吳莉娟
(福建省泉州第五中學,福建泉州 362000)
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。
《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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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
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。