“能量的釋放”教學(xué)設(shè)計(jì)

姜衛(wèi)健

摘 要：通過(guò)學(xué)生活動(dòng)體驗(yàn)?zāi)芰康尼尫排c呼吸的關(guān)系，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證植物呼吸過(guò)程中的氣體變化，得出呼吸作用的實(shí)質(zhì)。

關(guān)鍵詞：能量的釋放；呼吸；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

“能量的釋放”是蘇科版初中生物教材第六章第一節(jié)第一課時(shí)的內(nèi)容。能量是生物圈中一切生命活動(dòng)的命脈，植物的光合作用為生物圈提供了巨大的能源庫(kù)，并以食物的形式沿食物鏈維持各級(jí)生物的一切生命活動(dòng)的需要。同時(shí)，儲(chǔ)存在生物體有機(jī)物內(nèi)的能量必須釋放出來(lái)，才能被生物圈中的生物所利用。有機(jī)物中的能量是如何釋放出來(lái)的？能量的釋放與呼吸作用又有什么關(guān)系呢？作為第二單元的最后一部分內(nèi)容，在學(xué)生已充分了解生物體獲取食物的最根本的來(lái)源的基礎(chǔ)上，設(shè)置了“能量的釋放和利用”，旨在讓學(xué)生繼續(xù)了解能量是如何釋放出來(lái)的。本課時(shí)內(nèi)容主要涉及體驗(yàn)?zāi)芰康尼尫排c呼吸的關(guān)系，驗(yàn)證呼吸過(guò)程中的氣體變化等。教學(xué)重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生從體驗(yàn)到分析再到實(shí)驗(yàn)，揭示能量的釋放需要氧。教學(xué)難點(diǎn)是設(shè)計(jì)在有光的條件下驗(yàn)證植物進(jìn)行呼吸時(shí)氣體變化的實(shí)驗(yàn)方案。本課時(shí)內(nèi)容抽象，設(shè)計(jì)上主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)“說(shuō)話”。所以，本課時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)準(zhǔn)備內(nèi)容較多，除相關(guān)課件外，還需澄清石灰水、吸管、塑料袋、黑布袋、錐形瓶、橡皮管、止水夾、燃燒匙、蠟燭、多種植物和植物器官等。本課時(shí)采用的教學(xué)方法有實(shí)驗(yàn)探究法、觀察法、問(wèn)答法、討論法等。

二、教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)

從生物體進(jìn)行生命活動(dòng)需要能量這個(gè)角度了解能量的釋放與呼吸的關(guān)系。描述什么叫呼吸作用。

2. 能力

學(xué)會(huì)測(cè)定呼吸頻率的簡(jiǎn)單方法，初步學(xué)會(huì)將測(cè)定結(jié)果進(jìn)行分析，嘗試得出能量釋放與呼吸有關(guān)的結(jié)論；初步學(xué)會(huì)驗(yàn)證植物呼吸釋放二氧化碳、吸收氧氣的方法。

3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀

從學(xué)生在日常生活中遇到的一些生理現(xiàn)象和生活實(shí)際入手，用正確的科學(xué)研究方法，逐漸深入地發(fā)現(xiàn)能量的釋放與呼吸之間的關(guān)系，懂得珍愛(ài)綠色植物，并運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。

三、教學(xué)過(guò)程

1. 創(chuàng)設(shè)情境，引出課題

課件播放學(xué)生最近幾日的體育運(yùn)動(dòng)視頻或圖片。教師提出問(wèn)題：人運(yùn)動(dòng)后為什么會(huì)有累的感覺(jué)，還要吃東西？學(xué)生會(huì)比較容易得出補(bǔ)充能量的結(jié)論：生物體的各種生命活動(dòng)都需要能量。食物的有機(jī)物中含有很多能量，但這些能量不能被人體直接利用，能量會(huì)隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過(guò)人體的消化過(guò)程進(jìn)入細(xì)胞，在細(xì)胞里被釋放出來(lái)，供生命活動(dòng)利用。此時(shí)，學(xué)生一定想知道有機(jī)物中的能量是如何釋放的，引出課題。

設(shè)計(jì)意圖：以學(xué)生自己的體育運(yùn)動(dòng)視頻或圖片，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2. 學(xué)生活動(dòng)，快樂(lè)體驗(yàn)

引導(dǎo)學(xué)生回憶并小組討論劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，體表和呼吸會(huì)怎樣？能量的釋放與呼吸有什么關(guān)系？討論后組織學(xué)生閱讀P108小資料，明確什么叫呼吸頻率等。

課件展示怎樣測(cè)呼吸頻率，組織學(xué)生測(cè)三種不同生活狀態(tài)下的呼吸頻率來(lái)現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)?zāi)芰酷尫排c呼吸的關(guān)系。先測(cè)安靜狀態(tài)下和迅速起蹲1分鐘后的呼吸頻率，然后測(cè)休息5分鐘后的呼吸頻率，將數(shù)據(jù)填在書本表格里。強(qiáng)調(diào)：吸氣加上呼氣才算作呼吸1次。測(cè)量時(shí)應(yīng)正常呼吸，避免故意的深呼吸。為了提高測(cè)量效率，可以測(cè)30秒的呼吸次數(shù)再乘以2得到呼吸頻率，并用課件時(shí)鐘統(tǒng)一計(jì)時(shí)。

在學(xué)生休息5分鐘的時(shí)間里講解并完成下列內(nèi)容：通過(guò)課件中圖片（如潛水員潛水時(shí)身背氧氣瓶和早產(chǎn)兒需要呼吸機(jī)等）讓學(xué)生知道人和動(dòng)物每時(shí)每刻都需要呼吸，幾分鐘不呼吸就會(huì)危及生命?？山M織學(xué)生討論人和動(dòng)物呼吸吸入什么氣體呢？（氧氣），又呼出什么氣體？準(zhǔn)備兩杯澄清的石灰水，讓學(xué)生向其中的一杯吹氣（這里要提醒學(xué)生勻速吹氣，不要太用力，避免濺到身上或吸到肚子里，因?yàn)槭宜懈g性），石灰水變渾濁了（展示超鏈接——化學(xué) 二氧化碳可使澄清的石灰水變渾濁），從而驗(yàn)證出人呼出的氣體中有大量的二氧化碳。

統(tǒng)計(jì)學(xué)生們所測(cè)得的呼吸頻率，計(jì)算平均值，看看有什么發(fā)現(xiàn)？組織學(xué)生討論（1）三種狀態(tài)下呼吸頻率是否有差異？（有）（2）哪種狀態(tài)消耗的能量最多？（迅速起蹲）（3）消耗能量的多少與呼吸頻率是什么關(guān)系？師生探討后得出消耗能量的多少與呼吸頻率成正比。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)小組討論、閱讀、學(xué)生活動(dòng)（盡量人人參與，體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體），調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)、分析思考和自學(xué)能力，讓學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)。

3. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)以致用

組織學(xué)生討論：動(dòng)物進(jìn)行生命活動(dòng)要消耗大量能量，植物的生命活動(dòng)也要消耗能量嗎？植物也會(huì)呼吸嗎？明確：呼吸是生命的標(biāo)志，植物當(dāng)然也會(huì)呼吸。追問(wèn)：植物的呼吸也是產(chǎn)生二氧化碳，消耗氧氣嗎？舉例：北方農(nóng)村建有地窖，農(nóng)民進(jìn)入地窖前為什么先要將一盞油燈吊入地窖，又是測(cè)量什么？（以實(shí)例激發(fā)學(xué)生興趣）下面，讓我們通過(guò)兩組實(shí)驗(yàn)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

（1）驗(yàn)證植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳。提前一天組織部分學(xué)生準(zhǔn)備該實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了兩種情況：多數(shù)小組 A袋內(nèi)裝有植物的各種活的器官（根、莖、葉、花、果實(shí)、種子）。部分小組A袋內(nèi)裝的是死亡的植物（燙過(guò)的菠菜、五香蘿卜條、榨菜等），B袋內(nèi)只有空氣，袋口均密封。實(shí)驗(yàn)時(shí)，提問(wèn)：用什么來(lái)檢驗(yàn)袋內(nèi)氣體是否有二氧化碳？（回憶、討論）明確：澄清石灰水。觀察石灰水發(fā)生了什么變化？說(shuō)明了什么？對(duì)照組是哪一個(gè)？（分組實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生回答屏幕上的問(wèn)題）大部分小組：A組的石灰水變渾濁了，B組石灰水沒(méi)變渾濁。部分小組：A、B兩杯石灰水均未變渾濁。

大部分小組的實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙砻髦参锖粑a(chǎn)生了二氧化碳，但部分小組的兩杯石灰水都沒(méi)有變渾濁，這是怎么回事？（設(shè)置懸念引發(fā)思維沖突）然后通過(guò)解密明確：植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳，植物所有活的部位都可以呼吸。追問(wèn)：植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳，植物呼吸又消耗什么氣體呢？

（2）驗(yàn)證植物的呼吸消耗氧氣。同樣，提前一天準(zhǔn)備好甲、乙兩種錐形瓶，分別裝入等量的新鮮菠菜葉和燙過(guò)的菠菜葉，封閉，放在黑暗處一晝夜。實(shí)驗(yàn)時(shí)問(wèn)題：瓶?jī)?nèi)氧氣真的被植物呼吸消耗了嗎？怎樣檢驗(yàn)？明確：我們可以用點(diǎn)燃的蠟燭來(lái)檢驗(yàn)，因?yàn)槿紵枰鯕庵?，如果瓶?jī)?nèi)沒(méi)有氧氣或缺少氧氣，火焰會(huì)熄滅或變小。強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)，一人取下保鮮膜（封瓶口用）后，另一人迅速將點(diǎn)燃的蠟燭伸入瓶?jī)?nèi)。問(wèn)題：甲乙兩瓶?jī)?nèi)火焰有什么變化？說(shuō)明了什么？對(duì)照組是哪一組？（分組實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生回答屏幕上的問(wèn)題）明確：植物的呼吸消耗了氧氣。聯(lián)系上面關(guān)于北方農(nóng)村地窖的問(wèn)題，為什么先要將一盞油燈吊入地窖，又是測(cè)量什么？明確：測(cè)氧氣多少，確保安全。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和合作交流能力；讓學(xué)生感受生物是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，同時(shí)聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。

（3）拓展延伸。討論：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，為什么都把植物放在黑暗處？放在光下又怎樣呢？明確：因?yàn)橹参锏木G色部分在光下可進(jìn)行光合作用。問(wèn)題：植物在有光時(shí)，只進(jìn)行光合作用嗎？要不要呼吸呢？如何在有光的條件下驗(yàn)證植物進(jìn)行呼吸時(shí)的氣體變化？（學(xué)生討論設(shè)計(jì)）明確：用不含葉綠素的植物器官來(lái)做。問(wèn)題：如果用我們第一組的材料（根、莖、葉、花、果實(shí)、種子），哪些可以驗(yàn)證植物有光時(shí)的呼吸？明確：根、花、果實(shí)、種子等植物非綠色的器官。學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)原理（明確植物非綠色的部位，不能進(jìn)行光合作用）。

設(shè)計(jì)意圖：增加問(wèn)題探討，培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。

4. 歸納總結(jié)，情感升華

這節(jié)課，我們通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)了能量釋放與呼吸的關(guān)系（成正比），也知道了動(dòng)物呼吸過(guò)程中的氣體變化（吸入氧，呼出二氧化碳），還驗(yàn)證了植物呼吸過(guò)程中要發(fā)生同樣的氣體的變化。

綜合以上結(jié)論，得出呼吸作用的實(shí)質(zhì)：有機(jī)物+氧氣→二氧化碳+水+能量。（可和光合作用比較）

5. 鞏固練習(xí)，檢測(cè)反饋

設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際生活的習(xí)題：有些人喜歡在臥室內(nèi)養(yǎng)一些綠色植物，這么做科學(xué)嗎？為什么？花盆底部的小孔有什么用？從而鞏固所學(xué)的知識(shí)。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課通過(guò)實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)或探究課上得出的每一個(gè)結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)事求是的精神以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證已知、探索未知的興趣和能力。

該節(jié)內(nèi)容抽象，所以設(shè)計(jì)時(shí)增加了一些有趣的問(wèn)題探討和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生積極參與、保持興趣，讓學(xué)生在嘗試、實(shí)證中獲得經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，體現(xiàn)了科學(xué)探究的過(guò)程及精神。如驗(yàn)證植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了幾組不同植物器官及死亡的植物，給了學(xué)生驚喜，也是課堂一個(gè)亮點(diǎn)。本堂課用課件時(shí)鐘統(tǒng)一計(jì)時(shí)，學(xué)生很歡迎。

通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，應(yīng)讓學(xué)生體會(huì)到生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，只有設(shè)計(jì)科學(xué)、操作規(guī)范的實(shí)驗(yàn)，才能得出正確結(jié)論。

不足之處在于課堂環(huán)節(jié)較多，需控制好每個(gè)環(huán)節(jié)和時(shí)間，做到收放自如。

（南通市小海中學(xué)）