談基于自主學(xué)習(xí)的學(xué)生模型建構(gòu)能力的培養(yǎng)
——以“細(xì)胞的能量‘通貨’—ATP”為例

吳莉娟

（福建省泉州第五中學(xué)，福建泉州 362000）

1 設(shè)計思路

隨著教育改革逐漸深入，學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)已成為當(dāng)代教育大力倡導(dǎo)的一個主題，也是教育的一個重要目標(biāo)，其中自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)是核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。近年來，模型構(gòu)建已成為中學(xué)生物教學(xué)的一種常規(guī)手段，通過模型構(gòu)建活動，幫助學(xué)生厘清重要概念，使零散知識系統(tǒng)化，促進學(xué)生綜合能力的提升，發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)。

2 教學(xué)分析

2.1 教學(xué)內(nèi)容分析

《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》是人教版高中生物教材必修1《分子與細(xì)胞》中第5章《細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》第2節(jié)內(nèi)容。學(xué)習(xí)本節(jié)課前，學(xué)生對ATP作為直接能源物質(zhì)這一概念及細(xì)胞呼吸作用和光合作用時如何產(chǎn)生ATP的過程尚不清楚，因此本節(jié)內(nèi)容幫助學(xué)生理解細(xì)胞中生命活動的進行需要ATP直接提供能量，同時有助于學(xué)生更好掌握細(xì)胞呼吸、光合作用等知識。

2.2 學(xué)情分析

高二理科15班共50人，課堂氣氛相對活躍，對生物課的興趣較高。本節(jié)課的關(guān)鍵內(nèi)容之一是要明確ATP是直接能源物質(zhì)，是細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)換和傳遞的“中轉(zhuǎn)站”這一功能，這也是學(xué)生比較容易混淆和難以理解的一個概念，因此將這部分內(nèi)容作為本節(jié)課的重點和難點。

3 教學(xué)目標(biāo)

3.1 核心素養(yǎng)之生命觀念

通過對螢火蟲的了解，滲透熱愛自然和珍惜生命情感教育；通過對ATP結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀。

3.2 核心素養(yǎng)之科學(xué)探究

通過探究實驗，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注探究實驗的基本原則和步驟，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

3.3 核心素養(yǎng)之理性思維

通過小組自主合作完成物理模型、概念模型建構(gòu)，培養(yǎng)理性思維。

3.4 核心素養(yǎng)之社會責(zé)任

通過網(wǎng)絡(luò)搜索ATP與興奮劑的不同，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會問題，思考科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系，培養(yǎng)社會責(zé)任感。

4 教學(xué)過程

4.1 情境導(dǎo)入，引發(fā)探究

教師展示運動會比賽照片，提出問題：生物體生命活動都在消耗能量，這些能量從哪來？學(xué)生回顧已學(xué)知識。引出常見現(xiàn)象——螢火蟲發(fā)光，展示資料1：螢火蟲發(fā)光原理，引導(dǎo)學(xué)生提出問題：為熒光素氧化提供能量的物質(zhì)是什么？在問題驅(qū)動下，學(xué)生確定探究實驗?zāi)康?，自主完成實驗設(shè)計，引出學(xué)習(xí)主題——ATP。教師出示ATP藥片，使學(xué)生對ATP的藥理作用和臨床應(yīng)用有所了解，引出ATP的結(jié)構(gòu)。

教學(xué)意圖：以實驗探究的方式導(dǎo)入，學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，從ATP的功能引出ATP的結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

4.2 活動引領(lǐng)，探究結(jié)構(gòu)

（1）課前設(shè)計自主學(xué)習(xí)單創(chuàng)設(shè)問題串（通過省資源平臺發(fā)布），①ATP中文名稱？組成元素？分子組成？②腺苷（腺嘌呤、核糖）、磷酸如何連接構(gòu)成ATP？③ATP結(jié)構(gòu)簡式？ATP中A、P、～分別代表什么？④為什么說ATP是一種高能磷酸化合物（展示資料2）？學(xué)生自主學(xué)習(xí)，討論歸納出ATP的組成元素、分子組成和特點，寫出ATP的分子簡式，課上利用智慧課堂平臺進行搶答，并通過同屏技術(shù)展示學(xué)習(xí)成果，推選小組代表進行講解。

（3）學(xué)生通過智慧課堂學(xué)習(xí)平臺完成在線檢測，實時分析學(xué)生掌握情況，選擇性分析題目（通過智慧課堂移動端發(fā)送，學(xué)生當(dāng)場做題，通過生成的數(shù)據(jù)了解學(xué)情，及時答疑）。

教學(xué)意圖：通過討論和交流進行自主學(xué)習(xí)培養(yǎng)、自主合作學(xué)習(xí)能力，搶答展示環(huán)節(jié)增強互動性。通過構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)動手能力、模型建構(gòu)能力，加深對ATP結(jié)構(gòu)的理解。依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，實現(xiàn)課堂上的當(dāng)堂評價和反饋，提高課堂教學(xué)效率。

4.3 創(chuàng)設(shè)情境，交流拓展

教師展示資料3、4，引導(dǎo)學(xué)生分析ATP含量及其如何維持生命活動的需求（教師通過智慧課堂移動端發(fā)送資料，學(xué)生在線發(fā)表觀點）。

教學(xué)意圖：提高獲取信息能力，用移動終端使每個學(xué)生都有機會發(fā)表觀點，表達(dá)和展現(xiàn)自己，學(xué)生的參與度更高，改變教師一言堂的狀況，還課堂于學(xué)生。

4.4 思維引導(dǎo)，層層遞進

（1）課前發(fā)布自主學(xué)習(xí)單：⑤ATP水解時，釋放哪個化學(xué)鍵中的能量？需要條件？有哪些產(chǎn)物？能量的去路？⑥ADP轉(zhuǎn)化成ATP又需要條件？能量哪里來？去路？⑦ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)是否可逆？⑧為什么將ATP比喻成細(xì)胞的能量“通貨”？學(xué)生自主學(xué)習(xí)“ATP與ADP間的相互轉(zhuǎn)化”內(nèi)容（課上“隨機抽答”，拍照分享學(xué)習(xí)成果）。

（2）小組為單位，在已構(gòu)建的ATP結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，嘗試合作模擬構(gòu)建“ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程”的模型（拍照上傳，展示，派代表講解）。

（3）在線檢測，選擇性分析題目。

教學(xué)意圖：通過問題串進一步培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、團隊協(xié)作能力，課堂隨機抽答增加公平性，通過構(gòu)建修正物理模型，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和批判性思維，即時反饋，幫助學(xué)生理解內(nèi)化知識要點。

4.5 課堂小結(jié)，建構(gòu)概念圖

通過知識串聯(lián)和梳理進行課堂小結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生完成“細(xì)胞的能量通貨——ATP”概念圖的建構(gòu)（圖1，通過智慧課堂移動終端的拍照功能，將作品上傳共享）

教學(xué)意圖：通過概念模型的建構(gòu)，促進學(xué)生理解和掌握核心概念，進一步培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、模型建構(gòu)的能力，發(fā)展學(xué)生的理性思維，提高生物學(xué)核心素養(yǎng)。

5 作業(yè)布置

課后查閱資料說明：ATP是不是運動員所使用的興奮劑？（把相關(guān)材料上傳到資源平臺，進行分享。）完善修正“細(xì)胞的能量通貨——ATP”概念模型（圖1，拍照上傳到資源平臺）

圖1 “細(xì)胞的能量‘通貨’——ATP”的概念圖

6 教學(xué)反思

本節(jié)課采用問題驅(qū)動式導(dǎo)學(xué)、多媒體輔助教學(xué)、模型建構(gòu)等方法，通過網(wǎng)絡(luò)平臺，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、動手能力、抽象思維能力、模型建構(gòu)能力和科學(xué)的探究能力。整節(jié)課貫徹課改理念，融入課題研究，重視自主學(xué)習(xí)及生物學(xué)核心素養(yǎng)，基于自主學(xué)習(xí)方式，將物理模型和概念模型的建構(gòu)作為課堂重要環(huán)節(jié)，試圖以重要概念為核心形成知識網(wǎng)絡(luò)體系，培養(yǎng)分析、綜合、抽象和概括的思維方式，將科學(xué)思維貫穿整堂課，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。