基于“大情境”的“細(xì)胞呼吸”教學(xué)設(shè)計(jì)

王 婷

(浙江省江山中學(xué) 江山 324100)

1 教材分析

“細(xì)胞呼吸”是浙科版生物學(xué)必修1《分子與細(xì)胞》第3章細(xì)胞的代謝第4節(jié)的內(nèi)容。該內(nèi)容主要介紹了有氧呼吸的三個(gè)階段。一方面本節(jié)是在學(xué)習(xí)了細(xì)胞的分子組成、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞代謝的部分內(nèi)容之后，深入探究細(xì)胞呼吸過程，是對(duì)前面所學(xué)內(nèi)容的深入和拓展；另一方面，由于在生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)中，細(xì)胞呼吸釋放的能量起著至關(guān)重要的作用，本節(jié)學(xué)習(xí)可為接下來學(xué)習(xí)細(xì)胞分裂、蛋白質(zhì)合成和DNA復(fù)制等過程奠定基礎(chǔ)，所以本節(jié)學(xué)習(xí)起著承上啟下的作用。

基于高二年級(jí)學(xué)生已具備一定的閱讀分析、思考與探究的能力，在教學(xué)過程中采用自主閱讀、填充并分析表格、構(gòu)建有氧呼吸模式圖、論證等手段突破教學(xué)重難點(diǎn)，讓學(xué)生感受自主構(gòu)建模式圖從而建構(gòu)概念的喜悅，同時(shí)領(lǐng)悟概念是需要通過不斷的論證、否定和思考而生成的，增加對(duì)生物學(xué)學(xué)習(xí)的積極性和熱情。

2 教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)并圍繞培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 通過概述有氧呼吸的概念、反應(yīng)式和反應(yīng)過程，形成物質(zhì)與能量觀；通過理解線粒體結(jié)構(gòu)與有氧呼吸的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。

(2) 基于細(xì)胞呼吸這一事實(shí)，能夠運(yùn)用科學(xué)的方法和思維論證細(xì)胞呼吸的過程，自主形成生物通過細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量的概念。

(3) 認(rèn)同細(xì)胞呼吸在各項(xiàng)生命活動(dòng)中至關(guān)重要，更加關(guān)注呼吸健康，形成保護(hù)環(huán)境和宣傳健康生活方式的社會(huì)責(zé)任。

3 教學(xué)過程

3.1 身臨其境，概念才露尖尖角 幻燈片展示日期——6月15日，請(qǐng)學(xué)生大膽猜測： 每年的6月15日是世界什么日？引出世界呼吸日，并帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)世界呼吸日的主要活動(dòng)，即屏氣30秒。學(xué)生紛紛說出感受，引導(dǎo)學(xué)生思考： ①同學(xué)們?yōu)槭裁磿?huì)感到頭暈胸悶?②我們吸進(jìn)的氧氣最終去哪了？③二氧化碳又是哪里來的？從而順利引出新課細(xì)胞呼吸。

設(shè)計(jì)意圖： 以鮮為人知的世界呼吸日導(dǎo)入，既可以普及相關(guān)的知識(shí)，又為課堂末尾宣傳健康的生活方式做好鋪墊?；顒?dòng)的設(shè)置讓所有的學(xué)生一開始就能積極投入課堂，營造出本堂課的大情境，激發(fā)學(xué)生深入探究的積極性。

3.2 自主構(gòu)建，得來全不費(fèi)工夫 本環(huán)節(jié)包括兩個(gè)活動(dòng)。

活動(dòng)1： 學(xué)生自主閱讀教材P72—P74，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容完成教師課前分發(fā)學(xué)案中的表格(表1)。邀請(qǐng)學(xué)生積極展示自己填好的表格，教師對(duì)學(xué)生完成的表格有選擇性地拍成照片(包括： 高質(zhì)量的表格及出現(xiàn)錯(cuò)誤且該錯(cuò)誤在班上具有代表的表格)，利用多屏互動(dòng)軟件迅速傳到課件中，通過學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)，對(duì)所展示的表格修正補(bǔ)充，得到初步完成的表格。

表1 細(xì)胞呼吸的基本階段

活動(dòng)2： 分發(fā)畫有較大線粒體的彩色卡紙，同時(shí)給出提示： 整個(gè)卡紙代表細(xì)胞。然后請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自主完成的表格，以小組為單位嘗試將細(xì)胞呼吸基本過程用簽字筆在卡紙上呈現(xiàn)出來，即將各個(gè)反應(yīng)階段的變化在相應(yīng)的場所中模擬出來。小組展示講述過程圖的思路，同時(shí)將本小組在構(gòu)建過程中出現(xiàn)的困難或問題向大家求助，組內(nèi)其他成員做出相應(yīng)的補(bǔ)充。接著，組間相互幫助，嘗試解決在探究過程中出現(xiàn)的問題，同時(shí)組間進(jìn)行相互評(píng)價(jià)。

設(shè)計(jì)意圖： 在整個(gè)大的情境下，通過自主閱讀教材，將有用的信息提煉至表格中，提高歸納處理信息能力。將自己搜索的成果同大家分享，再由其他同學(xué)評(píng)價(jià)并補(bǔ)充完整，充分體現(xiàn)了個(gè)人與團(tuán)體之間的重要關(guān)系，并發(fā)展批判性思維。多屏互動(dòng)軟件的使用可以提高課堂展示的效率和效果，學(xué)生通過表格分析完細(xì)胞呼吸的各個(gè)階段之后，由局部到整體，再從一個(gè)整體的角度去探究細(xì)胞呼吸的過程。鍛煉發(fā)散性思維，加強(qiáng)探究能力，滲透學(xué)科核心素養(yǎng)的科學(xué)探究基本內(nèi)容。通過組間相互交流、相互幫助、相互評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生之間合作能力，由此滲透核心素養(yǎng)科學(xué)思維的批判性思維。

3.3 產(chǎn)生認(rèn)知沖突，層層剖析而后定奪 學(xué)生通過構(gòu)建較為感性的過程圖來理解細(xì)胞呼吸基本過程之后，結(jié)合初步完成的表格，嘗試將各個(gè)階段的反應(yīng)式寫出。教師提示學(xué)生從化學(xué)的角度去分析評(píng)價(jià)反應(yīng)式，并在此過程中講解能量相關(guān)的知識(shí)。隨后教師提出一系列問題： ①為什么這些反應(yīng)會(huì)在不同的場所中進(jìn)行呢？②線粒體內(nèi)膜折疊成嵴有什么生物學(xué)意義？為什么要增大膜的面積呢？探究出各個(gè)階段標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)式后，引導(dǎo)學(xué)生寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式，隨后提問： ①水中的氧原子來自哪種反應(yīng)物？②二氧化碳的氧原子又來自何種反應(yīng)物？為什么？③科學(xué)家當(dāng)時(shí)又是如何知道氧原子是這樣轉(zhuǎn)移的？④那么這整個(gè)有氧呼吸發(fā)生在哪里？發(fā)生著哪些物質(zhì)變化與能量變化？教師提示并介紹同位素標(biāo)記法。引導(dǎo)學(xué)生層層分析，反復(fù)思考構(gòu)建有氧呼吸的概念。

設(shè)計(jì)意圖： 構(gòu)建模型先產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí)，后嘗試寫出和分析反應(yīng)式，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，再聯(lián)系其他學(xué)科，理性研究每一個(gè)階段的具體過程，滲透科學(xué)思維的模型與建構(gòu)、歸納與概括和演繹與推理等基本內(nèi)容。同時(shí)聯(lián)系之前的知識(shí)，滲透核心素養(yǎng)生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀和物質(zhì)與能力觀。體會(huì)科學(xué)家在科學(xué)探索過程中使用的科學(xué)方法，領(lǐng)悟科學(xué)方法在科學(xué)探究過程中的重要性。整個(gè)有氧呼吸過程的理解在這里得到了升華，由學(xué)生一步一步分析最終構(gòu)建出有氧呼吸的概念，學(xué)生的主體性充分得到體現(xiàn)。

3.4 回至情境，概念、素養(yǎng)雙豐收 教師引導(dǎo)學(xué)生思考世界呼吸日設(shè)置屏氣活動(dòng)30秒的意義，然后課件展示一張最近微信瘋傳的我國各地霧霾狀況圖，展開討論： 如不加以改善，長期如此，你還能健康的呼吸嗎？那怎么辦？

設(shè)計(jì)意圖： 首尾呼應(yīng)，通過親身體會(huì)思考世界呼吸日設(shè)置的目的，清晰地意識(shí)到自己肩負(fù)有保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任。結(jié)合近期社會(huì)熱點(diǎn)，學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣會(huì)更加濃厚。

4 教學(xué)反思

2017年高中生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出： 課程的內(nèi)容是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，是本課程落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的抓手。為了更好地落實(shí)生物學(xué)課程的內(nèi)容，從不同的維度滲透學(xué)科核心素養(yǎng)，本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)非常重視學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生通過源于生活的實(shí)踐情境，運(yùn)用自主閱讀、模型構(gòu)建、論證等手段突破教學(xué)重難點(diǎn)，發(fā)展核心素養(yǎng)。在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，本堂課的教學(xué)模式也是一個(gè)較為大膽的嘗試，給學(xué)生一個(gè)大情境，接著幾乎完全把課堂交給學(xué)生，學(xué)生通過閱讀教材，自主完成所給的學(xué)案，再結(jié)合手里所有的資料對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問題一步一步地推理、論證、否定、認(rèn)證、反復(fù)推敲，最后通過小組的合作探究構(gòu)建出有氧呼吸的概念。學(xué)生不僅對(duì)細(xì)胞呼吸概念有很深刻的認(rèn)識(shí)，科學(xué)思維和科學(xué)探究能力均得到了很好的發(fā)展，同時(shí)樹立良好生活習(xí)慣的意識(shí)，形成保護(hù)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任。