《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》的導(dǎo)學(xué)式教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】本文以四個(gè)問題為任務(wù)驅(qū)動(dòng)，通過四個(gè)導(dǎo)學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生充分理解ATP在能量代謝中的作用。

【關(guān)鍵詞】ATP 導(dǎo)學(xué)式 教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）02-0158-02

1.教材分析

《細(xì)胞的能量“通貨”——ATP》是高中生物（新課標(biāo)人教版）必修1《分子與細(xì)胞》第五章《細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》中第二節(jié)的知識(shí)。本節(jié)在必修一模塊中具有承上啟下的重要作用：學(xué)習(xí)了此節(jié)內(nèi)容，學(xué)生可以進(jìn)一步理解只有在能量的供應(yīng)下，細(xì)胞膜才能行使主動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓δ埽徊⑶壹由罾斫獍讶~綠體和線粒體分別比喻為植物細(xì)胞的“能量轉(zhuǎn)換站”和 “動(dòng)力車間”的含義；此節(jié)知識(shí)又能為后面的細(xì)胞呼吸、光合作用中能量的供應(yīng)和轉(zhuǎn)換作鋪墊。

2.學(xué)情分析

通過《組成細(xì)胞的分子》一章的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)能源物質(zhì)與能量有一定的理解，也為學(xué)習(xí)ATP這一細(xì)胞的直接能源物質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。此外，學(xué)生通過物理、化學(xué)兩學(xué)科的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了能量轉(zhuǎn)化的知識(shí)，能將其轉(zhuǎn)移應(yīng)用到對(duì)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化的理解上。

3.教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識(shí)目標(biāo)

簡述ATP的化學(xué)組成和特點(diǎn)；寫出ATP的分子簡式和ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式；解釋ATP在能量代謝中的作用。

3.2能力目標(biāo)

通過閱讀三磷酸腺苷二鈉片藥品說明書，嘗試獲取ATP結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)的相關(guān)信息；通過ATP在能量代謝中的作用，進(jìn)行ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化模型的構(gòu)建。

3.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過認(rèn)識(shí)醫(yī)用ATP片劑，體驗(yàn)生物學(xué)原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的價(jià)值，加強(qiáng)對(duì)身邊科學(xué)的理解。

4.教學(xué)過程

4.1 播放視頻，導(dǎo)入新課

播放《螢火蟲為什么發(fā)光》視頻。指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納螢火蟲發(fā)光的條件。導(dǎo)入能源物質(zhì)。設(shè)問什么是主要能源物質(zhì)？什么是儲(chǔ)能物質(zhì)？學(xué)生答：糖類、脂肪。

提出問題一：當(dāng)我們把螢火蟲的發(fā)光器磨碎，破壞細(xì)胞，葡萄糖和脂肪能為其發(fā)光直接提供能量嗎？如果不行，那什么是直接能源物質(zhì)呢？請(qǐng)同學(xué)們獨(dú)立完成導(dǎo)學(xué)活動(dòng)一。

4.2 導(dǎo)學(xué)活動(dòng)一：螢火蟲熒光素發(fā)光實(shí)驗(yàn)

通過展示《螢火蟲熒光素發(fā)光實(shí)驗(yàn)》圖片，完成導(dǎo)學(xué)活動(dòng)一：螢火蟲發(fā)光的過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成______能的過程。這一過程所需的能量由______直接提供。______不是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：ATP的功能——直接能源物質(zhì)。

提出問題二：ATP可以直接為哪些生命活動(dòng)提供能量呢？請(qǐng)同學(xué)們獨(dú)立完成導(dǎo)學(xué)活動(dòng)二。

4.3 導(dǎo)學(xué)活動(dòng)二：ATP的利用

指導(dǎo)學(xué)生閱讀書本，完成“ATP的利用”的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖（圖1）。

提出問題三：ATP具有直接為生命活動(dòng)提供能量的功能是由其結(jié)構(gòu)決定的，ATP的結(jié)構(gòu)是怎樣呢？

4.4 導(dǎo)學(xué)活動(dòng)三：閱讀藥品說明書，獲取關(guān)鍵信息

首先，給每組分發(fā)一盒三磷酸腺苷二鈉片，指導(dǎo)學(xué)生閱讀藥品說明書，完成導(dǎo)學(xué)活動(dòng)三：

ATP的中文名稱是什么？ ATP的結(jié)構(gòu)簡式及字母含義。ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：一個(gè)ATP中含_____________個(gè)高能磷酸鍵。化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，_____________的高能磷酸鍵易水解，釋放出大量能量。ATP是一種高能磷酸化合物。腺嘌呤、核糖、磷酸是如何連接成ATP的呢？請(qǐng)連接模型。

其次，通過投影展示學(xué)生答案，評(píng)價(jià)學(xué)生完成情況。請(qǐng)學(xué)生代表上臺(tái)構(gòu)建ATP結(jié)構(gòu)簡式模型。師生共同評(píng)價(jià)學(xué)生的模型。

提出問題四：設(shè)問為什么三磷酸腺苷二鈉片里要結(jié)合兩個(gè)鈉離子呢？因?yàn)锳TP很不穩(wěn)定，含有的能量很活躍，容易水解，所以要結(jié)合兩個(gè)鈉離子，利于儲(chǔ)存。當(dāng)遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵水解，ATP就可以轉(zhuǎn)化成ADP，同時(shí)釋放出能量。那ATP與ADP是怎么相互轉(zhuǎn)化的呢？

4.5 導(dǎo)學(xué)活動(dòng)四：構(gòu)建ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化模型

指導(dǎo)學(xué)生閱讀書本P89圖5-5和圖5-6，構(gòu)建ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的模型（圖2）。并寫出ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式。

請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)完善模型，并寫出ATP與ADP 相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式。師生共同修正模型和反應(yīng)式。

教師點(diǎn)撥：ATP含量很少，但與ADP快速轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化時(shí)刻發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡。

4.6 總結(jié)歸納

讓學(xué)生自主進(jìn)行梳理歸納，將知識(shí)框架補(bǔ)充完整（圖3）。

通過導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行達(dá)標(biāo)訓(xùn)練，習(xí)題設(shè)計(jì)分層次，保證對(duì)對(duì)全體學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的檢測(cè)，又涉及部分學(xué)生綜合技能的考核。

5.教學(xué)反思

5.1 先學(xué)后教，少教多學(xué)

本節(jié)課實(shí)現(xiàn)了教師角色的轉(zhuǎn)變。教師是學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，組織學(xué)生自學(xué)，完成導(dǎo)學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生表達(dá)觀點(diǎn)，并及時(shí)作出評(píng)價(jià)，最后引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系。在課堂上更多關(guān)注學(xué)生在完成導(dǎo)學(xué)活動(dòng)過程中遇到的疑難，適時(shí)點(diǎn)撥，把時(shí)間和空間還給學(xué)生，讓學(xué)生真正地成為學(xué)習(xí)的主體。

5.2 問題引導(dǎo)，條理清晰

本節(jié)課以“什么是螢火蟲發(fā)光的能源物質(zhì)”，“ATP能直接為哪些生命活動(dòng)提供能量”，“ATP具有怎樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”和“ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是怎樣”四個(gè)問題為線索，條理清晰，以探索問題來引導(dǎo)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，讓學(xué)生帶著問題思考、探究，還預(yù)留足夠思考、討論和交流的時(shí)間，讓學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)。

5.3緊扣生活，情感滲透

通過導(dǎo)學(xué)活動(dòng)三，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)醫(yī)用ATP片劑，閱讀藥品說明書，獲取關(guān)于ATP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的相關(guān)信息，體驗(yàn)生物學(xué)原理在醫(yī)學(xué)中的價(jià)值，加強(qiáng)對(duì)身邊科學(xué)的理解。

作者簡介：

康思婷（1988年9月-），女，中學(xué)二級(jí)教師，碩士學(xué)位。