1、ATP的主要来源细胞呼吸（第一课时）教学设计无锡市第一女子中学 吴卫红 214002ATP的主要来源细胞呼吸是高中生物人教版（必修1）第5章第3节内容。现代教育观认为，知识不仅是一种静止的“状态”，更重要的是一个运动的过程。学生掌握知识的过程实质上是一种探究、分析、创造的过程，也是学生科学精神、创新精神甚至正确世界观逐步形成过程，所以在课堂教学中，教师要突出学生的主体性和教师的指导作用，以学生质疑、探究、思悟为主体，以教师点拨、辨析、归纳为主导，培养学生的综合思维能力，提高课堂教学的实效性，以达事半功倍的效果。生物学是一门以实验为基础的自然科学,实验教学具有丰富的科学素质教育功能。现代生物学关
2、于实验探究式教学的思想是要求学生主动参与实验的设计、操作过程，获得具体的经验，从而达到形成、巩固并扩充科学概念和理论的目的。一教材分析1教材内容的特点 ATP的主要来源细胞呼吸是第五章的重点内容之一，本节内容需要2课时完成。第一节课为探究实验活动，探究酵母菌细胞呼吸的方式，第二节课学习有氧呼吸和无氧呼吸的概念以及细胞呼吸原理应用于生活和生产实践的实例。学好本节内容，便于学生加深领会该细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程，是与能量的供应和利用分不开的。 生物学的每一个概念、理论、思想的提出都要依靠大量的观察和实验。高中生物实验分两种类型，验证性实验和探究性实验（包括研究性课题），由于后者更能体
3、现探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力；更能体现科学态度、科学精神和创新意识。探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验，为下一节课学习有氧呼吸和无氧呼吸的概念以及细胞呼吸原理铺设道路。2.教学目标2.1知识目标：理解探究酵母菌的呼吸方式的实验原理，了解实验材料、实验步骤，分析实验结果，能比较生物进行有氧呼吸与无氧呼吸的条件和产物，掌握对比实验的设计方法。2.2技能目标：通过探究酵母菌细胞的呼吸方式，让学生学会实验探究的方法，学会检测酒精、二氧化碳等细胞呼吸产物，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，提高学生合作、交流以及自主学习的能力。2.3情感、态度与价值观：通过联系生
4、产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，增强学生理论联系实际的意识，培养敢于质疑、勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度。二教材处理1学生状况分析与对策 对于生物体的呼吸作用，学生并不陌生，通过初中阶段的学习，学生已经知道呼吸作用的本质是细胞内的有机物和氧化分解释放能量，并且通过高中生物的学习，学生已具备了细胞能源物质和直接能源物质等生物学知识，但是，有机物是怎样氧化分解并释放能量的？这一过程与有机物在生物体外的燃烧有什么不同（后者也是氧化分解并释放能量）？这一过程必须要有氧的参与吗？在无氧条件下能不能进行？这些问题学生并不清楚，可利用学生已有的知识和经验，创设新的问题情境，激发学生的探究欲
5、望。然后让学生开展探究酵母菌的呼吸方式实验。在能力上学生已经初步具备了对照试验的设计原则、自主探究、推理判断的能力。2教学内容的组织学习安排 高中生物新教材教学大纲的课程目标明确指出，要使学生“学会科学观察和实验的方法，初步学会提出问题，做出假设，设计并进行实验，分析和处理实验数据，作出合理的结论”和“养成实事求是的科学态度，养成勇于探索、不断创新的精神与合作精神。”在教学中，根据教学内容的需要的教学实际情况的需要，按照“提出问题-作出假设-设计方案-实验验证-分析讨论-得出结论”的探究模式进行实验，利用学生原有的知识结构，精心创设问题情境，采用了探究实验，引导学生观察并分析实验现象，大胆的提
6、出实验假设，保持强烈的探究科学的激情和兴趣，对比分析，讨论等方法组织教学，充分发挥教师的主导地位和学生的主体地位。由于酵母菌细胞呼吸反应需要较长的时间，因此本探究实验的教学重点放在实验设计与分析。三教学过程：学习阶段教师组织和引导学生活动设计意图问题探究1.呼吸作用与物质燃烧有什么共同点？2.两者不一样的地方呢？3.什么是细胞呼吸？4.在无氧条件下，细胞还能通过呼吸作用释放能量吗？学生思考、讨论、回答问题学生阅读教材，概括细胞呼吸概念启发学生对比燃烧有机物释放能量和细胞内利用有机物中的能量之间的异同，产生认知冲突，提高思维兴奋性，继续学习。创设问题情景，引导学生思考以酵母菌为例探究酵母菌细胞呼
7、吸的方式。小资料：酵母菌的细胞结构及生活实践中的应用。提出问题：新鲜的面包为什么松软？酿酒是酵母菌利用葡萄糖进行细胞呼吸产生酒精的过程。酒精和二氧化碳是酵母菌在有氧还是无氧条件下产生的？学生思考回答问题：新鲜的面包比较松软是因为蒸馒头过程中CO2气体的作用。 教师引导学生确定要探究的课题。联系生活实际，激发学生学习生物的热情。问题的引导培养学生的质疑能力，使质疑和探究成为学生学习的内在需要。教师引导学生构建探究思路：提出问题 作出假设 教师继续提出问题：1.酵母菌细胞呼吸是否需要氧气？有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸吗？2.细胞呼吸的产物有哪些？他们在什么条件下产生？教师引导学生对所提问题作出
8、假设。尝试作出各种假设。1.酵母菌只能在有氧条件下进行细胞呼吸。2.酵母菌只能在无氧条件下进行细胞呼吸。3. 酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸。4.细胞呼吸的产物有CO2，酒精是无氧呼吸的产物。培养学生的逻辑思维能力和推理能力。小组合作设计实验方案实施实验根据假设，学生在具体设计探究实验方案时，往往感到束手无策。教师此时组织学生以小组合作的形式讨论交流，并提出一些细化问题引导学生思考的方向。1怎样保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？2如何控制有氧和无氧条件?3怎样对产物CO2进行检测?除了课本提出的方法，还可以用什么方法？4.如何比较两种条件下产物CO2量的多少?5怎样鉴定产物中有无酒
9、精产生？6.试验装置设计中需要注意什么问题?为什么一般不把锥形瓶放满？7有氧呼吸的实验要不间断地持续充气50mim，如何解决?在学生充分讨论的基础上，教师进行适当点评，有关酒精的检测教师进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。 教师巡回查看，及时指导。通过小组内讨论交流的方式使设计方案逐步完善，通过绘图来表达实验意图和实验方法的选择。小组代表陈述设计方案，同学点评提出意见。按实验方案进行操作，仔细观察，认真记录。实验结果记录表实验项目A装置B装置葡萄糖新鲜酵母菌液反应条件检测CO2检测酒精由于学生以前没有设计探究实验经验，同时对实验仪器的认识和控制能力
10、较差，因此，学生难以完成一个比较完整合理的实验设计方案。小组讨论与合作的过程使学生的探究能力和协作能力都得到提高，有助于发展学生的自主性，促使课堂教育的动态生成。通过交流评价，不仅完善了设计方案，更主要的是提高了相关的探究技能。检测演示 形成结论 学生进行试验装置组装并开始实验，由于反应时间较长，在学生等待的时间，教师进行检测演示(教师先准备好一套实验装置)，演示CO2和酒精检测的方法。验证假设 学生观察实验现象并记录,分析结果学生形成结论。 1. 酵母菌在有氧无氧条件下都能进行细胞呼吸。2.有氧呼吸产生的CO2比较多。3.酒精是酵母菌细胞无氧呼吸的产物。 学生对实验进一行观察，并把实验结果与
11、教师的演示结果对比。出现不同的现象要求找出原因，做好实验报告。学生观察CO2和酒精检测的方法，加深对新知识的感性认识根据教学内容，该实验将被安排在12月初，室温在10度左右，一般10小时才会出现明显实验现象，学生可以在放学前或第二天进实验室观察实验现象，进行相关检测。回顾探究思路继续探究 教师在学生实验的基础上，引导学生继续思考： 1.有同学认为，在有氧呼吸实验中10%的NaOH若不能完全吸收，有可能对实验结果产生干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生？以保证实验更严谨？ 2.如何更好地保证无氧呼吸的条件更严谨？如密封多少时间不确定？学生思考、讨论、回答。进一步激活学生思维。实验的探究思维
12、是无止境的，为学生生成创造性的思维能力奠定基础。实验方法小结对比试验教师进行适当点评，并进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。教师小结对照试验与对比试验的区别。学生小结巩固实验设计方法，掌握对比实验与对照实验的区别。学生深刻理解和掌握探究实验要求，促进学生自主性发展。归纳总结对本节内容归纳总结，布置作业课后延伸四、教学反思：德国大教育家第斯多惠认为：如果学生习惯于简单地接受式或被动式学习，任何方法都是坏的，如果能启发学生的主动性，任何方法都是好的。酵母菌细胞呼吸方式的探究实验落实了新课程标准倡导的“自主、合作、探究”教学理念。在整个教学过程中，我坚持
13、以学生的自主探究、自主演示为主，调动学生的积极性，培养学生的自学能力和互助学习能力。在提出探究课题之后，老师应引导学生将已有的经验、知识与问题联系起来，大胆地提出假设。学生提出的假说，或许是不完善的、片面的，但那是探究意识的体现，是探究思维火花的闪耀，教师应该给与及时鼓励和正面引导。探究性实验不同于验证性实验，这使得实验中出现什么现象，学生不能直接从课本中找到答案，只能通过细心的观察和思考得出。正因为其过程和结果的不确定，对于开拓学生视野，养成求异思维品质，提高创新意识和实践能力是十分有效的。在充分发挥学生的自主探究实验学习时，也要充分发挥教师的主导作用，通过教师的重点指引和难点突破，帮助学生
14、完成从对知识的初步认识和理解升华到对知识的综合理解和应用，从而真正地转化为能力和素养。在实验过程中，教师要随时注意学生在探究过程中的问题，可以深入一个小组参与实验的全过程，掌握具体、准确的学生操作的细节；同时要注意全面巡视，了解实验过程中学生普遍存在的问题和具有代表性的问题，以便及时给予指点和帮助纠正。在准备实验、观察现象、记录结果等方面，需要特别提醒学生，注意养成尊重事实的习惯，然后根据实验现象来分析可能的原因，将学习引向深入，为下一节课的概念学习铺设道路。参考文献：1. 刘恩山，汪忠。普通高中生物课程标准（实验）解读，江苏教育出版社，2004.2. 周岚,王云。实施探究性学习的实践与思考，中学生物教学2004、7-83. 王蕾。“细胞呼吸”的教学组织，生物学通报2009、94. 刘恩山，方红峰等。生物教学研究与案例，高等教育出版社，2006