“需氧呼吸”一節的模型法教學設計

黃西西

摘? 要：需氧呼吸過程抽象，難理解，涉及眾多陌生專業名詞。本節課通過自制簡易線粒體模型，引導學生圍繞模型串聯概念，培養學生觀察、分析、動手的能力。

關鍵詞：需氧呼吸;線粒體模型;核心概念;課本插圖

1 教材分析

浙科版高中生物教材必修1《分子與細胞》第三章第四節“細胞呼吸”第一節“需氧呼吸”是學生學習的難點知識，具有專業名詞多、過程抽象、理解困難的特點。也是高考考查的重點知識。本節內容包括：細胞呼吸的概念，細胞呼吸的類型，糖酵解、檸檬酸循環、電子傳遞鏈的過程與場所，需氧呼吸與生活的聯系等知識。課前，筆者讓學生先預習本節知識，讓學生提出學習中的困難點。學生提到：NADH、NAD+是什么？各過程分別放出多少能量？這些能量去了哪里？細胞呼吸本身需要消耗能量嗎？氧氣中的氧全部到水中了嗎？CO2中的O又來自哪里？需氧呼吸三個階段真難理解。學生的這些疑惑，也讓筆者深思：雖然本節內容是在學生學習線粒體、ATP以及初中科學能量的獲得的基礎上開設，但是學生對細胞呼吸的具體過程、場所、如何為生命活動提供能量等還是比較難理解。可以采用一種更直觀的方法，讓學生將零散的知識點串聯，更易理解知識。于是，筆者想到自制教具：線粒體模型，用模型方法突破難點知識。

2 教學目標

2.1 知識目標? 概述需氧呼吸的概念、反應式、過程、場所。

2.2 能力目標? 通過線粒體模型，學會綜合運用分析、歸納的科學思維方法，將三個階段的反應過程與線粒體聯系，提高動手操作能力;深入挖掘課本插圖，提高學生分析插圖、繪制圖形的能力。

2.3 情感態度與價值觀目標? 通過需氧呼吸與生活的聯系，關注細胞呼吸與生產生活的關系，倡導慢生活的健康生活模式。

3 教學過程

3.1 創設情境，引入新課? 展示《十二道鋒味》謝霆鋒做披薩的圖片，吸引學生有意注意。教師提到：《十二道鋒味》中的美食都很精致，披薩是其中比較大眾化的美食。美味的披薩制作過程的關鍵是什么？引出發酵。而發酵要用到什么？引出酵母菌。提問：是利用酵母菌的什么生理過程？引出細胞呼吸。

設計意圖：利用青少年偶像謝霆鋒引出本課，這個情境將是貫穿本課的一條主線，也激發學生的學習熱情。披薩也是學生比較熟悉的，將披薩與細胞呼吸聯系，設計順暢，也有助于學生培養理論聯系實際的能力。

3.2 細胞呼吸的類型?? 展示做披薩的面團發酵前后對比圖，思考：面團表面接觸空氣，進行哪種細胞呼吸？面團的內部不接觸空氣的部分，進行哪種細胞呼吸？學生歸納前者是需氧呼吸，后者是厭氧呼吸。這就是細胞呼吸的兩種類型，判斷的依據是發生過程中是否需要氧氣。提問：細胞呼吸就是呼吸嗎？學生閱讀課本后，歸納：不是。我們通常所說的呼吸指的是人體從周圍環境中吸入空氣，利用其中的氧氣，同時呼出二氧化碳。這是一個氣體交換的過程。細胞在有氧條件下將葡萄糖氧化分解，在此過程中獲得能量，同時產生二氧化碳。這就是細胞呼吸的過程。

3.3.1 需氧呼吸過程?? 教師提問：需氧呼吸的主要場所在哪里？學生歸納：線粒體。教師展示自制的線粒體模型（如圖1），引導學生歸納出線粒體的外膜、內膜、嵴、線粒體基質、酶、DNA等相關知識。

布置任務：結合圖3—13閱讀教材P73相關內容，分別說出：需氧呼吸分為幾個階段？各階段名稱？各階段的反應場所、反應物、產物是什么？根據反應物和產物試著整理出反應式。教師引導學生逐步歸納出三個階段的反應式。

第一階段：糖酵解階段C6H12O6 酶 2C3H4O3+少量【H】+能量（少量）

第二階段：檸檬酸循環階段2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+大量【H】+能量（少量）

第三階段：電子傳遞鏈階段大量【H】+6O2 酶 12H2O+能量（大量）

設計意圖：深入挖掘課本資源，提高學生閱讀、歸納知識能力。課本中文字關于三個階段的歸納并不完整，需要學生結合插圖完善知識。學生不但要按教師要求找出三個階段的反應場所、反應物、產物，而且試著歸納成反應式。提高學生知識轉化能力。

3.3.2 需氧呼吸過程應用? 布置任務：請你嘗試將三個階段的反應物、產物與線粒體相聯系。教師將三個階段的反應物和產物制成許多可移動的卡片（如圖2），讓學生將這些物質按箭頭提示（如圖3）填入黑板上的線粒體模型中。這個過程有一定的難度。物質比較多、箭頭很多，學生需要邊填邊思考反應發生的場所。學生填完后，教師需要對各個過程解析，歸納出完整的過程圖（如圖4）。教師再完整流暢演示整個需氧呼吸的過程。

設計意圖：學生通過移動教師自制的卡片，將卡片移入正確的位置。第一階段：糖酵解階段在線粒體外，細胞溶膠中。只有形成丙酮酸才能進入線粒體內部。第二階段檸檬酸循環在線粒體基質，還有一部分水參與反應，CO2就是在這個階段產生的。第三階段電子傳遞鏈階段在線粒體內膜上進行，利用外界的O2，產生大量的水和能量。這個任務不但鍛煉學生的動手能力，也培養學生用系統的觀點聯系零散的知識。

3.3.3 需氧呼吸過程拓展?? 布置任務：請你在課本圖3-13中畫出線粒體的位置并劃分三個階段。課本中的這幅插圖比較抽象，只寫出了物質反應的過程。學生在畫線粒體過程中，教師給畫圖有困難的學生適當提示。學生畫完之后，教室將正確結果展示在課件上，并分析插圖。

畫圖的時候要注意場所的對應關系。

設計意圖：教材插圖是很好的資源。能很好幫助學生應用知識，樹立嚴謹的科學思維。近年的高考題越來越注重對課本插圖的挖掘。

3.3.4 需氧呼吸相關知識歸納? 經過以上兩個環節的應用，學生對需氧呼吸已經有直觀的認識，教師接下來順勢列表對需氧呼吸三個階段橫向比較，進一步鞏固知識。

填完表格后，教師讓學生根據模型，歸納需氧呼吸的概念和總反應式。

3.4 需氧呼吸知識活學活用? 請你根據這節課的知識，解釋這些現象：1、古詩：“鋤禾日當午，汗滴禾下土，誰知盤中餐，粒粒皆辛苦。”中蘊含了什么需氧呼吸的知識？ 2、為什么提倡有氧運動？

3.5 總結? 做披薩前，小C同學開始發面，結果發面時間過長，面里含水量增加的原因是？

設計意圖：通過一系列生活實際與所學知識的聯系，培養學生運用所學知識解釋現象的思維，最后的結課，回到做披薩。課堂設計有始有終，思路清晰。

4 教學反思

模型法教學在高中生物教學中有非常重要的意義，尤其是對概念的構建和抽象知識的理解。本節課運用的是人工模型法，模擬生物的原型構造，建構模型，屬于一種自制的簡易教具。再根據線粒體模型演示、講解需氧呼吸，將學生難理解的眾多疑難概念用線粒體模型串聯。圍繞模型組織教學更有利于學生掌握核心概念，理解重點知識，建立知識聯系。