高中生物-细胞膜的结构与功能教学设计学情分析教材分析课后反思

关于《细胞膜的结构与功能》一节的课标分析

《普通高中生物课程标准》提出高中生物课程是在义务教育基础上，进一步提高学生的

生物科学素养。尤其是发展学生的科学探究能力，帮助学生理解生物科学、技术和社会的相

互关系，增强学生对自然和社会的责任感，促进学生形成正确的世界观和价值观。《课程标

准》明确提出了提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习以及注重与现实生活的

联系的课程理念。

《细胞膜的结构和功能》是中图版高中生物必修一第三单元第一章的内容，主要内容

包括三个方面：一、细胞膜结构的认识过程；二、细胞膜“流动镶嵌模型”的结构要点；三、

细胞膜的功能。《课程标准》的要求是：简述细胞膜系统的结构和功能。这项要求包括三层

含义：一是简述细胞的生物膜系统的概念和功能；二是简述生物膜的结构；三是树立生物结

构与功能相适应的生物学辩证观点。

《教师教学用书》中制定的教学目标是①简述细胞膜的结构与功能。②通过探究细胞膜

结构的研究资料，培养学生依据实验现象推理分析的能力。③通过细胞膜结构与功能的学习，

形成生物体结构与功能相统一的观点。

本单元是极具生物学科特色的教学章节。在本节课中融合了生物教学中常用的三种教学

策略，即：生物科学史教学、模型构建教学、结构与功能相适应的生物学观点的渗透。本节

的教学及评价设计就是按照以上三个方面的内容展开的，是一节较典型的生物探究式教学课

例。

教学目标

(-)知识与技能

1、通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律

2、简述细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容

3、举例说明细胞膜的结构特点及功能

(-)过程与方法

分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设；动手制作流动镶嵌模

型。

(三)情感、态度与价值观

1

1、使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点

2、培养学生严谨的推理和大胆想象能力

3、认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证

的科学观

4、树立科学知识和观点是在不断发展的观念。

为落实《课程标准》的要求和教学目标，我在教学中发动学生进行细胞膜模型的完善制

作，并让他们在课堂上展示，通过动手与动脑相结合帮助学生增加感性认识，克服对微观结

构认识的困难，通过动画演示，使学生领悟结构与功能相统一的生物学思想。整节课注重学

生的探究性学习和批判性思维的培养,落实了课标中倡导探究性学习以及注重与现实生活的

联系的课程理念。

《细胞膜的结构与功能》教材分析

生物组

《细胞膜的结构和功能》是中图版高中生物必修一第三单元第一章第一节的内容，主要

内容包括三个方面：一、细胞膜结构的认识过程；二、细胞膜”流动镶嵌模型”的结构要点；

三、细胞膜的功能。在《生物课程标准》中对此部分的具体要求是①简述细胞膜系统的结构

和功能。②尝试建立真核细胞的模型。《教师教学用书》中制定的教学目标是①简述细胞膜

的结构与功能。②通过探究细胞膜结构的研究资料,培养学生依据实验现象推理分析的能力。

③通过细胞膜结构与功能的学习，形成生物体结构与功能相统一的观点。

细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞膜是细胞的重要组成部分，其结构具有典型

性,其他各种具膜结构的细胞器其膜的结构都与细胞膜基本结构相同，具有重要的生理功能,

研究细胞膜是进一步是研究细胞结构功能、新陈代谢的基础，并且细胞的膜系统是当前生物

学研究的重要内容，所以要对这一节课给予充分的重视。

《细胞膜的结构与功能》学情分析

生物组

就学生来看，高一学生学习的自觉性和主动性较高，对生物课程的学习有着浓厚的兴趣,

抽象思维能力和综合思维能力较强。他们在初中曾学过细胞的结构，但是在当时对细胞膜的

2

了解还是很浅，没有深入到亚显微的水平。而作为高中生有了一定的自学能力，他们的思维

也正从形象思维到抽象思维进行转移。因此，教学中可以充分利用学生已有的知识基础并遵

循学生的认知规律，通过适当的教学策略，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中，

使学生的知识体系得到丰富和发展。

在学习本单元内容之前，我首先利用己知-想知-学知图表让学生进行自学，了解学生的

学习需求和知识结构和水平，确定本单元学习目标。在实际教学过程中，充分发挥学生的主

体地位，利用日志、提问、小组合作、同伴反馈、自我评价、模型制作及交流展示、思维导

图等对学生的学习过程进行监控，根据收集的数据和资料,随时调整自己的教学方法和进程。

根据学生个体和全体的学习变化，组织学生开展小组讨论、小组展示、互动交流、小组互评

的方式检查学生的学习情况，课堂结束后，要求学生通过作业自查目标达成情况和知识掌握

情况。到本单元学习结束后，组织学生进行小测验，检查学生的知识落实情况，并鼓励师生

一起反思并完成反思总结，形成档案。

有待进一步改善的地方：

1.思维导图：本单元用思维导图展示细胞膜的流动镶嵌模型要点，能很好地评价学生对

细胞膜结构的理解，但遗憾的是课堂时间有限未能充分进行。

2.完善的评价机制是促进小组合作学习有效展开的有效技术支持。老师的口头点评是评

价的一个渠道，但是注意不能用一个简单的“棒”“好”字做结语，口头评价应具体、翔实

有内容，让学生知道自己好在哪里，应该向哪个方向努力。

总之，在通过评价来实现教学目标的过程中，一是要应用生动的语言评价。语言评价是

教师对学生行为的肯定。客观而恰当的评价，不仅能总结学生过去的成果，还能激发学生再

次努力的积极性。二是要应用量化的活动评价。教学形式的多种多样决定了评价必将是多种

多样的。当我们在课堂教学中运用小组合作学习法时语言评价就不再具有实效性，这个时候

我们把小组合作中的角色定位进行量化评价就更能让学生了解自己的能力，总结自己的不足。

三是要应用有效的作业评价。批改作业是教师对学生学习效果的评价，也是获取反馈信息，

及时调控的先决条件。四要应用多元主体的评价。新课程需要的教学评价要求评价主体是多

元的。评价包括教师评价、学生自评和互评、学生与教师互动评价等等，提倡把学生小组的

评价与对小组中每个学生的评价结合起来教学评价，不再是评价者对被评价者的单向刺激反

应，而是评价者与被评价者之间互动的过程。

《细胞膜的结构与功能》教学设计

3

程鹏

课堂是实施课程改革的主阵地。近年来，我校通过大量的调研、探索、实践，提炼形成

了极具特色和丰富内涵的“问题引领，情境体验，合作探究，自主构建”的“十六字生态课

堂”教学系统。本节课就是基于我校“十六字生态课堂”的教学理念下进行的一次生物探究

式教学的尝试。

一、教材分析

《细胞膜的结构和功能》是中图版高中生物必修一第三单元第一章第一节的内容，主要

内容包括三个方面：一、细胞膜结构的认识过程；二、细胞膜“流动镶嵌模型”的结构要点；

三、细胞膜的功能。在《生物课程标准》中对此部分的具体要求是①简述细胞膜系统的结构

和功能。②尝试建立真核细胞的模型。《教师教学用书》中制定的教学目标是①简述细胞膜

的结构与功能。②通过探究细胞膜结构的研究资料,培养学生依据实验现象推理分析的能力。

③通过细胞膜结构与功能的学习，形成生物体结构与功能相统一的观点。

细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞膜是细胞的重要组成部分，其结构具有典型

性,其他各种具膜结构的细胞器其膜的结构都与细胞膜基本结构相同，具有重要的生理功能,

研究细胞膜是进一步是研究细胞结构功能、新陈代谢的基础，并且细胞的膜系统是当前生物

学研究的重要内容，所以要对这一节课给予充分的重视。

二、教学目标

（-）知识与技能

1、通过分析科学家建立生物膜模型的过程阐述科学发展的一般规律

2、简述细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容

3、举例说明细胞膜的结构特点及功能

（二）过程与方法

分析科学家建立生物膜结构模型过程，尝试提出问题，大胆作出假设

（三）情感、态度与价值观

1、使学生树立生物结构与功能相适应的生物学辨证观点

2、培养学生严谨的推理和大胆想象能力

3、认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学，树立辨证

的科学观

4、树立科学知识和观点是在不断发展的观念。

三、重点、难点及解决方法

（-）教学重点

1、细胞膜的流动镶嵌模型的基本内容。

2、细胞膜的主要功能。

（二）教学难点

细胞膜的主要功能。

（三）重点、难点解决办法

完善构建细胞膜的结构模型，变微观为宏观、变抽象为具体，帮助学生理解细胞膜的结

构。把生物学知识与化学知识有机结合，分析讨论细胞膜结构为什么这样，使学生不仅知其

然，而且知其所以然。

细胞膜的主要功能既是重点又是难点，通过问题启发,头脑风暴等方法让学生广泛联想,

充分体会细胞膜结构和功能的统一，进而形成结构与功能相统一的生物学基本观点，突破难

点。

四、设计思路

针对本节课的内容及课程标准的要求，我从科学史教学、模型构建教学以及生物学基本

4

观点培养三个角度对本节课进行了设计。

本节第一部分细胞膜结构的认识过程属于科学史教学的内容。科学是一个发展的过程,

学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方

法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。因此在教学中我

设计了“问题引领，合作探究”的教学思路：选取科学家探究细胞膜结构过程中的关键内容，

通过设计具有层层递进关系的问题串，结合学生已有知识，大胆想象和推测，模拟科学家亲

历细胞膜结构的构建过程，培养学生分析问题的能力，体验科学家们的探索精神。

第二部分“细胞膜流动镶嵌模型”结构要点的学习我设计了“完善并构建生物膜模型”

的教学策略。因发现学校购买的生物膜模型未能充分体现流动镶嵌模型的要点，所以我让学

生利用自备的材料完善生物膜流动镶嵌模型，加深学生对生物膜流动镶嵌模型的理解。这样

既充分调动学生参与课堂教学过程，给学生足够的动脑动手动口的时间和空间，又可以变微

观为宏观，让他们通过自主建模达到对细胞膜分子结构充分理解的目的。

第三部分细胞膜的功能的教学是本节课的难点，在实际教学中如不加重视往往会造成照

本宣科的情况。我将此部分教材内容的顺序进行了调整，提前到细胞膜结构之前进行学习。

针对此部分的特点通过提供材料和实验演示，让学生充分联想，体验细胞膜的功能。在整节

课最后，通过让学生进行细胞膜结构与功能的对比连线，对学生进行结构与功能相统一这一

生物学基本观点的培养，从而使课堂做到了首尾呼应，也使枯燥的文字内容赋予了逻辑性,

学生在学习过程中也饶有趣味了。

五、教学过程设计

学习过程设计说明

创设情境，导入新课：利用鸡蛋制

提出问题：同学们见过细胞膜吗？备卵黄膜的实验，

展示鸡蛋的卵黄膜。（将鸡蛋打碎放入盘中，观察卵黄形态；用牙引起学生对生物

签将卵黄戳破，观察卵黄流出，从而体会卵黄膜的存在。）膜结构探讨的兴

细胞膜的功能趣。

教师展示：【资料1】变形虫是一种单细胞生物，大多生活在水中，

仅靠一个细胞完成包括捕食、运动、生殖等全部生命活动。

让学生通过资料体验并说出细胞膜的功能。

教师演示：【实验1】分别用热水和冷水浸泡新鲜花瓣，一段时间

后，比较两组烧杯中水的颜色。培养学生根

学生通过实验推理细胞膜的功能。据实验现象提出

教师展示：[资料2]1、科学家发现，即使间行种植不同种的作假说，得出结论的

物，雌蕊柱头上会落下多种的花粉，但柱头只接受来自本物种的花粉。能力。

2、科学家还发现，给病人移植器官时，如果配型不合适，会发生

强烈的排斥反应，甚至危及病人的生命。

细胞膜结构的认识过程：

出示材料1：1895年，欧瓦顿选用500多种化学物质对植物细胞

膜的通透性进行上万次的研究。发现：凡是容易溶于脂质的物质，也

容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。师生共同进

后来，科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜不但会被行思维探究，体验

溶解脂质的物质溶解，而且会被蛋白酶（能专一地分解蛋白质的物质）科学研究的逻辑

分解。根据以上材料，讨论：性和科学发现的

1.欧文顿的实验说明了什么？说说你的推论的依据是什么？艰辛。

2.请你评价欧文顿推论。

5

出示材料2：1917年，朗姆瓦将磷脂溶于苯和水中，当苯挥发完

以后，磷脂分子分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且

磷酸基团的极性头部都浸入水中。

教师指导：投影磷脂分子模型图，并指出每个磷脂分子包括头和

尾两个部分。磷酸头部是亲水的，叫亲水端；脂肪酸尾部是疏水的，

叫疏水端。所以磷脂分子在水的表面排布时，亲水端浸入水中，疏水

端翘出水面形成单层。

出示材料3：1925年，荷兰科学家高特和格伦德把红细胞细胞膜

中的磷脂抽提出来，在水面上铺成单分子层，结果发现磷脂分子排成

单层后的面积恰好等于红细胞表面积的两倍。

讨论：

1.为什么要用哺乳动物红细胞的细胞膜进行膜结构的研究？

2。在推理分析得出结论后，还有必要对膜的成分进行提取、分离以材料3为

和鉴定吗？基础，创设探究情

在以上的指导的基础上，教师进一步引导学生思考磷脂分子如何境，引导学生利用

进一步构成细胞膜：细胞膜的内、外两侧是怎样的环境？磷脂分子在自己掌握的相关

两侧都是水溶液的环境中又以怎样的状态存在呢？知识，推测磷脂分

通过讨论得出：细胞膜中应有两层磷脂分子，而且两层磷脂分子子在细胞膜上排

亲水性的头部靠近膜的两侧，而疏水性尾部在膜的中央相接（通过图布的情况，体验推

示说明）。理过程，培养推理

能力。

MW炸

MMMM象

AB

nnnsB

cD

图2

教师引导讨论：除了脂质外，蛋白质也是细胞膜的成分。那么，蛋

白质位于细胞膜的什么位置呢？

出示材料4：20世纪60年代，通过冰冻蚀刻技术，科学家观察到

了蛋白质在细胞膜上的的分布情况。请大家合理地推测，大胆地提出

假说。

学生讨论形成一定的共识后，请学生说出蛋白质在磷脂双分子层上

的存在形式。

出示材料：资料5：白细胞、巨噬细胞在消灭体积较大的病原体时,利用材料5、

往往采用吞噬的方法。资料6：人鼠细胞杂交实验。6让学生理解细胞

学生体验细胞膜具有一定的流动性。膜具有一定的流

总结过渡：随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究，科学家动性这一结构特

对细胞膜结构的研究不断深入。在新的观察和实验证据的基础上，陆点。

续有学者提出一些关于生物膜的分子结构模型。其中，1972年桑格和

尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。

细胞膜流动镶嵌模型的基本内容：

6

教师让学生自习课本有关内容，归纳流动镶嵌模型的基本内容。

然后分组，每组利用教师提供的材料完善制作细胞膜流动镶嵌模型，

完成后，小组展示，师生共同评价，让学生明确流动镶嵌模型的要点。

表1构建细胞膜的流动镶嵌模型的小组记录表

项目内容通过亲自动

手制作流动镶嵌

主题完善制作生物膜的流动镶嵌模型模型，加深对该模

组长文UXX型要点的认识。

组员李XX、陈XX、邱XX

完成活动需了解的知识生物膜的组成成分，生物膜的功能

活动所需的材料胶水、细铁丝、不同色彩的卡纸、剪刀等

活动的步骤略

预期效果加深对细胞膜结构的认识

完成模型的时间10分钟左右，当堂完成

小组成员自评与互评视课堂时间进行，也可在课下完成

在教师的引导下学生进行小组互评，每一个学生都参与评分。在学

生的共同讨论下，评比的项目及等级见表2。通过提出这一问

表2模型构建评比表题让学生明确科

学认识随着观察

优良中及格差和深入以及实验

54321技术的发展而发

1.模型的科学性展。

2.模型的材料选择的合理性及便捷性

3.模型的完整性

4.模型的美观性结构与功能相统

总评一的观点包括两

层意思：一是有一

定的结构就必然

有与之相适应的

归纳总结：

功能存在；一是任

引导学生科学方法、实验技术的进步在生物膜模型的建立过程中

何功能都需要一

的作用等方面谈谈生物膜模型的建立和完善过程中受到的启示。

定的结构来完成。

提问：细胞膜的流动镶嵌模型是否已完美无缺？

通过提出问题，头

细胞膜结构与功能相适应

脑风暴及连线等

板书细胞膜的三个功能和三种结构特点，让学生进行连线并说说

让学生形成结构

细胞膜的结构与功能是如何相适应的。

与功能统一的生

提问：能否举出生物界中其他结构与功能相适应的实例。

物学基本观点。

学生总结整理

7

六、板书设计

第一节细胞膜的结构与功能

8

一、细胞膜的功能

1、屏障作用

2、物质交换功能

3、信息接收传递功能

二、细胞膜的结构

1、细胞膜结构的认识过程

2、细胞膜的流动镶嵌模型

①以磷脂双分子层为基本骨架

②膜上有通道蛋白、载体蛋白等膜转运

蛋白

③糖蛋白分布在细胞外侧。

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《细胞膜的结构与功能》检测题

班级：姓名：评价:

检测目标基础题发展题

细胞膜的结构及成分1,21,2

细胞膜的功能33

细胞膜结构与功能的统一44,5

及综合运用

【基础题】

1、下列结构中主要由多糖构成的是（）

A、细胞壁B、细胞膜C、染色体D、中心体

2.下列关于磷脂双分子层的叙述中，不正确的是（）

A.是细胞膜的基本支架

B.构成细胞膜的磷脂分子是静止的，固定不变的

C.构成细胞膜的蛋白质分子大都是可以运动的

D.蛋白质分子以不同的深度镶嵌或者贯穿在磷脂双分子层中

3、免菜用清水怎么洗，清水仍不见红色物质，但若放入沸水中一烫，水立刻变成红色，这

个现象是因为（）

A、在清水中没有物质出入B、在清水中细胞膜没有选择透过性

C、沸水使细胞膜失去选择透过性D、沸水中色素分解成小分子物质

4、细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是（

A、糖蛋白B、磷脂C、脂肪D、核酸

【发展题】

1.最有可能构成细胞膜的一组元素是（）

A.碳、氢、氧B.碳、氢、氧、氮

C.碳、氢、氧、磷D.碳、氢、氧、氮、磷

2.变形虫的表面任何部分都能伸出伪足，人体内的一些白细胞可以吞噬病菌。上述生理过

程的完成都依赖于细胞膜的（）

A.选择透过性B.流动性C.保护性D.主动运输

3.下列哪一项不属于细胞膜的生理功能（）

A.保护性屏障B.控制物质进出细胞

C.信息的接收和传递D.能量的储存和释放

4.阅读以下材料，回答问题。

科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离的细

胞膜较为困难，因为有细胞内其他膜的混杂。而哺乳动物（或人）的成熟的红细胞，没有内

膜，没有细胞核，将其特殊处理后，造成红细胞破裂发生溶血现象，再将流出细胞外的物质

冲洗掉，剩下的结构就是较为纯净的细胞膜，在生物学上称为“血影”。对“血影”的分析

得知其化学组成如下：蛋白质49%,脂类43%,糖类8%。有的科学家将“血影”中的脂类

提取出来，使其在空气一水界面上铺展成单分子层，所形成的薄膜面积是原来细胞整个表面

积的二倍。

（1）哺乳动物细胞内其他的膜有哪些？

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（2）红细胞溶血后，溶出细胞外的物质应该是,这种物质的特性是

,因而使红细胞具有的功能。

（3）“血影”的化学成分的脂类主要是哪一类？o它是构成细胞膜的

（4）脂类单分子层的面积是细胞表面积的二倍，这说明了0

5、生物学家做了下列实验（如右图）：①用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质；②用

绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的抗原；③把人和鼠的细胞融合为一，此细胞一半发红色荧

光，另一半发绿色荧光。然后把此细胞在37℃下培养40分钟，再检查，两种颜色的荧光

均匀分布在整个细胞表面。根据上述实验现象回答下列问题：

原

人抗

人

睢

幺

一

融

剂

促融

合

细”c

胞

鼠40min

fflfi

,小鼠抗原

（1）人和鼠的细胞能够融合为一体，是因为其细胞膜的基本结构是o

（2）上述细胞表面的两类荧光染料最终呈均匀分布状态，这是由于细胞具有的

结果。

（3）这个实验证明构成细胞膜的分子和分子大都是可以的，不

是静止固定的。

（4）人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的o

参考答案

【基础题】1.A2.B3.C4.A

【发展题】D2.B3.D

4.（1）核膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜（2）血红蛋白容易与氧结合，也容

易与氧分离运输氧（3）磷脂基本骨架（4）磷脂在细胞中是双分子层

5、（1）相同的（2）一定的流动性（3）磷脂分子蛋白质分子运动（4）

蛋白质（或糖蛋白）

《细胞膜的结构与功能》教学效果分析

针对本节课的内容及课程标准的要求，我从科学史教学、模型构建教学以及生物学基本

观点培养三个角度对本节课进行了设计。

本节第一部分细胞膜结构的认识过程属于科学史教学的内容。科学是一个发展的过程,

学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方

法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。因此在教学中我

设计了“问题引领，合作探究”的教学思路：选取科学家探究细胞膜结构过程中的关键内容，

n

通过设计具有层层递进关系的问题串，结合学生已有知识，大胆想象和推测，模拟科学家亲

历细胞膜结构的构建过程，培养学生分析问题的能力，体验科学家们的探索精神。

第二部分“细胞膜流动镶嵌模型”结构要点的学习我设计了“完善并构建生物膜模型”

的教学策略。因发现学校购买的生物膜模型未能充分体现流动镶嵌模型的要点，所以我让学

生利用自备的材料完善生物膜流动镶嵌模型，加深学生对生物膜流动镶嵌模型的理解。这样

既充分调动学生参与课堂教学过程，给学生足够的动脑动手动口的时间和空间，又可以变微

观为宏观，让他们通过自主建模达到对细胞膜分子结构充分理解的目的。

第三部分细胞膜的功能的教学是本节课的难点，在实际教学中如不加重视往往会造成照

本宣科的情况。我将此部分教材内容的顺序进行了调整，提前到细胞膜结构之前进行学习。

针对此部分的特点通过提供材料和实验演示，让学生充分联想，体验细胞膜的功能。在整节

课最后，通过让学生进行细胞膜结构与功能的对比连线，对学生进行结构与功能相统一这一

生物学基本观点的培养，从而使课堂做到了首尾呼应，也使枯燥的文字内容赋予了逻辑性，

学生在学习过程中也饶有趣味了。

《细胞膜的结构与功能》教师观课、评课记录

就整节课的设计思路和实施过程，老师们的评课内容如下：

1,通过学生熟悉的鸡蛋结构入手引入新课，贴近学生实际，易于学生接受和进入课程。可

否将鸡蛋带入课堂现场演示，可考虑。（陈秀兰）

2.通过资料和问题串引导学生对细胞膜功能的探究，可加深学生的理解。（颜斐、孙宵等）

3.细胞膜结构的教学中注重了学生的探究，然后让学生通过动手做加深对细胞膜结构的理