“ATP的主要来源――细胞呼吸”(第1课时)的教学设计

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　　摘要　针对生物新课程改革．对ATP的主要来源――细胞呼吸这一节第一课时的教学进行设计和实践，从教材分析、学情分析、教法、学法、教学过程、板书设计、教学反思等几个方面进行归纳，深入浅出、设计新颖，充分体现了自主、合作、探究教学模式实践意义和效果。
　　关键词　细胞呼吸　教学设计　生物学教学
　　中图分类号　G633.91
　　文献标识码　B
　　文件编号　1003－7586(2011)03－0040－03
　　
　　1　教材分析
　　
　　1.1在教材中的地位与作用
　　①“ATP的主要来源――细胞呼吸”是人教版《必修1：分子与细胞》第5章：“细胞的能量供应和利用”的第三节第一课时。
　　②这节课是在学习了第二节“细胞的能量通货――ATP”基础上，进一步研究细胞能量供应的课题；第3节细胞呼吸的过程比较抽象，第一课时的探究实验可以调动学生的积极性，增加学生的感性认识，为学习细胞呼吸的过程打下基础；第三节在本模块中具有承上启下的重要作用，有助于学生理解第三章细胞器的功能和第四章主动运输的过程；同时与《选修1：生物技术实践》中专题1和专题4有密切关系。
　　③《分子与细胞》这一模块共有4个探究实验，这节课是第三个，在前两个探究实验的基础上，对学生科学探究能力的进一步培养具有重要意义。这种类型的课也是新课改实施的典型课例。
　　
　　1.2教学目标
　　根据本节课的内容和课程标准的要求，结合学生的实际情况，制定了以下三维教学目标：
　　知识目标：说出什么是细胞呼吸及它与ATP形成的关系；说出细胞呼吸的方式有氧呼吸和无氧呼吸两种；说出有氧呼吸和无氧呼吸的条件和生成产物。
　　能力目标：尝试联系现实生活提出问题；讨论并设计可行的实验方案；正确使用相关的实验器具，进行探究实验。
　　情感、态度与价值观目标：关注生活实际；体验到生物学是一门实验科学。
　　
　　1.3重点与难点
　　新课程提出了“注重与现实生活的联系”和“倡导探究性学习”的基本理念，本模块教材安排4个探究实验的整体意图是逐步提高学生的科学探究能力。所以，确定“联系现实生活提出问题、作出假设、设计可行的实验方案”为这节课的重点和难点。
　　
　　1.4设计思路
　　基于上面的思考，按照探究式教学模式，设计了如下的教学思路：
　　从生活实例入手，导入新课－组织学生设计并进行探究实验－共同探讨，归纳提升。
　　
　　2　学情分析
　　
　　(1)已有基础：学生在初中学习过绿色植物和人体呼吸作用以及细菌、真菌与食品制作的关系等基础知识，有一些相关的生活经验；经历过高一新课改，在本模块前两个探究实验的基础上，具备一定的自主、合作、探究学习的能力和一定的实验操作技能；乐于动手，按照自己的设计完成实验。
　　(2)不足之处：学生对知识迁移的能力不足，不善于发现问题。
　　
　　3　教法
　　
　　针对这节探究实验课，主要采取启发式教学。
　　依据：教师充当指导者、组织者，能充分体现学生的主体地位和教师的主导作用，有利于提高学生的综合素质。
　　
　　4　学法
　　
　　自主、合作、探究式学习方法。
　　依据：《生物课程标准》中明确指出：探究是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。这种学习方法可以使学生更好地参与到教学活动中，调动学生学习的积极性和主动性。
　　
　　5　教学过程
　　
　　5.1导入新课
　　笔者先播放了一段酵母发面的广告，吸引学生的注意力，又让学生观察自己带到课堂上的罐头和香肠等食品，找到“若安全钮凸起，请勿购买”、“胀袋禁食”等注意事项。
　　教师引导学生分析其中原因：这是微生物分解有机物的结果。
　　然后帮助学生分析：这些化学反应发生在细胞内，在生物学生中称为“细胞呼吸”。
　　细胞呼吸的概念是什么?学生通过前面的分析得出：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成C02或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
　　目的：这样的导入建立在学生已有知识和生活经验的基础上，教师从新的视角提出新的问题，激发了学生的学习兴趣。
　　
　　5.2提出探究问题
　　在明确了细胞呼吸的概念后，教师引导学生发散思维，继续联想和细胞呼吸有关的实例：如酿酒、制作酸奶、制醋、制酱、制作泡菜、种子发热、寒冷使人打颤等。
　　在这个过程中，学生不禁要问：
　　细胞呼吸需要哪些条件?
　　细胞呼吸的产物有哪些?
　　不同生物细胞呼吸的方式是否相同?
　　不同条件下的细胞呼吸方式是否相同?……
　　这么多值得探究的问题，教师不妨挑其中的一个问题：不同条件下细胞呼吸的方式是否相同?以此问题来设计实验，进行探究。
　　那么，选择什么样的材料研究好呢?学生通过讨论发现，酵母菌这种单细胞生物在有氧和无氧的条件下都能生存，非常适合用于研究细胞呼吸的方式。
　　经过过这样的讨论研究，学生已经认识到不同条件下细胞呼吸的产物可能不同，很容易提出要探究的问题：①有氧和无氧条件下是否都能产生CO2?产生的量是否相等?②酒精是在有氧还是无氧条件下产生的?
　　目的：在先发散后回归的过程中，培养学生提出问题的能力。
　　
　　5.3作出假设
　　如酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2等。
　　
　　5.4制定实验方案
　　学生有了前两个探究实验的基础，但还不是很熟练，笔者提示他们制定实验方案的主要内容：提出问题一作出假设一实验原理――实验材料――实验步骤――结果预测。
　　又由于学生知识迁移的能力有限，引导学生分析以下注意事项：
　　①怎样控制有氧和无氧的条件?(放置一段时间或通入N2)
　　②怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活?(用葡萄糖配置营养液)
　　③怎样鉴定有无酒精的产生?(用重铬酸钾检验)
　　④怎样鉴定有无CO2的产生?如何比较CO2产生的多少?(用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液检验)
　　在分析的过程中，学生联想到一些相关的生物和化学知识，如除了放置一段时间外，可以用通入N2的方法创造无氧条件；可以用重铬酸钾来检验酒精的产生。
　　目的：帮助学生迁移有关的生物和化学知识，为下面实验的设计做好知识铺垫。
　　因为有了前面的各种铺垫，学生有的放矢，热烈讨论和交流实验方案。有的借鉴教材，有的想到用初中学的方法，有的还画出了实验的装置图。在交流的过程中，学生的创新设计突出体现，如：在装NaOH溶液和酵母菌培养液的锥形瓶间再加一个装有Ca(OH)2溶液的锥形瓶，用来检验通入的气体是否含有CO2。
　　目的：在整个过程中，学生积极思维，在创新中得到提高。
　　
　　5.5实施实验方案
　　教师组织学生按照方案进行分组实验，培养学生的合作探究能力。
　　
　　5.6观察现象、分析结果并进行交流
　　实验结束后，教师提醒学生将实验的实际结果与预测结果进行比较。如有的小组没有观察到预期现象，要求学生思考：是方案设计的问题，还是实验操作的问题，有哪些地方需要改进。学生想进一步探究的兴趣更加浓厚。最后，请学生进行成果展示，各小组间共同分享。在分享成果的同时，学生也体会到探究实验给他们带来的成功的喜悦。
　　
　　5.7得出结论并予以评价
　　通过前面的探究，学生自然得出结论：酵母菌细胞呼吸有有氧呼吸和无氧呼吸两种方式，都可以产生CO2，但量不同，无氧条件下还可以产生酒精。为下节课做好知识铺垫的同时，也使学生明确了科学探究的一般程序和设计实验应遵循的基本原则，如：单一变量原则、对照原则、可操作性原则等。在培养学生探究意识的同时，进一步提高他们的生物科学素养。
　　
　　6　板书设计(略)
　　
　　7　教学反思
　　
　　7.1成果
　　①打破了“讲解、演示、模练”的传统型实验教学模式，落实了新课程标准倡导的“自主、合作、探究”教学理念，有利于学生问题意识、探究意识和过程意识的培养。
　　②大多数学生能达成预定目标。
　　③创新之处：适当提高水温，使用高活性的干酵母代替新鲜酵母可以缩短时间；通CO2入前加Ca(OH)2检验，更加科学；可以通入N2创造无氧环境。
　　
　　7.2不足
　　①班型大、学生多，某些偷懒的学生很可能“游离课堂之外”。
　　②时间不够充裕。
　　③反应时间快，气泡生成多，导致培养液沿导管进入检测试剂中，影响观察效果。
　　
　　7.3改进方法
　　①改进实验装置：把检测用的锥形瓶换成大号试管，减少试剂用量，效果明显。
　　②在酵母菌培养液中滴加1～2滴食用油，可作消泡剂。

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