基于“大情境”的“細胞呼吸”教學設計

王 婷

(浙江省江山中學 江山 324100)

1 教材分析

“細胞呼吸”是浙科版生物學必修1《分子與細胞》第3章細胞的代謝第4節的內容。該內容主要介紹了有氧呼吸的三個階段。一方面本節是在學習了細胞的分子組成、細胞的結構和細胞代謝的部分內容之后，深入探究細胞呼吸過程，是對前面所學內容的深入和拓展；另一方面，由于在生物體的各項生命活動中，細胞呼吸釋放的能量起著至關重要的作用，本節學習可為接下來學習細胞分裂、蛋白質合成和DNA復制等過程奠定基礎，所以本節學習起著承上啟下的作用。

基于高二年級學生已具備一定的閱讀分析、思考與探究的能力，在教學過程中采用自主閱讀、填充并分析表格、構建有氧呼吸模式圖、論證等手段突破教學重難點，讓學生感受自主構建模式圖從而建構概念的喜悅，同時領悟概念是需要通過不斷的論證、否定和思考而生成的，增加對生物學學習的積極性和熱情。

2 教學目標

依據課程標準并圍繞培養學生學科核心素養的要求，制訂了如下教學目標：

(1) 通過概述有氧呼吸的概念、反應式和反應過程，形成物質與能量觀；通過理解線粒體結構與有氧呼吸的關系，形成結構與功能觀。

(2) 基于細胞呼吸這一事實，能夠運用科學的方法和思維論證細胞呼吸的過程，自主形成生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量的概念。

(3) 認同細胞呼吸在各項生命活動中至關重要，更加關注呼吸健康，形成保護環境和宣傳健康生活方式的社會責任。

3 教學過程

3.1 身臨其境，概念才露尖尖角 幻燈片展示日期——6月15日，請學生大膽猜測： 每年的6月15日是世界什么日？引出世界呼吸日，并帶領學生體驗世界呼吸日的主要活動，即屏氣30秒。學生紛紛說出感受，引導學生思考： ①同學們為什么會感到頭暈胸悶?②我們吸進的氧氣最終去哪了？③二氧化碳又是哪里來的？從而順利引出新課細胞呼吸。

設計意圖： 以鮮為人知的世界呼吸日導入，既可以普及相關的知識，又為課堂末尾宣傳健康的生活方式做好鋪墊。活動的設置讓所有的學生一開始就能積極投入課堂，營造出本堂課的大情境，激發學生深入探究的積極性。

3.2 自主構建，得來全不費工夫 本環節包括兩個活動。

活動1： 學生自主閱讀教材P72—P74，請學生根據教材內容完成教師課前分發學案中的表格(表1)。邀請學生積極展示自己填好的表格，教師對學生完成的表格有選擇性地拍成照片(包括： 高質量的表格及出現錯誤且該錯誤在班上具有代表的表格)，利用多屏互動軟件迅速傳到課件中，通過學生之間相互評價，對所展示的表格修正補充，得到初步完成的表格。

表1 細胞呼吸的基本階段

活動2： 分發畫有較大線粒體的彩色卡紙，同時給出提示： 整個卡紙代表細胞。然后請學生根據自主完成的表格，以小組為單位嘗試將細胞呼吸基本過程用簽字筆在卡紙上呈現出來，即將各個反應階段的變化在相應的場所中模擬出來。小組展示講述過程圖的思路，同時將本小組在構建過程中出現的困難或問題向大家求助，組內其他成員做出相應的補充。接著，組間相互幫助，嘗試解決在探究過程中出現的問題，同時組間進行相互評價。

設計意圖： 在整個大的情境下，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，再由其他同學評價并補充完整，充分體現了個人與團體之間的重要關系，并發展批判性思維。多屏互動軟件的使用可以提高課堂展示的效率和效果，學生通過表格分析完細胞呼吸的各個階段之后，由局部到整體，再從一個整體的角度去探究細胞呼吸的過程。鍛煉發散性思維，加強探究能力，滲透學科核心素養的科學探究基本內容。通過組間相互交流、相互幫助、相互評價，促進學生之間合作能力，由此滲透核心素養科學思維的批判性思維。

3.3 產生認知沖突，層層剖析而后定奪 學生通過構建較為感性的過程圖來理解細胞呼吸基本過程之后，結合初步完成的表格，嘗試將各個階段的反應式寫出。教師提示學生從化學的角度去分析評價反應式，并在此過程中講解能量相關的知識。隨后教師提出一系列問題： ①為什么這些反應會在不同的場所中進行呢？②線粒體內膜折疊成嵴有什么生物學意義？為什么要增大膜的面積呢？探究出各個階段標準反應式后，引導學生寫出有氧呼吸的總反應式，隨后提問： ①水中的氧原子來自哪種反應物？②二氧化碳的氧原子又來自何種反應物？為什么？③科學家當時又是如何知道氧原子是這樣轉移的？④那么這整個有氧呼吸發生在哪里？發生著哪些物質變化與能量變化？教師提示并介紹同位素標記法。引導學生層層分析，反復思考構建有氧呼吸的概念。

設計意圖： 構建模型先產生感性認識，后嘗試寫出和分析反應式，產生認知沖突，再聯系其他學科，理性研究每一個階段的具體過程，滲透科學思維的模型與建構、歸納與概括和演繹與推理等基本內容。同時聯系之前的知識，滲透核心素養生命觀念的結構與功能觀和物質與能力觀。體會科學家在科學探索過程中使用的科學方法，領悟科學方法在科學探究過程中的重要性。整個有氧呼吸過程的理解在這里得到了升華，由學生一步一步分析最終構建出有氧呼吸的概念，學生的主體性充分得到體現。

3.4 回至情境，概念、素養雙豐收 教師引導學生思考世界呼吸日設置屏氣活動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？

設計意圖： 首尾呼應，通過親身體會思考世界呼吸日設置的目的，清晰地意識到自己肩負有保護環境的社會責任。結合近期社會熱點，學習生物學的興趣會更加濃厚。

4 教學反思

2017年高中生物學新課程標準提出： 課程的內容是發展學生生物學學科核心素養的重要載體，是本課程落實立德樹人根本任務的抓手。為了更好地落實生物學課程的內容，從不同的維度滲透學科核心素養，本節課教學設計非常重視學生的實踐環節，學生通過源于生活的實踐情境，運用自主閱讀、模型構建、論證等手段突破教學重難點，發展核心素養。在教學設計過程中，本堂課的教學模式也是一個較為大膽的嘗試，給學生一個大情境，接著幾乎完全把課堂交給學生，學生通過閱讀教材，自主完成所給的學案，再結合手里所有的資料對所發現的問題一步一步地推理、論證、否定、認證、反復推敲，最后通過小組的合作探究構建出有氧呼吸的概念。學生不僅對細胞呼吸概念有很深刻的認識，科學思維和科學探究能力均得到了很好的發展，同時樹立良好生活習慣的意識，形成保護環境的社會責任。