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[摘要]在《ATP的主要来源——细胞呼吸》一课中,充分挖掘教学素材,融入6幅改编图片,丰富学生“自学”资源;结合问题设计递进引导,通过“互学、领学”构建问题式课堂,解决了细胞呼吸核心概念,突破了有氧呼吸、无氧呼吸的学习难点,最后得出“ATP的主要来源是细胞呼吸”的结论。这样设计教学,增强了课堂的任务性,提高了课堂的互动力。
[关键词]ATP的主要来源;细胞呼吸;教学设计;反思
[中图分类号]G633.91 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2017)05-0117-03
一、教材分析
《ATP的主要来源——细胞呼吸》是人教版普通高中生物课程标准实验教科书必修1第五章第三节的内容。细胞呼吸是细胞新陈代谢的基本内容之一,它涵盖了胞内物质、能量代谢,紧密联系了“酶”和“ATP”,指明了“光合作用”形成糖类的部分去向。本节课阐述了细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸原理应用4个板块的内容,呈现了“有氧呼吸过程图解”,补充实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”,涉及较多概念性知识和过程性知识,要求学生能理解有氧呼吸、无氧呼吸的过程,能将细胞呼吸原理在生产和生活中进行应用。
二、教学设计思路
《ATP的主要来源——细胞呼吸》是对ATP主要来源的总体评价,这一评价需学生仔细思辨、反复理解才能认同。思辨可借助若干问题作为载体,问题可从充分挖掘教学素材而生。对此,笔者基于问题进行本课的教学设计,突出“问题”的层次性:学生“自学”时,能够“发现问题”;“互学”时,希冀“解决问题”;“领学”时,围绕“新生问题,提升认知”。如此,学习过程“以问题为核心不断答疑、生疑、再答疑”,顺道“解决问题”,最终形成细胞呼吸的具体过程、核心概念,得到“ATP的主要来源是细胞呼吸”的结论。
三、教学目标
(1)知识目标:简述有氧呼吸和无氧呼吸过程;说出酵母菌细胞呼吸方式;说出细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。
(2)能力目标:训练学生从反应条件、物质变化、能量变化、摩尔数变化4个角度认识化学反应;尝试培养学生寻找关键词的能力;锻炼学生提取信息、梳理信息、简化文本、化文为图的能力。
(3)情感目标:培养学生热爱生活、积极思考、善于发现的能力,明白“知识从生活中来又服务于生活”的道理。
四、教学重点与难点
(1)说明有氧呼吸和无氧呼吸过程。
(2)认同ATP的主要来源是细胞呼吸。
五、教学过程
1.视频导入
播放“发酵历史”视频,引导学生从视觉上初步了解以下内容:公元前6000年,古巴比伦人掌握“发酵酿造啤酒”技术;公元前4000年,埃及人学会了用“发酵法”制造面包;中国在殷商时期掌握了“酿酒”技术,在秦汉时期,学会了制酱,在周朝时期,学会了制醋。
播放完视频后,教师提问:(1)视频中反复出现了一个关键词,请找出来。(2)怎么理解发酵?(3)在生活中,大家也会有意无意地接触到发酵。如市场上售卖的安琪酵母(课件出示图片)是用来发面的。发面后,面团松软,为什么?面团偶有酸味,为什么?发酵与细胞呼吸之间有怎么样的关系?
[学生学情]能指出视频中的关键词是“发酵”,知道面团松软是因为产生了气体,但不知道产生的气体是什么及发酵是怎么一回事。
[教師补充]补充“发酵”在生活中的其他应用及点明“发酵”与呼吸作用的联系:发酵是微生物的呼吸作用。
教师继续追加问题,引发学生的“头脑风暴”:取一部分发酵液,用乙醇和丙酮处理其中的酵母细胞,将它们杀死,发现处理后的发酵液仍然保持发酵能力,为什么?
学生纷纷进行思考,整个教室一片寂静,此时教师不急于解释,为后文发酵相关知识的拓展做好情境铺垫。
2.学生自学,理解“细胞呼吸”核心概念
待学生的“头脑风暴”过后,教师引导学生阅读教材“细胞呼吸”相关板块,寻找问题答案,之后再抛出两组问题(多媒体投影),引导学生自学。
第1组问题:(1)找出细胞呼吸概念的关键词,它们在一个化学反应式中各自对应的意义是什么?怎么理解氧化分解?(2)怎么理解细胞呼吸概念中的有机物?有机物是指前面学过的四类(核酸、蛋白质、糖类、脂质)吗?(3)细胞呼吸有哪些类型?(此组问题主要用于解读“细胞呼吸”概念)
第2组问题:(1)生活中常使用“呼吸”一词,请做深呼吸。这里的“呼吸”指的是什么?(2)你能否结合初中生物教材中的“呼吸全过程”(如图1),标出你认为的“呼吸”对应范围?(3)呼吸作用仅发生在肺里吗?(4)O2进入肺后最终去哪儿了?CO2从哪儿来?(此组问题主要用于寻找“呼吸”与“呼吸作用”的关系)
[学生学情]学生讨论并交换意见后知道“有机物”是反应物(底物),是能提供能量的物质,如糖类、脂肪,“细胞内”是场所,“酶”是反应条件,“CO2或其他产物”是生成物(产物),“ATP”是能量。细胞呼吸有两种方式:有氧呼吸和无氧呼吸。但学生对于“有机物能否判断为蛋白质、核酸”疑惑不解、各执一词,以为“呼吸”就是呼气和吸气。
上述学情,表明学生已完成“自学”和“互学”,暴露“细胞呼吸概念”思维盲区:不理解“氧化分解”的含义,不明白“ATP”是作为物质还是能量,无法区分物质变化和能量变化,不清楚细胞呼吸、呼吸作用与呼吸有何异同,不理解“呼吸”的含义,误以为呼吸作用仅仅发生在肺里。这些学情,正是教师教学的人手点及学生“互学”提升的好素材。
[教师补充]“氧化分解”是一种化学反应类型,包含氧化还原反应和分解反应两种;ATP不是能量,是产物,它虽含两个高能磷酸键,但它是大部分细胞主要能源物质,故ATP应视为产物。能量变化为释放能量。除了糖类、脂肪可释放能量外,还有蛋白质,可作为生命活动的特殊能源。核酸不能提供能量,一般用作遗传物质。学生口中的“呼吸”即肺通气,不完整。以人为例,所谓“呼吸”指人体从周围环境吸入O2,同时呼出CO2的过程。它包括三个层次:肺通气(外呼吸);气体在血液中的运输(体内运输);呼吸作用(内呼吸)。细胞呼吸与呼吸作用实质相同,都是细胞内的有机物发生氧化分解,释放能量,形成ATP。
[关键词]ATP的主要来源;细胞呼吸;教学设计;反思
[中图分类号]G633.91 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2017)05-0117-03
一、教材分析
《ATP的主要来源——细胞呼吸》是人教版普通高中生物课程标准实验教科书必修1第五章第三节的内容。细胞呼吸是细胞新陈代谢的基本内容之一,它涵盖了胞内物质、能量代谢,紧密联系了“酶”和“ATP”,指明了“光合作用”形成糖类的部分去向。本节课阐述了细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸原理应用4个板块的内容,呈现了“有氧呼吸过程图解”,补充实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”,涉及较多概念性知识和过程性知识,要求学生能理解有氧呼吸、无氧呼吸的过程,能将细胞呼吸原理在生产和生活中进行应用。
二、教学设计思路
《ATP的主要来源——细胞呼吸》是对ATP主要来源的总体评价,这一评价需学生仔细思辨、反复理解才能认同。思辨可借助若干问题作为载体,问题可从充分挖掘教学素材而生。对此,笔者基于问题进行本课的教学设计,突出“问题”的层次性:学生“自学”时,能够“发现问题”;“互学”时,希冀“解决问题”;“领学”时,围绕“新生问题,提升认知”。如此,学习过程“以问题为核心不断答疑、生疑、再答疑”,顺道“解决问题”,最终形成细胞呼吸的具体过程、核心概念,得到“ATP的主要来源是细胞呼吸”的结论。
三、教学目标
(1)知识目标:简述有氧呼吸和无氧呼吸过程;说出酵母菌细胞呼吸方式;说出细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。
(2)能力目标:训练学生从反应条件、物质变化、能量变化、摩尔数变化4个角度认识化学反应;尝试培养学生寻找关键词的能力;锻炼学生提取信息、梳理信息、简化文本、化文为图的能力。
(3)情感目标:培养学生热爱生活、积极思考、善于发现的能力,明白“知识从生活中来又服务于生活”的道理。
四、教学重点与难点
(1)说明有氧呼吸和无氧呼吸过程。
(2)认同ATP的主要来源是细胞呼吸。
五、教学过程
1.视频导入
播放“发酵历史”视频,引导学生从视觉上初步了解以下内容:公元前6000年,古巴比伦人掌握“发酵酿造啤酒”技术;公元前4000年,埃及人学会了用“发酵法”制造面包;中国在殷商时期掌握了“酿酒”技术,在秦汉时期,学会了制酱,在周朝时期,学会了制醋。
播放完视频后,教师提问:(1)视频中反复出现了一个关键词,请找出来。(2)怎么理解发酵?(3)在生活中,大家也会有意无意地接触到发酵。如市场上售卖的安琪酵母(课件出示图片)是用来发面的。发面后,面团松软,为什么?面团偶有酸味,为什么?发酵与细胞呼吸之间有怎么样的关系?
[学生学情]能指出视频中的关键词是“发酵”,知道面团松软是因为产生了气体,但不知道产生的气体是什么及发酵是怎么一回事。
[教師补充]补充“发酵”在生活中的其他应用及点明“发酵”与呼吸作用的联系:发酵是微生物的呼吸作用。
教师继续追加问题,引发学生的“头脑风暴”:取一部分发酵液,用乙醇和丙酮处理其中的酵母细胞,将它们杀死,发现处理后的发酵液仍然保持发酵能力,为什么?
学生纷纷进行思考,整个教室一片寂静,此时教师不急于解释,为后文发酵相关知识的拓展做好情境铺垫。
2.学生自学,理解“细胞呼吸”核心概念
待学生的“头脑风暴”过后,教师引导学生阅读教材“细胞呼吸”相关板块,寻找问题答案,之后再抛出两组问题(多媒体投影),引导学生自学。
第1组问题:(1)找出细胞呼吸概念的关键词,它们在一个化学反应式中各自对应的意义是什么?怎么理解氧化分解?(2)怎么理解细胞呼吸概念中的有机物?有机物是指前面学过的四类(核酸、蛋白质、糖类、脂质)吗?(3)细胞呼吸有哪些类型?(此组问题主要用于解读“细胞呼吸”概念)
第2组问题:(1)生活中常使用“呼吸”一词,请做深呼吸。这里的“呼吸”指的是什么?(2)你能否结合初中生物教材中的“呼吸全过程”(如图1),标出你认为的“呼吸”对应范围?(3)呼吸作用仅发生在肺里吗?(4)O2进入肺后最终去哪儿了?CO2从哪儿来?(此组问题主要用于寻找“呼吸”与“呼吸作用”的关系)
[学生学情]学生讨论并交换意见后知道“有机物”是反应物(底物),是能提供能量的物质,如糖类、脂肪,“细胞内”是场所,“酶”是反应条件,“CO2或其他产物”是生成物(产物),“ATP”是能量。细胞呼吸有两种方式:有氧呼吸和无氧呼吸。但学生对于“有机物能否判断为蛋白质、核酸”疑惑不解、各执一词,以为“呼吸”就是呼气和吸气。
上述学情,表明学生已完成“自学”和“互学”,暴露“细胞呼吸概念”思维盲区:不理解“氧化分解”的含义,不明白“ATP”是作为物质还是能量,无法区分物质变化和能量变化,不清楚细胞呼吸、呼吸作用与呼吸有何异同,不理解“呼吸”的含义,误以为呼吸作用仅仅发生在肺里。这些学情,正是教师教学的人手点及学生“互学”提升的好素材。
[教师补充]“氧化分解”是一种化学反应类型,包含氧化还原反应和分解反应两种;ATP不是能量,是产物,它虽含两个高能磷酸键,但它是大部分细胞主要能源物质,故ATP应视为产物。能量变化为释放能量。除了糖类、脂肪可释放能量外,还有蛋白质,可作为生命活动的特殊能源。核酸不能提供能量,一般用作遗传物质。学生口中的“呼吸”即肺通气,不完整。以人为例,所谓“呼吸”指人体从周围环境吸入O2,同时呼出CO2的过程。它包括三个层次:肺通气(外呼吸);气体在血液中的运输(体内运输);呼吸作用(内呼吸)。细胞呼吸与呼吸作用实质相同,都是细胞内的有机物发生氧化分解,释放能量,形成ATP。