“需氧呼吸”一節(jié)的模型法教學(xué)設(shè)計(jì)

黃西西

摘? 要：需氧呼吸過(guò)程抽象，難理解，涉及眾多陌生專業(yè)名詞。本節(jié)課通過(guò)自制簡(jiǎn)易線粒體模型，引導(dǎo)學(xué)生圍繞模型串聯(lián)概念，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、動(dòng)手的能力。

關(guān)鍵詞：需氧呼吸;線粒體模型;核心概念;課本插圖

1 教材分析

浙科版高中生物教材必修1《分子與細(xì)胞》第三章第四節(jié)“細(xì)胞呼吸”第一節(jié)“需氧呼吸”是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)知識(shí)，具有專業(yè)名詞多、過(guò)程抽象、理解困難的特點(diǎn)。也是高考考查的重點(diǎn)知識(shí)。本節(jié)內(nèi)容包括：細(xì)胞呼吸的概念，細(xì)胞呼吸的類型，糖酵解、檸檬酸循環(huán)、電子傳遞鏈的過(guò)程與場(chǎng)所，需氧呼吸與生活的聯(lián)系等知識(shí)。課前，筆者讓學(xué)生先預(yù)習(xí)本節(jié)知識(shí)，讓學(xué)生提出學(xué)習(xí)中的困難點(diǎn)。學(xué)生提到：NADH、NAD+是什么？各過(guò)程分別放出多少能量？這些能量去了哪里？細(xì)胞呼吸本身需要消耗能量嗎？氧氣中的氧全部到水中了嗎？CO2中的O又來(lái)自哪里？需氧呼吸三個(gè)階段真難理解。學(xué)生的這些疑惑，也讓筆者深思：雖然本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)線粒體、ATP以及初中科學(xué)能量的獲得的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)，但是學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸的具體過(guò)程、場(chǎng)所、如何為生命活動(dòng)提供能量等還是比較難理解?？梢圆捎靡环N更直觀的方法，讓學(xué)生將零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)，更易理解知識(shí)。于是，筆者想到自制教具：線粒體模型，用模型方法突破難點(diǎn)知識(shí)。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)目標(biāo)? 概述需氧呼吸的概念、反應(yīng)式、過(guò)程、場(chǎng)所。

2.2 能力目標(biāo)? 通過(guò)線粒體模型，學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用分析、歸納的科學(xué)思維方法，將三個(gè)階段的反應(yīng)過(guò)程與線粒體聯(lián)系，提高動(dòng)手操作能力;深入挖掘課本插圖，提高學(xué)生分析插圖、繪制圖形的能力。

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)? 通過(guò)需氧呼吸與生活的聯(lián)系，關(guān)注細(xì)胞呼吸與生產(chǎn)生活的關(guān)系，倡導(dǎo)慢生活的健康生活模式。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入新課? 展示《十二道鋒味》謝霆鋒做披薩的圖片，吸引學(xué)生有意注意。教師提到：《十二道鋒味》中的美食都很精致，披薩是其中比較大眾化的美食。美味的披薩制作過(guò)程的關(guān)鍵是什么？引出發(fā)酵。而發(fā)酵要用到什么？引出酵母菌。提問(wèn)：是利用酵母菌的什么生理過(guò)程？引出細(xì)胞呼吸。

設(shè)計(jì)意圖：利用青少年偶像謝霆鋒引出本課，這個(gè)情境將是貫穿本課的一條主線，也激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。披薩也是學(xué)生比較熟悉的，將披薩與細(xì)胞呼吸聯(lián)系，設(shè)計(jì)順暢，也有助于學(xué)生培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

3.2 細(xì)胞呼吸的類型?? 展示做披薩的面團(tuán)發(fā)酵前后對(duì)比圖，思考：面團(tuán)表面接觸空氣，進(jìn)行哪種細(xì)胞呼吸？面團(tuán)的內(nèi)部不接觸空氣的部分，進(jìn)行哪種細(xì)胞呼吸？學(xué)生歸納前者是需氧呼吸，后者是厭氧呼吸。這就是細(xì)胞呼吸的兩種類型，判斷的依據(jù)是發(fā)生過(guò)程中是否需要氧氣。提問(wèn)：細(xì)胞呼吸就是呼吸嗎？學(xué)生閱讀課本后，歸納：不是。我們通常所說(shuō)的呼吸指的是人體從周圍環(huán)境中吸入空氣，利用其中的氧氣，同時(shí)呼出二氧化碳。這是一個(gè)氣體交換的過(guò)程。細(xì)胞在有氧條件下將葡萄糖氧化分解，在此過(guò)程中獲得能量，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳。這就是細(xì)胞呼吸的過(guò)程。

3.3.1 需氧呼吸過(guò)程?? 教師提問(wèn)：需氧呼吸的主要場(chǎng)所在哪里？學(xué)生歸納：線粒體。教師展示自制的線粒體模型（如圖1），引導(dǎo)學(xué)生歸納出線粒體的外膜、內(nèi)膜、嵴、線粒體基質(zhì)、酶、DNA等相關(guān)知識(shí)。

布置任務(wù)：結(jié)合圖3—13閱讀教材P73相關(guān)內(nèi)容，分別說(shuō)出：需氧呼吸分為幾個(gè)階段？各階段名稱？各階段的反應(yīng)場(chǎng)所、反應(yīng)物、產(chǎn)物是什么？根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物試著整理出反應(yīng)式。教師引導(dǎo)學(xué)生逐步歸納出三個(gè)階段的反應(yīng)式。

第一階段：糖酵解階段C6H12O6 酶 2C3H4O3+少量【H】+能量（少量）

第二階段：檸檬酸循環(huán)階段2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+大量【H】+能量（少量）

第三階段：電子傳遞鏈階段大量【H】+6O2 酶 12H2O+能量（大量）

設(shè)計(jì)意圖：深入挖掘課本資源，提高學(xué)生閱讀、歸納知識(shí)能力。課本中文字關(guān)于三個(gè)階段的歸納并不完整，需要學(xué)生結(jié)合插圖完善知識(shí)。學(xué)生不但要按教師要求找出三個(gè)階段的反應(yīng)場(chǎng)所、反應(yīng)物、產(chǎn)物，而且試著歸納成反應(yīng)式。提高學(xué)生知識(shí)轉(zhuǎn)化能力。

3.3.2 需氧呼吸過(guò)程應(yīng)用? 布置任務(wù)：請(qǐng)你嘗試將三個(gè)階段的反應(yīng)物、產(chǎn)物與線粒體相聯(lián)系。教師將三個(gè)階段的反應(yīng)物和產(chǎn)物制成許多可移動(dòng)的卡片（如圖2），讓學(xué)生將這些物質(zhì)按箭頭提示（如圖3）填入黑板上的線粒體模型中。這個(gè)過(guò)程有一定的難度。物質(zhì)比較多、箭頭很多，學(xué)生需要邊填邊思考反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所。學(xué)生填完后，教師需要對(duì)各個(gè)過(guò)程解析，歸納出完整的過(guò)程圖（如圖4）。教師再完整流暢演示整個(gè)需氧呼吸的過(guò)程。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)移動(dòng)教師自制的卡片，將卡片移入正確的位置。第一階段：糖酵解階段在線粒體外，細(xì)胞溶膠中。只有形成丙酮酸才能進(jìn)入線粒體內(nèi)部。第二階段檸檬酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)，還有一部分水參與反應(yīng)，CO2就是在這個(gè)階段產(chǎn)生的。第三階段電子傳遞鏈階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，利用外界的O2，產(chǎn)生大量的水和能量。這個(gè)任務(wù)不但鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也培養(yǎng)學(xué)生用系統(tǒng)的觀點(diǎn)聯(lián)系零散的知識(shí)。

3.3.3 需氧呼吸過(guò)程拓展?? 布置任務(wù)：請(qǐng)你在課本圖3-13中畫出線粒體的位置并劃分三個(gè)階段。課本中的這幅插圖比較抽象，只寫出了物質(zhì)反應(yīng)的過(guò)程。學(xué)生在畫線粒體過(guò)程中，教師給畫圖有困難的學(xué)生適當(dāng)提示。學(xué)生畫完之后，教室將正確結(jié)果展示在課件上，并分析插圖。

畫圖的時(shí)候要注意場(chǎng)所的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

設(shè)計(jì)意圖：教材插圖是很好的資源。能很好幫助學(xué)生應(yīng)用知識(shí)，樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。近年的高考題越來(lái)越注重對(duì)課本插圖的挖掘。

3.3.4 需氧呼吸相關(guān)知識(shí)歸納? 經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，學(xué)生對(duì)需氧呼吸已經(jīng)有直觀的認(rèn)識(shí)，教師接下來(lái)順勢(shì)列表對(duì)需氧呼吸三個(gè)階段橫向比較，進(jìn)一步鞏固知識(shí)。

填完表格后，教師讓學(xué)生根據(jù)模型，歸納需氧呼吸的概念和總反應(yīng)式。

3.4 需氧呼吸知識(shí)活學(xué)活用? 請(qǐng)你根據(jù)這節(jié)課的知識(shí)，解釋這些現(xiàn)象：1、古詩(shī)：“鋤禾日當(dāng)午，汗滴禾下土，誰(shuí)知盤中餐，粒粒皆辛苦?！敝刑N(yùn)含了什么需氧呼吸的知識(shí)？ 2、為什么提倡有氧運(yùn)動(dòng)？

3.5 總結(jié)? 做披薩前，小C同學(xué)開(kāi)始發(fā)面，結(jié)果發(fā)面時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，面里含水量增加的原因是？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)一系列生活實(shí)際與所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象的思維，最后的結(jié)課，回到做披薩。課堂設(shè)計(jì)有始有終，思路清晰。

4 教學(xué)反思

模型法教學(xué)在高中生物教學(xué)中有非常重要的意義，尤其是對(duì)概念的構(gòu)建和抽象知識(shí)的理解。本節(jié)課運(yùn)用的是人工模型法，模擬生物的原型構(gòu)造，建構(gòu)模型，屬于一種自制的簡(jiǎn)易教具。再根據(jù)線粒體模型演示、講解需氧呼吸，將學(xué)生難理解的眾多疑難概念用線粒體模型串聯(lián)。圍繞模型組織教學(xué)更有利于學(xué)生掌握核心概念，理解重點(diǎn)知識(shí)，建立知識(shí)聯(lián)系。