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摘 要:自江苏高考生物科目改为等级制以来,每周生物课时相比以前减少了近一半。面对课时紧而内容却不减反增的矛盾,学校管理者及教者将解决方法放在了如何进一步提高课堂效率上。“活动单导学”在如皋地区推广以来证实这一教学模式确实可以提高效率,在一定程度上解决上述矛盾,同时还培养了学生的自主探究学习能力。
关键词:活动单导学;细胞呼吸;自主探究
细胞呼吸是全国各地每年高考必考考点,常以大题的形式出现,而且往往都是与其他知识点如细胞器、酶、光合作用等联合考查,同时还涉及复杂的图形分析,综合性非常强,分值较大,对于考生来说十分棘手。但如果能够准确分析到位,将知识点分拆,逐一突破,还是能够获得较高分数的。“活动单”是由教师教学思路转换而来的供学生自主学习的一种说明书,不但容纳了全面的知识点,而且学生根据重难点突破的设计,自己或者通过小组合作就能够攻克重难点部分,这样不仅可以提高学习效率,而且还培养和提高了学生自主学习、合作探究和创新实践能力,把课堂真正还给学生。下面笔者以“ATP的主要来源——细胞呼吸”专题复习为例,具体谈一谈“活动单导学”教学模式的应用。
一、传统教学模式下的复习过程
(一)细胞呼吸的概念及方式
细胞呼吸:是指有机物在细胞内经过一系列的__________,生成__________,释放出能量并生成__________的过程。包括有氧呼吸和无氧呼吸,反应式分别是____________________。
(二)“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验
1.实验探究过程
(1)提出问题:__________。
(2)作出假设:__________。
(3)设计并进行实验
①____________________。
②检测CO2的产生,装置图(人教版课本P92)。
③检测酒精的产生:__________。
……
2.实验中的关键步骤
(1)将装置(甲)连通橡皮球,让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶,既__________,又使进入A瓶的空气先经过含__________的锥形瓶,洗除空气中的__________,保证__________。
(2)B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
(三)影响细胞呼吸的外界因素
1.O2浓度
绿色植物在缺氧时进行无氧呼吸,大多数植物无氧呼吸产生__________毒害细胞,而且无氧呼吸释放的能量__________,不能满足正常生命活动的需要。所以陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸。所以,在贮存蔬菜、水果时应该____________________。
2.CO2浓度
增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的__________效应。据此原理,在蔬菜和水果的保鲜中,应该____________________。
[典型例题]略
[检测反馈]略
二、“活动单导学”教学模式下的复习活动方案
活动一 基础知识梳理:细胞呼吸的概念和类型
1.细胞呼吸
是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生产二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
【思考1】细胞呼吸与我们平时所说的呼吸一样吗?
2.有氧呼吸
(1)过程及场所
【思考2】硝化细菌、蓝藻均能进行有氧呼吸,它们是否含线粒体?人的成熟红细胞不含线粒体,能否进行有氧呼吸?
(2)总反应式
C6H12O6 6H2O 6O2[酶]6CO2 12H2O 大量能量
【思考3】有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪些反应物?有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来?让一只白鼠吸入含有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现含18O的化合物是什么?
3.无氧呼吸
(1)过程:第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同;第二阶段是丙酮酸在不同酶催化下,分解成酒精和二氧化碳或转化成乳酸。无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量。
(2)场所:细胞质基质
(3)总反应式
人、动物、乳酸菌等:
C6H12O6[酶]2C3H6O3 少量能量
植物、酵母菌等:
C6H12O6[酶]2C2H5OH 2CO2 少量能量
【思考4】
有氧呼吸和无氧呼吸有什么区别和联系?
[呼吸方式1有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件物质变化葡萄糖分解彻底,
产生____和________葡萄糖分解不彻底,生成_____或______和_______能量变化释放_____能量,
形成______ATP1释放_____能量,形成____ATP(还有部分能量储存在_______或_______中)1联系:
实质相同1都是分解__________,释放________,形成_____,供生命活动需要。1]
【思考5】细胞呼吸的意义是什么?
活动二 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧型真菌。通过设置有氧和无氧两种条件,探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式。 2.装置设计(课本P92)
【思考6】图中质量分数为10%的NaOH的作用是什么?
【思考7】为什么B瓶应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶?
【思考8】检测CO2的方法有哪些?如何检测酒精?
活动三 本节重难点突破
1.酵母菌细胞呼吸的曲线分析
【思考9】图中什么O2浓度下酵母菌细胞只进行无氧呼吸?什么O2浓度下酵母菌细胞只进行有氧呼吸?什么O2浓度下酵母菌细胞既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸?
【思考10】选择什么样的O2浓度储存粮食或蔬菜水果能减少有机物的消耗?
【思考11】总结除了O2浓度,影响细胞呼吸的外界因素还有哪些?(提示:结合总反应式)
2.分析下列实验装置,判断酵母菌细胞的呼吸方式(提示:NaOH能吸收二氧化碳)
(1)“装置一”中的红色液滴左移,“装置二”中的红色液滴不移动,则说明酵母菌只进行__________;
(2)“装置一”中的红色液滴不移动,“装置二”中的红色液滴右移,则说明酵母菌只进行__________;
(3)“装置一”中的红色液滴______移,“装置二”中的红色液滴______移,则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
[检测反馈]略
三、两种复习模式的差异化比较
以上两种复习过程,都完整地呈现了本节所要复习的考点:(1)阐明有氧呼吸和无氧呼吸的过程,说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同;(2)阐明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产生活中的应用;(3)尝试探究酵母菌细胞的呼吸方式。但通过复习要求学生能够掌握与其他相关知识点之间的联系和区别,能在一定的情境中运用它们并做出合理的判断或得出正确的结论,以便对综合性大题做出很好的分析的效果就不言而喻了。
(一)图文并茂,构建基础知识网络
传统的复习过程偏向于教师单纯地传授知识,学生自主探究的能力没有得到充分的发挥,情感目标很难实现。而“活动单导学”模式下的活动单并没有很多像填空题一样的设计。就活动一而言,围绕细胞及线粒体结构模式图对细胞呼吸基本知识点展开了复习,不仅全面而且直观,也利于学生自己回顾总结,印象深刻,而传统的学案的呈现方式就显得单调了许多。但也有人认为,这些基础知识部分不需要搞得花哨,否则就是另一个极端了。笔者认为,基础知识不能光靠机械记忆,要打实基础还得靠形象理解记忆。活动一的设计就是这样。活动一结合图形复习了细胞结构、细胞器结构、细胞呼吸类型、进行的场所、每一步的反应,不但不花哨,反而精简又全面。
(二)体验实验探究,突破重难点知识
对于重难点部分的突破,传统的复习过程和“活动单导学”模式下的复习过程均以问题为主线,由易到难,试图引导学生自主探究,让学生“活动起来”,以达到探究的目标。在判断酵母细胞呼吸方式时,前者是以一道选择题的方式呈现的,而后者则单独放在活动三中,是以一道填空题的方式呈现的。选择题,学生顺着选项的意思去判断对错还是比较容易的,而填空题,不给任何结论,这时就要求学生思维活跃起来,通过主观分析寻找出一个答案。所以,细细对比两者在突破难点时所做的设计,我们不难发现,传统复习过程中的“活动”关注更多的是学生掌握知识的多少以及在活动中获得的有形结果,这样的“活动”容易造成学生的知识与生活、观念与实践相脱离,也就是说,这样的“活动”是浮于表面的;而“活动单导学”所倡导的“活动”则将现代教育目的蕴于活动过程之中,不仅重视学生获得知识的对与错、多与少,更关注学生的情感、态度、能力以及合作精神等个性品质的培养,更注重学生自主获得知识的过程的体验,注重活动过程本身对学生的教育价值,这样的“活动”设计层次更深,对学生的影响也更深远。
(三)联系生活实际,培养自主解决问题的能力
传统复习设计最后罗列了一系列影响细胞呼吸的外界因素,很全面,便于学生系统地进行识记,将细胞呼吸与生产生活实际联系起来;“活动单导学”模式展示酵母菌细胞呼吸的曲线图,学生根据图形及【思考9】,通过自己分析完全能够得出结论:当O2浓度介于0%~10%时,CO2的释放量较小,即细胞呼吸作用最弱,此时有机物的消耗是最少的,从而轻松解决【思考10】,问题设计层层递进,激发学习兴趣,利于学生自主学习,使学生知其然,还知其所以然,同时培养了学生识别图表、分析数据、正确理解曲线图表的生物学意义,从而能够解释一系列生产生活实际中与细胞呼吸原理相关的现象。
综上所述,“活动单导学”模式将一节课的内容划分成3个活动,结构层次更为突出明了,每一个活动基本都有4个环节,即自主学习(填写知识点)——合作探究(讨论思考题)——展示交流(暴露共性问题)——自我完善(获得经验教训),学生分组分批有序进行这3个活动,可愉快高效地完成学习,培养和锻炼了学生自主学习、归纳、总结和延伸的能力。这样的设计比传统的复习过程功能更多更齐全,也更方便师生操作,学习效率也更高。(责任编辑:符 洁)
关键词:活动单导学;细胞呼吸;自主探究
细胞呼吸是全国各地每年高考必考考点,常以大题的形式出现,而且往往都是与其他知识点如细胞器、酶、光合作用等联合考查,同时还涉及复杂的图形分析,综合性非常强,分值较大,对于考生来说十分棘手。但如果能够准确分析到位,将知识点分拆,逐一突破,还是能够获得较高分数的。“活动单”是由教师教学思路转换而来的供学生自主学习的一种说明书,不但容纳了全面的知识点,而且学生根据重难点突破的设计,自己或者通过小组合作就能够攻克重难点部分,这样不仅可以提高学习效率,而且还培养和提高了学生自主学习、合作探究和创新实践能力,把课堂真正还给学生。下面笔者以“ATP的主要来源——细胞呼吸”专题复习为例,具体谈一谈“活动单导学”教学模式的应用。
一、传统教学模式下的复习过程
(一)细胞呼吸的概念及方式
细胞呼吸:是指有机物在细胞内经过一系列的__________,生成__________,释放出能量并生成__________的过程。包括有氧呼吸和无氧呼吸,反应式分别是____________________。
(二)“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验
1.实验探究过程
(1)提出问题:__________。
(2)作出假设:__________。
(3)设计并进行实验
①____________________。
②检测CO2的产生,装置图(人教版课本P92)。
③检测酒精的产生:__________。
……
2.实验中的关键步骤
(1)将装置(甲)连通橡皮球,让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶,既__________,又使进入A瓶的空气先经过含__________的锥形瓶,洗除空气中的__________,保证__________。
(2)B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
(三)影响细胞呼吸的外界因素
1.O2浓度
绿色植物在缺氧时进行无氧呼吸,大多数植物无氧呼吸产生__________毒害细胞,而且无氧呼吸释放的能量__________,不能满足正常生命活动的需要。所以陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸。所以,在贮存蔬菜、水果时应该____________________。
2.CO2浓度
增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的__________效应。据此原理,在蔬菜和水果的保鲜中,应该____________________。
[典型例题]略
[检测反馈]略
二、“活动单导学”教学模式下的复习活动方案
活动一 基础知识梳理:细胞呼吸的概念和类型
1.细胞呼吸
是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生产二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
【思考1】细胞呼吸与我们平时所说的呼吸一样吗?
2.有氧呼吸
(1)过程及场所
【思考2】硝化细菌、蓝藻均能进行有氧呼吸,它们是否含线粒体?人的成熟红细胞不含线粒体,能否进行有氧呼吸?
(2)总反应式
C6H12O6 6H2O 6O2[酶]6CO2 12H2O 大量能量
【思考3】有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪些反应物?有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来?让一只白鼠吸入含有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现含18O的化合物是什么?
3.无氧呼吸
(1)过程:第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同;第二阶段是丙酮酸在不同酶催化下,分解成酒精和二氧化碳或转化成乳酸。无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量。
(2)场所:细胞质基质
(3)总反应式
人、动物、乳酸菌等:
C6H12O6[酶]2C3H6O3 少量能量
植物、酵母菌等:
C6H12O6[酶]2C2H5OH 2CO2 少量能量
【思考4】
有氧呼吸和无氧呼吸有什么区别和联系?
[呼吸方式1有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件物质变化葡萄糖分解彻底,
产生____和________葡萄糖分解不彻底,生成_____或______和_______能量变化释放_____能量,
形成______ATP1释放_____能量,形成____ATP(还有部分能量储存在_______或_______中)1联系:
实质相同1都是分解__________,释放________,形成_____,供生命活动需要。1]
【思考5】细胞呼吸的意义是什么?
活动二 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧型真菌。通过设置有氧和无氧两种条件,探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式。 2.装置设计(课本P92)
【思考6】图中质量分数为10%的NaOH的作用是什么?
【思考7】为什么B瓶应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶?
【思考8】检测CO2的方法有哪些?如何检测酒精?
活动三 本节重难点突破
1.酵母菌细胞呼吸的曲线分析
【思考9】图中什么O2浓度下酵母菌细胞只进行无氧呼吸?什么O2浓度下酵母菌细胞只进行有氧呼吸?什么O2浓度下酵母菌细胞既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸?
【思考10】选择什么样的O2浓度储存粮食或蔬菜水果能减少有机物的消耗?
【思考11】总结除了O2浓度,影响细胞呼吸的外界因素还有哪些?(提示:结合总反应式)
2.分析下列实验装置,判断酵母菌细胞的呼吸方式(提示:NaOH能吸收二氧化碳)
(1)“装置一”中的红色液滴左移,“装置二”中的红色液滴不移动,则说明酵母菌只进行__________;
(2)“装置一”中的红色液滴不移动,“装置二”中的红色液滴右移,则说明酵母菌只进行__________;
(3)“装置一”中的红色液滴______移,“装置二”中的红色液滴______移,则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
[检测反馈]略
三、两种复习模式的差异化比较
以上两种复习过程,都完整地呈现了本节所要复习的考点:(1)阐明有氧呼吸和无氧呼吸的过程,说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同;(2)阐明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产生活中的应用;(3)尝试探究酵母菌细胞的呼吸方式。但通过复习要求学生能够掌握与其他相关知识点之间的联系和区别,能在一定的情境中运用它们并做出合理的判断或得出正确的结论,以便对综合性大题做出很好的分析的效果就不言而喻了。
(一)图文并茂,构建基础知识网络
传统的复习过程偏向于教师单纯地传授知识,学生自主探究的能力没有得到充分的发挥,情感目标很难实现。而“活动单导学”模式下的活动单并没有很多像填空题一样的设计。就活动一而言,围绕细胞及线粒体结构模式图对细胞呼吸基本知识点展开了复习,不仅全面而且直观,也利于学生自己回顾总结,印象深刻,而传统的学案的呈现方式就显得单调了许多。但也有人认为,这些基础知识部分不需要搞得花哨,否则就是另一个极端了。笔者认为,基础知识不能光靠机械记忆,要打实基础还得靠形象理解记忆。活动一的设计就是这样。活动一结合图形复习了细胞结构、细胞器结构、细胞呼吸类型、进行的场所、每一步的反应,不但不花哨,反而精简又全面。
(二)体验实验探究,突破重难点知识
对于重难点部分的突破,传统的复习过程和“活动单导学”模式下的复习过程均以问题为主线,由易到难,试图引导学生自主探究,让学生“活动起来”,以达到探究的目标。在判断酵母细胞呼吸方式时,前者是以一道选择题的方式呈现的,而后者则单独放在活动三中,是以一道填空题的方式呈现的。选择题,学生顺着选项的意思去判断对错还是比较容易的,而填空题,不给任何结论,这时就要求学生思维活跃起来,通过主观分析寻找出一个答案。所以,细细对比两者在突破难点时所做的设计,我们不难发现,传统复习过程中的“活动”关注更多的是学生掌握知识的多少以及在活动中获得的有形结果,这样的“活动”容易造成学生的知识与生活、观念与实践相脱离,也就是说,这样的“活动”是浮于表面的;而“活动单导学”所倡导的“活动”则将现代教育目的蕴于活动过程之中,不仅重视学生获得知识的对与错、多与少,更关注学生的情感、态度、能力以及合作精神等个性品质的培养,更注重学生自主获得知识的过程的体验,注重活动过程本身对学生的教育价值,这样的“活动”设计层次更深,对学生的影响也更深远。
(三)联系生活实际,培养自主解决问题的能力
传统复习设计最后罗列了一系列影响细胞呼吸的外界因素,很全面,便于学生系统地进行识记,将细胞呼吸与生产生活实际联系起来;“活动单导学”模式展示酵母菌细胞呼吸的曲线图,学生根据图形及【思考9】,通过自己分析完全能够得出结论:当O2浓度介于0%~10%时,CO2的释放量较小,即细胞呼吸作用最弱,此时有机物的消耗是最少的,从而轻松解决【思考10】,问题设计层层递进,激发学习兴趣,利于学生自主学习,使学生知其然,还知其所以然,同时培养了学生识别图表、分析数据、正确理解曲线图表的生物学意义,从而能够解释一系列生产生活实际中与细胞呼吸原理相关的现象。
综上所述,“活动单导学”模式将一节课的内容划分成3个活动,结构层次更为突出明了,每一个活动基本都有4个环节,即自主学习(填写知识点)——合作探究(讨论思考题)——展示交流(暴露共性问题)——自我完善(获得经验教训),学生分组分批有序进行这3个活动,可愉快高效地完成学习,培养和锻炼了学生自主学习、归纳、总结和延伸的能力。这样的设计比传统的复习过程功能更多更齐全,也更方便师生操作,学习效率也更高。(责任编辑:符 洁)