ATP的主要来源——细胞呼吸教学案例

《ATP的主要来源——细胞呼吸》教学案例
一、案例背景
作为一名刚毕业的年轻教师，这是我第一次上组内研究课，我所在的学校是一所非示范性普通高中，教学对象是理科班的学生，部分学生的学习自觉性较强，普遍的思维活跃，不少学生对生物有着浓厚的学习兴趣。

授课前有四天长假，我让学生利用假期时间完成小组任务，为新课的开展和实施做好准备。

二、案例主题
普通高中课程标准实验教科书生物必修1分子与细胞（人教版）第五章第三节《ATP的主要来源——细胞呼吸》一课，着重倡导探究学习和合作学习。

根据课标的指导思想，强调从学生的学习兴趣和认知水平出发，倡导学生体验参与、交流合作的学习方式和“任务型”的教学模式，由学生共同实现教学的三维目标。

教师引导学生利用所学知识来完成新的任务，促进学生自觉主动地获取信息、处理信息，使用信息与人交流，让学生主动发现问题、设计问题并解决问题，提高自主学习的能力，培养合作学习的精神，从而有效地实现学生的主体地位，发展学生的综合知识运用能力。

三、案例描述
《ATP的主要来源——细胞呼吸》这一节的内容，在教学参考资料中建议用2个课时来完成，第1课时通过演示实验探究酵母菌细胞呼吸的方式，第2课时学习有氧呼吸和无氧呼吸的过程和异同以及细胞呼吸原理的应用。

然而，细胞呼吸的知识对于学生来说应该是较难理解和掌握的，想在课堂短短的几十分钟里让每个学生都有较大的收获可能比较困难。

我调整了教学计划，第1课时由学生充当小老师为大家上课，第2课时再由我亲自为大家上课。

我将本班同学分成4个小组，每组选出一名组长，由组长组织好组员完成相应的任务，4个小组需要完成的任务分别是：简介酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式、介绍有氧呼吸的方式、介绍无氧呼吸的方式、介绍细胞呼吸原理的应用。

每个小组的组员必须人人参与、分工合作，集思广益，根据个人的兴趣爱好和能力大小，确定好每个人需要完成的组内任务，包括收集资料、整理资料、PPT制作、校对人、发言人、智多星等，组长需要对每个组员的完成情况做一个简单而客观的评价。

第1课时，各小组的发言人汇报本小组的智慧成果，其他小组的同学认真听，并做好记录，在互动环节向发言人提出疑问，发言人所在小组的其他成员可以帮着解答，每个小组都要对其他小组的汇报进行评价，谈谈自己的收获和困惑。

在小组汇报前，让同学们利用课余时间完成老师布置的任务，在完成任务的时候，有分工、有交流、有讨论、有合作，学生利用身边的各种资源，努力收集相关信息，筛选和整理有用信息，将通过自己努力获取的知识和信息以PPT、视频等形式展现，能够培养学生获取信息、分析信息、整理信息的能力，让学生学会运用信息技术辅助其他科目的学习，此外，组内成员共同努力完成任务，能很好地培养同学们团结协作的精神。

而小组汇报时，每个小组的发言人充当的是一个小老师的角色，既能够锻炼他们的语言表达能力，也能很好地培养他们的自信心。

当然，作为小老师，他们对知识的理解也许还不是很透彻，但只要能把自己所理解的知识清楚地表达出来，就足以得到肯定，对于其他小组成员所提出的问题，他们若能很好地回答，说明他们对相关知识已经掌握得很不错，能把自己掌握的知识与他们分享，这会让他们有极大的成就感，能更好地激励他们今后的学习，倘若他们不能回答出其他小组的问题，也没有关系，课后再进一步地交流和学习。

作为老师，应该随时记录好学生汇报时精彩的部分和有待改进的部分以及同学们提出的疑问，了解学生对相关知识的掌握程度和理解程度，当发言精彩时，及时给予表扬和肯定，当同学们对发言人所述内容心生疑问时，要对发言人表示鼓励，并认真记下同学们尚不理解或理解得并非透彻的知识，以便在第2个课时中重点强调和补充。

通过第1课时的热身活动，同学们对所学知识有了较大认识，这比平常的简单的预习更有效果，根据学生在第1课时中学习情况的反应，我可以调整第2课时的授课内容，时间的分配上不再由着自己主观地决定，而是依据实际情况，有目的性、针对性地把主要时间花在学生理解得不是很透彻的知识点上。

片段1：分小组、分任务，完成任务，汇报成果，提倡交流与合作
有一个任务是介绍细胞呼吸原理的应用，负责此任务的同学搜集了大量的与细胞呼吸应用有关的文字资料和图片资料，认真完成了课件的制作，小组派代表进行汇报，列举了很多生活和生产中的实例，生动形象地为同学们讲述了细胞呼吸原理的应用。

例如，创可贴中为何含有透气性好的纱布？植物种植过程中为何要时常松土？水稻田为何要定期排水？各种酒类、酱油、食醋、酸奶等发酵制品是如何产生的？在伤口的深处为何容易滋生破伤风杆菌？哪些运动指的是有氧运动？要解决这些问题，要用到细胞呼吸的哪些原理？
小组的发言人通过一系列的问题激发同学们的学习兴趣，引发同学们的思考，对同学们产生的疑惑逐层剖析，给予解答。

其他小组成员提出自己的想法并对该小组的
任务完成情况作出评价，教师给予鼓励、肯定和表扬。

此环节中，学生了解到了很多细胞呼吸原理的应用，切身感受到了掌握有氧呼吸和无氧呼吸的知识可以很好地解释生活生产中的一些常见现象，学生的学习热情更高，课堂气氛活跃，踊跃提出问题，小组发言人和智多星耐心细致地为其解答，促进生生之间的交流与学习。

片段2：创设问题情境，鼓励学生自主探究、合作学习
背景资料：一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。

因此，常用酵母菌研究细胞呼吸的方式。

用鲜酵母发一块面团，几个小时后，面团渐渐膨大，里面成蜂窝状，有许多空隙，并能闻到淡淡酒味和酵母菌产生的特殊香味，所以我们吃的面包和馒头比较松软，味道也好。

在酿酒过程中，各种啤酒、白酒、葡萄酒也均是由酵母菌生产的。

根据情境资料，引导学生提出问题，作出假设。

提出问题：面团为什么会出现蜂窝状空隙？酵母菌可以产生酒精吗？在什么条件下产生？
作出假设：面包中蜂窝状的空隙是不是因为发面中酵母菌产生了某种气体？那种气体是什么呢？会不会是呼吸作用释放出的二氧化碳呢？酵母菌可以用来发酵生产啤酒，是因为酵母菌能产生酒精的缘故吗？发酵过程中要控制氧气的浓度，酵母菌很可能是在无氧的条件下产生了酒精。

指导学生阅读相关的参考资料，根据假设设计实验，并思考几个问题。

思考：怎样控制有氧和无氧的条件？怎样鉴定有无二氧化碳产生？怎样鉴定有无酒精生成？
学生分组讨论，绘制实验装置图，每个小组派代表简述实验装置设计意图并描述实验过程，其他小组的同学对其作出评价并提出疑问，改进实验方案，优化实验装置，最终确定一个切实可行的实验方案。

疑问：装着氢氧化钠溶液的锥形瓶有什么作用？装着澄清石灰水的锥形瓶有什么作用？装着酵母菌培养液的锥形瓶里有部分空气，如何排除空气中的氧气对探究酵母菌的无氧呼吸方式实验的影响？
答疑：氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳，排除空气中的二氧化碳对酵母呼吸产生的二氧化碳含量鉴定的影响，澄清石灰水可以用来检测酵母呼吸产生的二氧化碳，二氧化碳含量的多少可以用澄清石灰水变浑浊的程度来进行初步判断。

可以将酵母菌培养液封口放置，培养一段时间，耗尽瓶中的氧气，制造出无氧环境之后再与
装着澄清石灰水的锥形瓶相连。

进行演示实验，或者观看兴趣小组课外探究实验的视频，为了活跃课堂气氛，还可以让学生亲自闻一闻有氧呼吸的酵母菌培养液和无氧呼吸的酵母菌培养液，用嗅觉直观地感受一下是哪种呼吸方式能够生成酒精，哪个培养液中会有酒的气味。

课堂效果：学生对生活中的面包制作和啤酒酿造有极大兴趣，带着好奇带着疑问进行自主学习、合作探究，学生的积极性很高，参与面很广，课堂气氛很活跃，当让学生们闻一闻酵母菌培养液中的酒香时，学生深深地记住了那个气味，加深了记忆，对酵母菌的这两种细胞呼吸方式的产物也有了更深的印象，明白了酵母菌是在无氧的条件下产生了酒精。

片段3：在讨论中收获知识，在交流中分享智慧，突破有氧呼吸过程中的难点分小组讨论，思考有氧呼吸三个阶段发生的场所、原料和产物等问题，完成学案上的题目，学生相互讨论相互学习，分享自己的智慧，共同完成学习任务。

为了巩固学生所学知识，设计抢答环节，抢答题如丙酮酸在哪个阶段生成和分解？二氧化碳在哪个阶段生成？氧气在哪个阶段参与反应？水在哪个阶段分解和产生？生成[H]的是哪个阶段？生成[H]最多的是哪个阶段？有能量释放的是哪个阶段？释放能量最多的是哪个阶段？课堂讨论非常热烈，抢答时积极踊跃，参与面广，正确率高。

四、案例反思
整个教学，我始终坚持“教师为主导，学生为主体”的指导思想，倡导“自主，探究，合作”的教学理念，指导学生完成相应任务，培养学生的自学能力，充分发掘学生的潜质，磨练学生的互助学习能力，培养学生的团结协作精神，让学生学会与人分享知识，学会从他人身上取长补短。

学生从座位走向讲台，从倾听者变成发言人，这不仅给了学生展示自己的机会，更重要的让同学们有了更多的成功体验，树立他们的自信心。

酵母菌细胞呼吸方式的探究实验突破了传统的“讲解和演示”的教学模式，让学生从日常生活的现象中思考问题，作出假设，并设计实验验证自己的推理和假设，制定实验步骤、选择试验方法、预测实验结果并实施和开展实验，学生的思维得到了充分地拓展，学生能够运用所学知识解决实际问题。

课堂中还以小组讨论的形式探讨了有氧呼吸的过程，同学们在相互交流和学习中共同完成了学案中相应的问题，互帮互助，共同进步，加深了同学们的友谊之情。

酵母菌细胞呼吸方式的探究实验需要的材料用具相对较多，条件不太好的实验室也许不能让每个学生都有机会动手组装实验装置并进行实验操作，为了能够培养学生的动手操作能力，为了让学生更好地理论联系实际，把所学知识运用到生活中，可以
布置课外探究活动，如米酒和米醋的制作、果酒的制作、水果的最佳储藏条件探究等，以兴趣小组的形式，每个小组选择感兴趣的课题进行探究活动，让学生在活动中巩固所学知识，加深理解和记忆。