李曉宇 張婷

摘 要：文章作者在“細(xì)胞呼吸的原理”這一內(nèi)容的教學(xué)中，以生產(chǎn)生活實(shí)際為背景，通過提供實(shí)驗(yàn)資料，設(shè)置問題層層遞進(jìn)，引領(lǐng)學(xué)生分析歸納有氧呼吸和無氧呼吸的場(chǎng)所和階段，在教學(xué)環(huán)節(jié)不斷培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：有氧呼吸;無氧呼吸;核心素養(yǎng);高中生物學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.91? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ??文章編號(hào)：2095-624X（2021）27-0078-02

一、教材分析及設(shè)計(jì)思路

“細(xì)胞呼吸的原理”是人教版高中生物學(xué)教材（2019 年版）必修一第五章第三節(jié)第一課時(shí)的內(nèi)容，包括有氧呼吸和無氧呼吸兩部分，它主要探究?jī)煞N呼吸方式的場(chǎng)所、過程、物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換。本節(jié)承接上一節(jié)，探究細(xì)胞中ATP的來源，也為光合作用的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，為學(xué)生掌握細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換做好鋪墊。

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)始終貫穿著物質(zhì)與能量觀，以生產(chǎn)生活中的問題來引入新課，通過實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)置層層遞進(jìn)的問題，讓學(xué)生自主分析、合作討論細(xì)胞呼吸的過程、場(chǎng)所、物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化，最后解決問題。教師在教學(xué)中將知識(shí)與生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系起來，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任感。

二、教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)普通高中生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，筆者結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)情，立足于提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，提出了以下教學(xué)目標(biāo)。

第一，生命觀念，即認(rèn)同線粒體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其作為有氧呼吸的主要場(chǎng)所相適應(yīng)。

第二，科學(xué)思維，即構(gòu)建有氧呼吸和無氧呼吸的過程模型，理解二者之間的關(guān)系。

第三，社會(huì)責(zé)任，即運(yùn)用細(xì)胞呼吸原理，對(duì)生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例做出科學(xué)解釋。

三、教學(xué)過程

（一）情景表演 引入新課

筆者以秋收為背景，組織兩名學(xué)生分別扮演“爺爺”和“孫子”，開展情景劇表演，進(jìn)行如下對(duì)話。

【家中院子里】

孫子：爺爺，您怎么了？怎么走路一瘸一拐的呢？

爺爺：寶貝孫子，我沒啥事，就是昨天收了一天的玉米，累得我啊，渾身酸痛。

孫子：酸痛？爺爺，為什么您身上會(huì)酸痛呢？

爺爺：這……我也不知道呢，可能是干活太累了，胳膊和腿總是很酸痛。

孫子：哦，那爺爺您都不舒服了，今天快在家里歇歇吧。

爺爺：不行啊，你爸爸媽媽都不在家，家里人手不夠，趁著今天天氣好，我得抓緊去把昨天的玉米攤開曬一曬。

孫子：爺爺，您快休息吧，玉米堆在那沒關(guān)系啊，非得曬它干嗎？

爺爺：你是不知道啊，孩子，如果不把玉米攤開晾曬，它們堆在那里就會(huì)又濕又熱，很快就會(huì)發(fā)霉的，我們可不能浪費(fèi)糧食?。?/p>

孫子：??？玉米堆在那里自己會(huì)變得又濕又熱？這又是為什么呀？

爺爺：要不你還是去學(xué)校里問問老師吧。

【學(xué)校里】

孫子：老師，為什么爺爺劇烈活動(dòng)后身上總是酸痛呢？玉米堆在那里又為什么會(huì)又濕又熱呢？

老師：你可真是個(gè)善于提出問題的好學(xué)生呢！要想解決這兩個(gè)問題啊，別著急，我們先來學(xué)習(xí)以下知識(shí)點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過情景劇的表演引入本節(jié)課要解決的兩個(gè)問題，讓學(xué)生明白本節(jié)課的知識(shí)可以解決生產(chǎn)生活實(shí)際中的問題，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

（二）展示資料 合作探究

以文字、圖片、視頻等形式向?qū)W生提供線粒體結(jié)構(gòu)圖、酵母菌相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料等，倡導(dǎo)學(xué)生以小組合作的形式探究解決問題。

【資料一】科學(xué)家根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。教師結(jié)合必修一第三章細(xì)胞器的有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，引出線粒體，并展示線粒體的結(jié)構(gòu)圖，提出問題：圖中線粒體的各結(jié)構(gòu)分別是什么？思考線粒體的結(jié)構(gòu)與它的功能——“有氧呼吸的主要場(chǎng)所”有什么關(guān)系？

設(shè)計(jì)意圖：通過第一個(gè)問題讓學(xué)生回憶舊知識(shí)，進(jìn)行知識(shí)上的前后聯(lián)系，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴增大膜面積，內(nèi)膜和基質(zhì)都含有大量與呼吸作用有關(guān)的酶，進(jìn)而完成第二個(gè)問題。教師以線粒體為切入點(diǎn)以引出要學(xué)習(xí)的第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)——有氧呼吸，也通過兩個(gè)題目的設(shè)置進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生命觀念。

【資料二】將酵母菌細(xì)胞破碎后進(jìn)行離心處理，獲得A上清液和B沉淀物兩部分，與C未離心且處理過的酵母菌培養(yǎng)液分別加入等量的葡萄糖、熒光素和熒光素酶，一段時(shí)間后，檢測(cè)各試管的變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A試管中葡萄糖的量沒變，沒有發(fā)出熒光;B試管中葡萄糖的量減少，有丙酮酸生成，微弱熒光出現(xiàn);C試管中葡萄糖的量減少，有CO2生成、較強(qiáng)熒光出現(xiàn)。教師提出問題：一是該實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量分別是什么？二是實(shí)驗(yàn)中熒光素和熒光素酶的作用是什么？三是葡萄糖在什么位置首先被分解？生成了什么？四是生成的丙酮酸在什么位置被分解？生成了什么？

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)資料的分析和所設(shè)置問題的探討，培養(yǎng)學(xué)生分析與推理的能力，導(dǎo)出有氧呼吸第一階段的場(chǎng)所、物質(zhì)變化、能量轉(zhuǎn)換。第二個(gè)問題的設(shè)置能讓學(xué)生將上節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)用，加強(qiáng)了本章知識(shí)點(diǎn)之間的連貫性。試管A、B對(duì)比解決第三個(gè)問題，試管B、C對(duì)比解決第四個(gè)問題，提高學(xué)生類比推理的能力。此時(shí)，學(xué)生可得出結(jié)論：葡萄糖首先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸，此過程產(chǎn)生少量能量，即有氧呼吸的第一階段;之后丙酮酸在線粒體中被進(jìn)一步分解，產(chǎn)生大量能量。學(xué)生得出結(jié)論的同時(shí)又引出新的問題“丙酮酸在線粒體中是如何被進(jìn)一步分解的？”從而進(jìn)入下一個(gè)階段。

【資料三】使用超聲波將線粒體破碎，分離線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)，D試管中加入線粒體膜狀結(jié)構(gòu)，E試管中加入線粒體基質(zhì)，F(xiàn)試管中加入線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì);向三個(gè)試管中分別加入等量的丙酮酸、熒光素和熒光素酶，一段時(shí)間后，檢測(cè)各試管的變化情況。結(jié)果顯示，D試管中丙酮酸的量不變沒有熒光;E試管中丙酮酸減少，有CO2生成、微弱熒光出現(xiàn);F試管中丙酮酸減少，有CO2生成、較強(qiáng)熒光出現(xiàn)。提出問題：丙酮酸分解發(fā)生在什么部位？生成了什么？F試管為什么有較強(qiáng)熒光出現(xiàn)？