鄭婷

摘要 以模型構(gòu)建“能量的釋放與呼吸有關(guān)”這一概念導入新課，通過“探究萌發(fā)種子呼吸過程中的氣體變化”和“探究萌發(fā)種子呼吸過程中的重量變化和能量變化”兩個實驗，構(gòu)建呼吸作用的概念，以此培養(yǎng)學生的探究能力和科學思維能力，同時結(jié)合生活實際，學以致用，培養(yǎng)學生的社會責任感。

關(guān)鍵詞 能量的釋放 初中生物 教學設(shè)計 核心素養(yǎng)

中圖分類號G633. 91

文獻標志碼 B

1 教材分析及設(shè)計思路

本節(jié)是蘇科版生物學七年級上冊第七章第一節(jié)的內(nèi)容，主要讓學生學會分析能量的釋放與呼吸的關(guān)系，理解呼吸作用的概念。通過前兩章的學習，學生知道“人體的物質(zhì)和能量來源于食物，能量是沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動”等原理，為本節(jié)的學習積累了知識基礎(chǔ)。雖然，學生通過感受自身的呼吸運動，了解了人的呼吸是吸收氧氣、釋放二氧化碳的過程，但對于細胞呼吸的理解還是比較抽象的。本節(jié)教學中，教師從構(gòu)建“能量的釋放與呼吸有關(guān)”這一概念導入新課，通過“探究萌發(fā)種子呼吸過程中的氣體變化”和“探究萌發(fā)種子呼吸過程中的重量變化和能量變化”兩個實驗，由學生構(gòu)建呼吸作用的概念，以此培養(yǎng)學生的探究能力和科學思維能力，同時結(jié)合生活實際，學以致用，培養(yǎng)學生的社會責任素養(yǎng)。

2 教學目標

（1）通過“上下蹲”活動，切身感受呼吸頻率與能量釋放之間的關(guān)系，形成人體生命活動釋放能量的生命觀念。

（2）通過“探究萌發(fā)種子呼吸過程中的氣體變化、能量變化、重量變化”的探究性實驗，學會運用科學的思維方式去解決問題，發(fā)展批判性思維和創(chuàng)造性思維。

（3）通過學習，結(jié)合本地資源開展科學實踐，嘗試解決生產(chǎn)生活中的問題。

3 教學過程

3.1 開展活動，創(chuàng)設(shè)情境，引入教學

教師要求學生課前通過“上下蹲”游戲，記錄安靜時、迅速起蹲1 min后和休息5 min后3種狀態(tài)下1 min內(nèi)的呼吸次數(shù)，制作成如圖1所示的呼吸頻率的柱形圖。課上，教師展示柱形圖，引導學生思考：3種狀態(tài)下的呼吸頻率是否有差異？這三種狀態(tài)中哪一種消耗的能量最多？消耗能量的多少與呼吸頻率有什么關(guān)系？能量的釋放與呼吸密切相關(guān)嗎？學生通過柱形圖，總結(jié)出：能量的釋放與呼吸有關(guān)。

設(shè)計意圖：科學探究的過程包括收集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)以獲取證據(jù)。課前，學生通過“上下蹲”的游戲，自己收集數(shù)據(jù)構(gòu)建柱形圖;課上，在教師的引導下分析數(shù)據(jù)圖形，理解“能量的釋放與呼吸有關(guān)”的概念。學生通過切身的感受，體驗了科學探究的過程，激發(fā)了對科學探究的激情和興趣。

3.2 制定計劃，探究實驗

3.2.1 探究萌發(fā)種子呼吸過程中的氣體變化

生物學是實驗科學，教師要給予學生一定的自主權(quán)，在探究過程中，實現(xiàn)動手與動腦相結(jié)合。本次探究分為兩個小實驗：探究萌發(fā)種子呼吸過程中二氧化碳的產(chǎn)生;探究萌發(fā)種子呼吸過程中氧氣的消耗。

在教師的引導下，學生通過預(yù)實驗，將實驗材料選定為綠豆種子。實驗設(shè)置為對照組和實驗組兩組。對照組內(nèi)放入適量的煮熟的綠豆種子，實驗組內(nèi)放入等量的萌發(fā)的綠豆種子，同時保溫處理一段時間。

在“探究萌發(fā)種子呼吸過程中二氧化碳的產(chǎn)生”中，教師引導學生首先觀察對照組與實驗組的洗瓶瓶壁上有無水珠;然后，同時將兩組洗瓶中的氣體擠入澄清石灰水中，觀察澄清石灰水是否變渾濁。在“探究萌發(fā)種子呼吸過程中氧氣的消耗”中，教師讓學生點燃兩支衛(wèi)生香，同時插入兩組廣口瓶中，觀察衛(wèi)生香的燃燒情況，做好實驗現(xiàn)象的記錄。每組的實驗完成后，各組代表闡述實驗現(xiàn)象，并分享實驗過程的得失。

本次實驗的設(shè)計是由生物實驗興趣小組在教師的指導下完成的。學生首先按照教材方式實驗，發(fā)現(xiàn)效果不明顯，故試圖探索新的實驗方案。在教師的引導下，通過查閱資料，學生發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的種子更加符合本次實驗的要求，并嘗試進行實驗，取得了較好的實驗結(jié)果。

設(shè)計意圖：學生能夠根據(jù)已有的實驗結(jié)果，提出新的問題，通過反復(fù)實驗和查閱資料獲得新的實驗證據(jù)。在探索新材料的過程中，學生發(fā)現(xiàn)問題并用科學的方式去解決問題的過程，即是科學思維的培養(yǎng)過程。

3.2.2 探究萌發(fā)種子呼吸過程中的能量變化和重量變化

教師引導學生進行實驗設(shè)計，并在課堂上進行展示。學生將相同數(shù)量的萌發(fā)的種子和煮熟的種子放在保溫狀況相同的兩個保溫瓶中，在保溫瓶的開口處插入溫度計。用溫度計測出兩組種子的初始溫度，進行記錄;之后，放在相同環(huán)境中，一晝夜后，再次測量兩組的溫度，計算出兩組的溫度差。

為探究重量變化，學生對200粒綠豆種子萌發(fā)前進行稱重;培養(yǎng)萌發(fā)后風干一段時間，再稱重。學生對照種子萌發(fā)前后的重量，發(fā)現(xiàn)：綠豆種子萌發(fā)后，其重量減少了。

設(shè)計意圖：學習生物學核心概念需要以生物學事實，現(xiàn)象為支撐，需要以科學思維為途徑。呼吸作用消耗有機物并釋放能量，對學生來說是較為抽象的概念。教師通過組織學生設(shè)計實驗，收集證據(jù)，通過數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，讓學生能直觀地理解，并結(jié)合前面探究實驗的現(xiàn)象和結(jié)論，最終以化學方程式的形式呈現(xiàn)并構(gòu)建出呼吸作用的概念。

3.3 聯(lián)系生活，學以致用

教師引導學生運用本節(jié)所學知識解決生活問題。例如，夜晚臥室擺放過多的盆栽植物是否妥當？進入地窖前如何確定其是否安全？水果表面為什么要打蠟？課堂上學生相互討論，暢所欲言，教師再引導和總結(jié)。

設(shè)計意圖：生物學與生活緊密聯(lián)系。通過案例分析，學生能感受到生活中的生物學知識，并能夠運用課上所學去解決生活中的問題。教師在課堂上做到“用教材教而不止教教材”，用好教材的實例適當補充生活與實踐實例，豐富課程資源內(nèi)容，既培養(yǎng)學生的思維能力，又讓學生做到學以致用，培養(yǎng)社會責任。

4 教學反思

本節(jié)從學生開展的活動導入，激發(fā)學生的探索欲望。教師引導學生根據(jù)呼吸作用的概念，設(shè)計了兩個探究實驗，讓學生通過探究實踐獲取直接的事實證據(jù)，進行批判性思維。在探究過程中，學生既獲得了科學方法的訓練，理解并參與科學實踐，又可以理解生物學知識的形成。本節(jié)教學培養(yǎng)了學生的科學探究能力和科學思維，并聯(lián)系生活實際，指導學生在解決實際問題的過程中，深入理解生物學概念，培養(yǎng)學生的社會責任素養(yǎng)。

另外，本次探究實驗旨在讓學生理解和掌握基本的科學原理和方法。在實驗過程中，教師先進行演示實驗，講解實驗過程中的注意點，并提出問題：在實驗過程中，有哪些操作是為了控制無關(guān)變量，以減少誤差對實驗結(jié)果造成的影響？教師引導學生思考，使學生理解科學探究的嚴謹性。在“探究萌發(fā)種子呼吸過程中二氧化碳的產(chǎn)生”中，有學生發(fā)現(xiàn)對照組也出現(xiàn)澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象。教師沒有忽視這個結(jié)果，而是鼓勵學生對已有的證據(jù)進行思考分析。在教師引導下，學生發(fā)現(xiàn)打開對照組的洗瓶，有一股餿臭味，并據(jù)此推測“可能是煮熟的綠豆種子上有微生物進行了呼吸作用，產(chǎn)生了二氧化碳”。在這樣的探究過程中，學生學會了尊重事實和證據(jù)，培養(yǎng)了嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

參考文獻：

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