识呈现方式更有利于知识的同化和顺应，便于学生重构知识结构，培养科学思维能力。

根据高中生物学科学业质量标准及学生原有知识水平，将本节教学内容预设为条件、过程、概念和应用4个层次。教师精心设计不同层次，使动物细胞培养过程的学习成为一个环环相扣、逐层递进的有机整体。

2.1层次一：合作探究，寻求动物细胞培养的条件

由于学生已经具备内环境的化学成分和理化性质等基础知识，因此教师安排探究活动——探究动物细胞培养需要的条件（以人体细胞培养为例）。学生结合内环境稳态及植物组织培养技术的相关知识，讨论后认为：动物细胞培养需要无菌且无毒环境、特定的营养条件、一定的渗透压、温度和 pH。接着，教师

向学生呈现如下资料：① 开放培养时一般把细胞置于95%空气和5%二氧化碳的气体环境中。氧气参与细胞的呼吸作用，二氧化碳可以维持培养基的 pH。大多数细胞的适宜pH为7. 2~7. 4。② 血清中除含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素及多种生长因子等外，还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他

活性物质，能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此，细胞培养时，要保证细胞能够顺利生长和增殖，一般需添加10%～20%的血清。通过资料分析，学生更深刻地意识到培养液中血清、血浆的重要性，以及对相应气体环境的特殊需求。在学生形成上述的认识后，教师结合书本相关内容，带领学生归纳、总结动物细胞培养要满足的条件。

这一探究活动可有效引导、启发学生探讨动物细胞培养的条件，同时也检验了学生对原有知识的掌握情况，强化了学生的知识运用与迁移能力。

2.2层次二：环环相扣，理解动物细胞培养的过程

动物细胞培养的过程是本节课的教学重点，也是学生理解的难点。采用“任务阅读初体验——简述过程再认识——问题驱动深思考”3 个相对独立而又互相联系的环节，环环递进地剖析动物细胞培养技术的内涵与外延，使学生的思维层次不断推进，步步提升。

环节一：任务阅读初体验，细胞培养过程排序。

任务阅读不是一般意义的通读和浏览，而是一种复杂的智力活动。它是在教师的问题指引下，学生进行的有明确目标的实践活动，属于定向阅读。学生在解决问题过程中，实现了对新知识的初步感知。将教材中的细胞培养过程顺序打乱，学生初次阅读教材后，对细胞培养过程图进行排序。

学生通过任务阅读，对动物细胞培养的过程有了大致认识。在此基础上，当学生进入第二环节时，学习将不再是从零开始。所以，这一环节是学生对动物细胞培养过程学习的起点。

环节二：简述过程再认识。

通过第一环节的学习，学生对动物细胞培养的过程有了大致认识。在课堂上，学生无法亲自完成动物细胞培养过程的实验，如何将抽象知识直观化、具体化显得非常重要。播放一段关于动物细胞培养过程的视频，接着呈现完整的动物细胞培养过程图，随机挑选学生，引导学生结合过程图简述完整的动物细胞培养过程，以此让学生对动物细胞培养过程的认识“更进一步”。并思考在培养过程中的注意事项。

布置的任务阅读问题有：① 为什么要将动物组织、器官分散成单个细胞？怎样将动物细胞分散开？② 用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要成分是什么？③ 什么叫贴壁生长？为了便于细胞贴壁生长，对培养瓶的内表面有何要求？④ 什么叫接触抑制？⑤ 什么是原代培养和传代培养？

环节三：问题驱动深思考。

通过设置恰当而又富有启发性的问题串，能够很好地引导学生对概念的内涵和外延进行深度学习，促进学生的思维向更深层递进。

设计如下问题：① 资料显示，胚胎或幼龄个体的器官或组织更适合用于动物细胞培养，请说出理由？② 为什么要将动物组织、器官分散成单个细胞？怎样将动物细胞分散开？③ 用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要成分是什么？胰蛋白酶能否将细胞消化掉，为什么？④ 什么叫贴壁生长？细胞为什么要贴壁？为了便于细胞贴壁生长，对培养瓶的内表面有何要求？⑤ 什么叫接触抑制？如何解除？⑥ 什么是原代培养和传代培养？⑦ 进行动物体细胞核移植实验，供体组织细胞培养到几代以内最佳？说明理由。

教师利用问题驱动，引导递进，使学生从既有知识出发，通过越来越深入的探讨和学习，实现对知识的递进。

学生通过这样三个环节的学习，对知识的理解不再是停留在表面上，而是能够很好地建立知识体系，对知识有更加深刻的理解之后，对动物细胞培养过程产生浓厚的兴趣，从而更好建构动物细胞培养的概念。

阶段性小结1：动物细胞培养的过程

2.3层次三：水到渠成，对动物细胞培养的概念真正认识。

《普通高中生物学课程标准（2017 年版）》的基本理念之一是内容聚焦大概念。大概念是中学生物学科知识的重要组成部分，是构成生命科学理论体系的基本单位。因此，大概念教学是高中生物基础教学中的重中之重，是学生通向更深层次生物知识殿堂的奠基石。

本节内容的大概念描述为：

“阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程”。大概念的描述实际上就是对动物细胞培养过程的概括性描述。学生通过观察、总结得出动物细胞培养的概念。

学生通过思考、提炼，很容易获得动物细胞培养的概念。同时，学生对概念认识由感性认识上升到理性认识，使学生的思维和认知能力在教师的搭桥架梯下不断得到提升。

2.4层次四：学以致用，关注动物细胞培养的应用

学以致用，即为了实际应用而学习，这是学习高层次的表现。关注知识的应用可以促进学生对生物知识的学习与理解，能够提高学生观察、分析及解决问题的能力，真正地让“生物走向生活，从生活走向社会”。

通过前面导入部分学习，学生已经知道动物细胞培养技术在“获得烧伤患者植皮所需的细胞”方面的应用。教师要联系学生原有认知，引领、启发他们对“动物细胞培养技术应用于干细胞培养，用于治疗人类的某些顽症，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题，甚至可以用于判定某种物质的毒性及用于生理、病理、药理等的研究”等方面的应用。

阶段性小结二2：干细胞的种类及功能

3.科学拓展，实现课程的延展性

随着学生的知识储备日益丰富，常规课堂教学已经不能满足多数学生对知识的需求，学生需要有更多、更新、更实用的拓展知识来充实自己。因此，教师有选择性地进行科学拓展在培养学生生物学学科核心素养、提升生物课堂教学效率方面有着举足轻重的作用。

四、板书设计：