细胞的能量供应和利用整体教学设计及教学反思

细胞的能量供应和利用整体教学设计及教学反思细胞的能量供应和利用整体教学设计及教学反思 细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域 一、设计理念一、设计理念 生物学学科核心素养包含生命观念、理性思维、科学探究、社会责任四个方 面， “细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”属 于生命观念中结构与功能相适应的内容， 学生可以通过理性思维和科学探究进行 深入理解，并可以延伸至社会责任层次。 “内容聚焦大概念”是提倡的生物学课 程基本理念之一，对提高学生生物学学科核心素养具有的重要支撑作用。 本课程围绕重要概念来组织和开展教学活动， 有利于学生对重要概念的记忆 和理解， 形成清晰的知识网络，迁移应用重要概念探讨或解决现实生活中的某些 问题。 二、概念内容分析二、概念内容分析 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位， 细胞内的各项生命活动是由一系 列的化学反应所构成的，这些在特定区域内发生的化学反应的正常进行，是细胞 维持正常新陈代谢的基础，这些化学反应及其反应场所就是此重要概念的核心， 同时也是“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”这一核心概念的知识反 馈和拓展延伸。 浙科版教材将这一重要概念编排成四部分内容 “细胞与能量”、 “酶”、“光合作用”、“细胞呼吸”,具体如下 “细胞与能量”主要包括细胞内吸能反应和放能反应的纽带ATP 的结 构以及 ATP-ADP 循环。 这节内容以细胞的分子组成和结构组成为基础，涉及物质 和能量的变化，体现了结构与功能相适应、物质与能量相关联的观念，为后续的 “细胞呼吸”、“光合作用”奠定基础，具有承上启下的作用。 “酶”主要包括酶的本质、作用和特性。细胞的代谢大多数基于化学反应， 如“细胞呼吸”、“光合作用”等，并往往需要酶的催化。酶的本质主要是蛋白 质，易受 pH 和温度等因素的影响，学生可通过实验探究酶的特性和影响因素， 同时也为后续探究细胞呼吸、光合作用的影响因素作好铺垫。 “细胞呼吸”这一细胞内最重要的放能反应， 是此重要概念的核心，是细胞 进行各项生命活动的能量来源途径。细胞呼吸的学习，有助于学生更好地理解线 粒体的结构与功能相适应， 而其中所发生的化学反应， 物质变化伴随着能量变化， 能量变化驱动着物质变化，使得 ATP-ADP 循环不断地快速进行，有助于学生树立 物质、能量、信息变化相统一的观点。同时也能逐步渗透 STEM 教育思想，让学 生理解细胞呼吸与现实生活的联系，真正培养学生将理论知识应用于实际能力。 “光合作用”是绝大多数生物生命活动所需能量的根本来源途径， 是此重要 概念的又一核心。主要包括光合作用的概述、绿叶中色素的种类和作用、光合作 用的光反应和碳反应过程及相互关系、影响光合作用强度的环境因素。通过领悟 生物学家的科学思维，掌握科学探究的一般思路和方法，设计实验探究影响光合 作用强度的环境因素，积极融入动手动脑的环节。同时，这一节内容和生态方面 的热点问题，如粮食、能源等有着密切联系，有助于培养学生的社会责任感，提 升学生的公民科学素养。 三、教学过程三、教学过程 （一）学习目标（一）学习目标 1 1、、生命观念生命观念 （（1 1）） 通过学习生物科学史。使学生树立务实求真的严谨的科学态度。 （（2 2））从细胞呼吸的原理的应用，粮食的增产，能量的转变等视角，培养学生的 社会责任感， 立志于将来进一步深造， 将所学所知真正服务于社会， 服务于人类。 2 2、、理性思维理性思维 （（1 1））对 ATP 结构的分析、ATP-ADP 循环模型的建构，细胞呼吸、光合作用过程 模型的建构，培养严谨的科学思维。 （（2 2））酶的发现史、光合作用发现史的学习，从中提取、概括相关概念，培养理 性的批判性思维的能力。 3 3、、科学探究科学探究 酶的特性、影响细胞呼吸的因素、影响光合作用的因素的小组合作探究，利 于培养学生的科学探究思路和方法， 以及学生的动手实践能力、 分析和讨论能力。 4 4、社会责任、社会责任 （（1 1））对 ATP、线粒体、叶绿体的结构分析中树立结构与功能相适应的观念。 （（2 2）） 对 ATP、酶、细胞呼吸、光合作用过程学习中树立物质、能量、信息变化 相统一的观念。 （（3 3）） ATP 是能量通货，树立多样性与统一性的观念。 （二）教学重难点（二）教学重难点 1 1、教学重点、教学重点 ATP 化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；酶的作用、本质和特性；需 氧呼吸的过程及原理；绿叶中色素的种类和作用，光合作用的光反应、碳反应过 程及相互关系，影响光合作用强度的环境因素。 2 2、教学难点、教学难点 ATP 与 ADP 的相互转化；酶的催化作用原理以及控制变量的科学方法；细胞 呼吸的原理和本质； 光反应和暗反应的过程， 探究影响光合作用强度的环境因素。 3 3、、 课时安排课时安排 共共 1111 课时课时 （（1 1））细胞与能量、ATP （1 课时） （（2 2）） 酶及相关实验（3 课时） （（3 3）） 细胞呼吸（2 课时） （（4 4））光合作用（4 课时） （（5 5）） 综合分析提升（1 课时） 4.4.教学设计教学设计 （（1 1）细胞与能量）细胞与能量ATPATP 创设学生熟悉的真实情景， 从生活中常见的萤火虫尾部发光现象出发，通过 设计实验探究 ATP 的功能， 理解 ATP 是驱动细胞生命活动的直接能源物质。阅读 教材，分析 ATP 的结构和 ATP 的水解反应，树立结构与功能相适应的观念、物质 变化与能量变化相关联的观念。 通过分析， 结合教材小资料， 合作推导出 ATP-ADP 循环模型，解释 ATP 是细胞吸能反应和放能反应的纽带。 （（2 2）酶）酶 本节主要讲述酶的本质、 作用和特性以及影响酶的活性的因素的探究。采用 酶的科学发展史作为新课导入，学生角色扮演各位科学家，回顾历史，切实体会 生物学家的科学思维习惯，理解酶的本质，也有助于学生科学思维、社会责任感 的培养。采用学科交叉、迁移应用，利用酶与无机催化剂的比较，证明酶的高效 性，渗透在实验过程中应注意的事项，同时组织学生观察、设计、实施方案，探 究酶的其他特性。通过建立数学模型，直观地呈现不同条件下的酶的活性不同。 在得出酶的特性后，可通过分析发烧以后食欲下降等生活实际，让学生感受到科 学源于生活，生活处处有知识。 （（3 3）细胞呼吸）细胞呼吸 细胞呼吸是细胞中最重要的放能反应， 是此核心概念下的重要概念中的核心 次位概念。 绝大多数的生命活动都需要细胞呼吸供能，是细胞中物质转变和能量 转换的枢纽。以酵母菌的酿酒工艺为主线，从酵母菌的结构出发，引导学生主动 参与探究酵母菌需氧呼吸的场所，通过建构需氧呼吸过程的模型，将其显性化， 掌握需氧呼吸的各阶段的反应式和总反应式，并概括出需氧呼吸的概念。并引导 学生思考、分析，尝试设置简易的厌氧呼吸装置，鉴定酵母菌厌氧呼吸的产物， 逐步发展学生的科学思维，掌握科学探究的基本思路和方法。利用表格，比较酵 母菌需氧呼吸和厌氧呼吸的异同。引导学生遵循实验设计的原则，设计实验，探 究影响细胞呼吸的因素，并建立数