談基于自主學習的學生模型建構能力的培養
——以“細胞的能量‘通貨’—ATP”為例

吳莉娟

（福建省泉州第五中學，福建泉州 362000）

1 設計思路

隨著教育改革逐漸深入，學生核心素養培養已成為當代教育大力倡導的一個主題，也是教育的一個重要目標，其中自主學習能力培養是核心素養的重要內容。近年來，模型構建已成為中學生物教學的一種常規手段，通過模型構建活動，幫助學生厘清重要概念，使零散知識系統化，促進學生綜合能力的提升，發展生物學核心素養。

2 教學分析

2.1 教學內容分析

《細胞的能量“通貨”——ATP》是人教版高中生物教材必修1《分子與細胞》中第5章《細胞的能量供應和利用》第2節內容。學習本節課前，學生對ATP作為直接能源物質這一概念及細胞呼吸作用和光合作用時如何產生ATP的過程尚不清楚，因此本節內容幫助學生理解細胞中生命活動的進行需要ATP直接提供能量，同時有助于學生更好掌握細胞呼吸、光合作用等知識。

2.2 學情分析

高二理科15班共50人，課堂氣氛相對活躍，對生物課的興趣較高。本節課的關鍵內容之一是要明確ATP是直接能源物質，是細胞內能量轉換和傳遞的“中轉站”這一功能，這也是學生比較容易混淆和難以理解的一個概念，因此將這部分內容作為本節課的重點和難點。

3 教學目標

3.1 核心素養之生命觀念

通過對螢火蟲的了解，滲透熱愛自然和珍惜生命情感教育；通過對ATP結構與功能關系的學習，形成結構與功能相適應的生命觀。

3.2 核心素養之科學探究

通過探究實驗，引導學生關注探究實驗的基本原則和步驟，學習科學研究方法，培養科學探究精神。

3.3 核心素養之理性思維

通過小組自主合作完成物理模型、概念模型建構，培養理性思維。

3.4 核心素養之社會責任

通過網絡搜索ATP與興奮劑的不同，引導學生關注社會問題，思考科學技術與社會的關系，培養社會責任感。

4 教學過程

4.1 情境導入，引發探究

教師展示運動會比賽照片，提出問題：生物體生命活動都在消耗能量，這些能量從哪來？學生回顧已學知識。引出常見現象——螢火蟲發光，展示資料1：螢火蟲發光原理，引導學生提出問題：為熒光素氧化提供能量的物質是什么？在問題驅動下，學生確定探究實驗目的，自主完成實驗設計，引出學習主題——ATP。教師出示ATP藥片，使學生對ATP的藥理作用和臨床應用有所了解，引出ATP的結構。

教學意圖：以實驗探究的方式導入，學生在探究中學習科學研究方法，培養學生的科學探究精神，從ATP的功能引出ATP的結構，幫助學生形成結構與功能相適應的生命觀念。

4.2 活動引領，探究結構

（1）課前設計自主學習單創設問題串（通過省資源平臺發布），①ATP中文名稱？組成元素？分子組成？②腺苷（腺嘌呤、核糖）、磷酸如何連接構成ATP？③ATP結構簡式？ATP中A、P、～分別代表什么？④為什么說ATP是一種高能磷酸化合物（展示資料2）？學生自主學習，討論歸納出ATP的組成元素、分子組成和特點，寫出ATP的分子簡式，課上利用智慧課堂平臺進行搶答，并通過同屏技術展示學習成果，推選小組代表進行講解。

（3）學生通過智慧課堂學習平臺完成在線檢測，實時分析學生掌握情況，選擇性分析題目（通過智慧課堂移動端發送，學生當場做題，通過生成的數據了解學情，及時答疑）。

教學意圖：通過討論和交流進行自主學習培養、自主合作學習能力，搶答展示環節增強互動性。通過構建ATP的結構模型，培養動手能力、模型建構能力，加深對ATP結構的理解。依托網絡教學平臺，實現課堂上的當堂評價和反饋，提高課堂教學效率。

4.3 創設情境，交流拓展

教師展示資料3、4，引導學生分析ATP含量及其如何維持生命活動的需求（教師通過智慧課堂移動端發送資料，學生在線發表觀點）。

教學意圖：提高獲取信息能力，用移動終端使每個學生都有機會發表觀點，表達和展現自己，學生的參與度更高，改變教師一言堂的狀況，還課堂于學生。

4.4 思維引導，層層遞進

（1）課前發布自主學習單：⑤ATP水解時，釋放哪個化學鍵中的能量？需要條件？有哪些產物？能量的去路？⑥ADP轉化成ATP又需要條件？能量哪里來？去路？⑦ATP與ADP相互轉化的反應是否可逆？⑧為什么將ATP比喻成細胞的能量“通貨”？學生自主學習“ATP與ADP間的相互轉化”內容（課上“隨機抽答”，拍照分享學習成果）。

（2）小組為單位，在已構建的ATP結構模型基礎上，嘗試合作模擬構建“ATP與ADP相互轉化過程”的模型（拍照上傳，展示，派代表講解）。

（3）在線檢測，選擇性分析題目。

教學意圖：通過問題串進一步培養自主學習能力、團隊協作能力，課堂隨機抽答增加公平性，通過構建修正物理模型，發展學生的邏輯思維和批判性思維，即時反饋，幫助學生理解內化知識要點。

4.5 課堂小結，建構概念圖

通過知識串聯和梳理進行課堂小結，引導學生完成“細胞的能量通貨——ATP”概念圖的建構（圖1，通過智慧課堂移動終端的拍照功能，將作品上傳共享）

教學意圖：通過概念模型的建構，促進學生理解和掌握核心概念，進一步培養學生歸納總結、模型建構的能力，發展學生的理性思維，提高生物學核心素養。

5 作業布置

課后查閱資料說明：ATP是不是運動員所使用的興奮劑？（把相關材料上傳到資源平臺，進行分享。）完善修正“細胞的能量通貨——ATP”概念模型（圖1，拍照上傳到資源平臺）

圖1 “細胞的能量‘通貨’——ATP”的概念圖

6 教學反思

本節課采用問題驅動式導學、多媒體輔助教學、模型建構等方法，通過網絡平臺，培養學生分析問題、解決問題的能力，提高學生自主學習能力、動手能力、抽象思維能力、模型建構能力和科學的探究能力。整節課貫徹課改理念，融入課題研究，重視自主學習及生物學核心素養，基于自主學習方式，將物理模型和概念模型的建構作為課堂重要環節，試圖以重要概念為核心形成知識網絡體系，培養分析、綜合、抽象和概括的思維方式，將科學思維貫穿整堂課，發展學生的生物學核心素養。