“細胞與能量”一節(jié)的自主學(xué)習與合作探究式教學(xué)

羅雪飛

摘 要 以“細胞與能量”一節(jié)為例，采用自主學(xué)習與合作探究的方式進行教學(xué)，注重課堂生成，愉快學(xué)生的課堂情緒。

關(guān)鍵詞 新高考方案 自主學(xué)習 合作探究

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

2014年9月19日，浙江省公布了《浙江省高考招生制度綜合改革試點方案》，整個高中將沒有文理科之分，而實行統(tǒng)一高考與高中學(xué)考、必考與選考相結(jié)合。新高考方案將更多的選擇權(quán)交給學(xué)生，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣、挖掘?qū)W生學(xué)習潛能。作為選考科目之一的生物學(xué)學(xué)科教師，“如何吸引學(xué)生興趣、讓更多的學(xué)生選擇并學(xué)好生物學(xué)”成了亟待解決的問題。這首先需要高中生物學(xué)教師在每節(jié)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計上多下工夫。下面以“細胞與能量”一節(jié)為例，作簡要介紹。

“細胞與能量”一節(jié)內(nèi)容相對簡單。有的知識，如ATP的組成、元素、中文名稱等可以通過學(xué)生自主閱讀教材得出，教師在課堂上需要幫助學(xué)生記住并記牢。本節(jié)內(nèi)容的重難點在于ATP-ADP的循環(huán)相關(guān)知識，這需要在教師的恰當引導(dǎo)下，學(xué)生通過合作探究，自己總結(jié)知識，建構(gòu)自己的知識網(wǎng)絡(luò)。

1 學(xué)生分組、及時評分

教學(xué)前將全班學(xué)生分成6組，每組6～7人。教師采用“圓桌會議”的形式安排學(xué)生的座位，方便他們進行平等對話。每個小組為一個集體，配粉筆若干和一小黑板并設(shè)一小組長。面對課堂中教師的提問，若本小組成員主動回答問題，并且答對，教師及時記下1分；若主動回答問題，但沒全答對時，則由教師和學(xué)生視實際情況在0.2～0.9之間給分；若主動回答問題，但完全答錯，則給0.1分。教師及時記下各組的分數(shù)，展示在教室黑板的最右邊，課后有學(xué)生專門對本節(jié)課各組學(xué)生的得分進行統(tǒng)計、評比。課堂教學(xué)過程中，教師充分尊重學(xué)生的主體地位，有效促進課堂教學(xué)生成，有利于學(xué)生質(zhì)疑，實現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——再發(fā)現(xiàn)問題”的良性循環(huán)。

2 順利導(dǎo)入、自主學(xué)習

通過展示圖片，教師要求讓學(xué)生結(jié)合物理學(xué)知識得出：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。能量分為動能和勢能。動能是由于運動而具有的能，包括光能（光子的運動）、電能（電子的運動）、熱能（分子的運動）；而勢能是物體由于所在位置或本身的排列而具有的能量。活細胞中的各種分子由于原子排列而具有的勢能，即化學(xué)能。這樣由此引出教材中原話：“化學(xué)能是細胞中最主要的能量形式”。

教師要求學(xué)生閱讀教科書第49頁，找出植物綠色細胞中最重要的吸能反應(yīng)及所有細胞中最重要的放能反應(yīng)。植物綠色細胞中最重要的吸能反應(yīng)是光合作用，所有細胞中最重要的放能反應(yīng)是糖的氧化，人們通常把糖的氧化過程稱為細胞呼吸，為學(xué)習本章重點內(nèi)容細胞呼吸、光合作用做鋪墊。學(xué)生通過閱讀教材并結(jié)合已學(xué)過的如氨基酸脫水縮合形成多肽等相關(guān)知識，理解細胞中的放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)，指出放能反應(yīng)放出的能量不能直接用于吸能反應(yīng)，需先用于合成ATP，再由ATP水解釋放的能量用于吸能反應(yīng)。教師通過展示“注射用腺苷三磷酸二鈉”的紙盒，幫助學(xué)生了解生活中的ATP，使他們形成對ATP的直觀認識。

利用PPT展示ATP的分子式，要求學(xué)生根據(jù)教材及ATP的分子式說出“ATP的組成、元素及中文名稱”。教師給予學(xué)生2 min左右的時間，使學(xué)生能很好地掌握該部分知識。

3 小組合作、探究重難點

ATP-ADP循環(huán)是指通過ATP的合成和水解使放能反應(yīng)所釋放的能量用于吸能反應(yīng)的過程。該循環(huán)是本節(jié)課的重點，也是難點。教師采用小組合作探究的方式進行教學(xué)，可以調(diào)動學(xué)生積極性，由學(xué)生小組探究、自己建構(gòu)得出循環(huán)圖，便于突破重難點、掌握新知。在各組學(xué)生于小黑板上構(gòu)建的ATP-ADP循環(huán)圖中選擇典型的，用彩色粉筆進行糾正、統(tǒng)一，幫助學(xué)生構(gòu)建正確的知識，獲得認同并加深理解。

ATP-ADP循環(huán)過程中物質(zhì)是可逆的，能量不可逆；且所需條件不同，這兩點可由學(xué)生自主思考后得出，因而明確該循環(huán)不可逆。教師補充：放能反應(yīng)放出的能量用于合成ATP，ATP水解釋放的能量再用于吸能反應(yīng)，所以說ATP水解的能量用于細胞中的吸能反應(yīng)。肌肉收縮、神經(jīng)細胞的活動以及細胞中的許多其他活動都需要ATP來提供能量，則可認為細胞中各結(jié)構(gòu)均可進行ATP的水解過程。所有細胞中最重要的吸能反應(yīng)是細胞呼吸，其場所為細胞溶膠、線粒體。光合作用光反應(yīng)過程也有ATP的合成，則ATP合成的場所為葉綠體類囊體膜、細胞溶膠和線粒體。由此引導(dǎo)學(xué)生得出ATP-ADP循環(huán)不可逆的第三個原因：場所不同。

蛋白質(zhì)、油脂、糖類和ATP都是能源物質(zhì)，若把蛋白質(zhì)比喻為不動產(chǎn)，油脂比喻為存折，糖類比喻為大額鈔票，則ATP是小額鈔票。ATP為許多生命活動直接提供能量，是細胞中普遍使用的能量載體，像小額鈔票一樣，便于流通使用，又有細胞中的“能量通貨”之稱。

4 課堂小結(jié)、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

教師提出問題：關(guān)于ATP，你腦子里有以下問題的答案嗎？

（1） ATP的組成、元素、中文名稱、結(jié)構(gòu)簡式及作用；

（2） 細胞中ATP的含量很少，如何既不浪費又能滿足各項生命活動的能量需要？

（3） ATP-ADP循環(huán)不可逆，這是為什么？

（4） 嘗試構(gòu)建ATP的知識網(wǎng)絡(luò)圖（圖1）。

5 專家點評、形成反思

本節(jié)課整個教學(xué)過程娓娓道來、一氣呵成?？此苽鹘y(tǒng)的教學(xué)模式，但恰到好處地融合了新課程改革倡導(dǎo)的自主學(xué)習、合作探究等內(nèi)容。知識點分析到位，在學(xué)習新知識的同時適時引導(dǎo)學(xué)生對已學(xué)知識進行簡短的復(fù)習，教師充分利用教材，讓學(xué)生主動探究并形成ATP的整體知識網(wǎng)絡(luò)圖。

從整節(jié)課的時間安排上來看，學(xué)生傾聽的時間相對長些，教師可適當再給予學(xué)生更多的思考、探討、發(fā)言的時間。學(xué)生沒有質(zhì)疑不是真正沒有問題，而是他們沒有充分的時間思考、沒有合適的機會質(zhì)疑。要鼓勵學(xué)生對不理解的內(nèi)容一問到底。這節(jié)內(nèi)容學(xué)習過程中，學(xué)生很可能有這樣的疑問：“為什么糖類中的能量要轉(zhuǎn)化到ATP中才能利用”？有位老教師用“類比遷移法”幫助學(xué)生理解這個問題。人們生活中有水電站、核電站、熱電站等，這些能量都要轉(zhuǎn)化成電能才能驅(qū)動日常生活中的其他活動，ATP就好比是電能。簡單的類比，有助于學(xué)生理解ATP是細胞中的能量通貨。

關(guān)于ATP的合成和水解單獨的反應(yīng)式，教師要讓學(xué)生主動嘗試書寫，注意規(guī)范，以便在考試中得分。

新高考方案將在2017年實行，高中生物學(xué)課堂教學(xué)模式的改革也勢在必行。教師要充分利用日常生活中碰到的問題、積累的知識，幫助學(xué)生提高學(xué)習生物學(xué)的興趣；運用所學(xué)的生物學(xué)知識了解自身奧秘，為以后更好的生活做準備。課堂中讓學(xué)生自主學(xué)習、引導(dǎo)學(xué)生主動探究是提高課堂教學(xué)效率有效方法之一，在每一節(jié)課設(shè)計中，教師要充分把握學(xué)生主體的概念，注重課堂生成，讓學(xué)生在課堂中有愉快的情緒體驗，而不再是充當記憶知識的機器。