“需氧呼吸”一节的模型法教学设计

黄西西

摘  要：需氧呼吸过程抽象，难理解，涉及众多陌生专业名词。本节课通过自制简易线粒体模型，引导学生围绕模型串联概念，培养学生观察、分析、动手的能力。

关键词：需氧呼吸;线粒体模型;核心概念;课本插图

1 教材分析

浙科版高中生物教材必修1《分子与细胞》第三章第四节“细胞呼吸”第一节“需氧呼吸”是学生学习的难点知识，具有专业名词多、过程抽象、理解困难的特点。也是高考考查的重点知识。本节内容包括：细胞呼吸的概念，细胞呼吸的类型，糖酵解、柠檬酸循环、电子传递链的过程与场所，需氧呼吸与生活的联系等知识。课前，笔者让学生先预习本节知识，让学生提出学习中的困难点。学生提到：NADH、NAD+是什么？各过程分别放出多少能量？这些能量去了哪里？细胞呼吸本身需要消耗能量吗？氧气中的氧全部到水中了吗？CO2中的O又来自哪里？需氧呼吸三个阶段真难理解。学生的这些疑惑，也让笔者深思：虽然本节内容是在学生学习线粒体、ATP以及初中科学能量的获得的基础上开设，但是学生对细胞呼吸的具体过程、场所、如何为生命活动提供能量等还是比较难理解。可以采用一种更直观的方法，让学生将零散的知识点串联，更易理解知识。于是，笔者想到自制教具：线粒体模型，用模型方法突破难点知识。

2 教学目标

2.1 知识目标  概述需氧呼吸的概念、反应式、过程、场所。

2.2 能力目标  通过线粒体模型，学会综合运用分析、归纳的科学思维方法，将三个阶段的反应过程与线粒体联系，提高动手操作能力;深入挖掘课本插图，提高学生分析插图、绘制图形的能力。

2.3 情感态度与价值观目标  通过需氧呼吸与生活的联系，关注细胞呼吸与生产生活的关系，倡导慢生活的健康生活模式。

3 教学过程

3.1 创设情境，引入新课  展示《十二道锋味》谢霆锋做披萨的图片，吸引学生有意注意。教师提到：《十二道锋味》中的美食都很精致，披萨是其中比较大众化的美食。美味的披萨制作过程的关键是什么？引出发酵。而发酵要用到什么？引出酵母菌。提问：是利用酵母菌的什么生理过程？引出细胞呼吸。

设计意图：利用青少年偶像谢霆锋引出本课，这个情境将是贯穿本课的一条主线，也激发学生的学习热情。披萨也是学生比较熟悉的，将披萨与细胞呼吸联系，设计顺畅，也有助于学生培养理论联系实际的能力。

3.2 细胞呼吸的类型   展示做披萨的面团发酵前后对比图，思考：面团表面接触空气，进行哪种细胞呼吸？面团的内部不接触空气的部分，进行哪种细胞呼吸？学生归纳前者是需氧呼吸，后者是厌氧呼吸。这就是细胞呼吸的两种类型，判断的依据是发生过程中是否需要氧气。提问：细胞呼吸就是呼吸吗？学生阅读课本后，归纳：不是。我们通常所说的呼吸指的是人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，同时呼出二氧化碳。这是一个气体交换的过程。细胞在有氧条件下将葡萄糖氧化分解，在此过程中获得能量，同时产生二氧化碳。这就是细胞呼吸的过程。

3.3.1 需氧呼吸过程   教师提问：需氧呼吸的主要场所在哪里？学生归纳：线粒体。教师展示自制的线粒体模型（如图1），引导学生归纳出线粒体的外膜、内膜、嵴、线粒体基质、酶、DNA等相关知识。

布置任务：结合图3—13阅读教材P73相关内容，分别说出：需氧呼吸分为几个阶段？各阶段名称？各阶段的反应场所、反应物、产物是什么？根据反应物和产物试着整理出反应式。教师引导学生逐步归纳出三个阶段的反应式。

第一阶段：糖酵解阶段C6H12O6 酶 2C3H4O3+少量【H】+能量（少量）

第二阶段：柠檬酸循环阶段2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+大量【H】+能量（少量）

第三阶段：电子传递链阶段大量【H】+6O2 酶 12H2O+能量（大量）

设计意图：深入挖掘课本资源，提高学生阅读、归纳知识能力。课本中文字关于三个阶段的归纳并不完整，需要学生结合插图完善知识。学生不但要按教师要求找出三个阶段的反应场所、反应物、产物，而且试着归纳成反应式。提高学生知识转化能力。

3.3.2 需氧呼吸过程应用  布置任务：请你尝试将三个阶段的反应物、产物与线粒体相联系。教师将三个阶段的反应物和产物制成许多可移动的卡片（如图2），让学生将这些物质按箭头提示（如图3）填入黑板上的线粒体模型中。这个过程有一定的难度。物质比较多、箭头很多，学生需要边填边思考反应发生的场所。学生填完后，教师需要对各个过程解析，归纳出完整的过程图（如图4）。教师再完整流畅演示整个需氧呼吸的过程。

设计意图：学生通过移动教师自制的卡片，将卡片移入正确的位置。第一阶段：糖酵解阶段在线粒体外，细胞溶胶中。只有形成丙酮酸才能进入线粒体内部。第二阶段柠檬酸循环在线粒体基质，还有一部分水参与反应，CO2就是在这个阶段产生的。第三阶段电子传递链阶段在线粒体内膜上进行，利用外界的O2，产生大量的水和能量。这个任务不但锻炼学生的动手能力，也培养学生用系统的观点联系零散的知识。

3.3.3 需氧呼吸过程拓展   布置任务：请你在课本图3-13中画出线粒体的位置并划分三个阶段。课本中的这幅插图比较抽象，只写出了物质反应的过程。学生在画线粒体过程中，教师给画图有困难的学生适当提示。学生画完之后，教室将正确结果展示在课件上，并分析插图。

画图的时候要注意场所的对应关系。

设计意图：教材插图是很好的资源。能很好帮助学生应用知识，树立严谨的科学思维。近年的高考题越来越注重对课本插图的挖掘。

3.3.4 需氧呼吸相关知识归纳  经过以上两个环节的应用，学生对需氧呼吸已经有直观的认识，教师接下来顺势列表对需氧呼吸三个阶段横向比较，进一步巩固知识。

填完表格后，教师让学生根据模型，归纳需氧呼吸的概念和總反应式。

3.4 需氧呼吸知识活学活用  请你根据这节课的知识，解释这些现象：1、古诗：“锄禾日当午，汗滴禾下土，谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”中蕴含了什么需氧呼吸的知识？ 2、为什么提倡有氧运动？

3.5 总结  做披萨前，小C同学开始发面，结果发面时间过长，面里含水量增加的原因是？

设计意图：通过一系列生活实际与所学知识的联系，培养学生运用所学知识解释现象的思维，最后的结课，回到做披萨。课堂设计有始有终，思路清晰。

4 教学反思

模型法教学在高中生物教学中有非常重要的意义，尤其是对概念的构建和抽象知识的理解。本节课运用的是人工模型法，模拟生物的原型构造，建构模型，属于一种自制的简易教具。再根据线粒体模型演示、讲解需氧呼吸，将学生难理解的众多疑难概念用线粒体模型串联。围绕模型组织教学更有利于学生掌握核心概念，理解重点知识，建立知识联系。