人教版教学教案《细胞的能量通货——ATP》教学设计与反思

《细胞的能量通货——ATP》教学设计与反思

广东省东莞中学松山湖学校吴丰

1 教材分析

人教版教材《分子与细胞》整个模块贯穿了系统的观点，帮助学生认识细胞是最基本的生命系统层次、细胞系统的物质基础、细胞系统的结构基础、细胞系统与环境的物质交换、细胞系统的能量变化、细胞系统的生命历程。第五章主要介绍有关能量如何输入细胞，能量以什么形式存在以及细胞如何利用这些能量。第一节介绍的是能量代谢所需的生物催化剂－酶，第二节（本节）介绍的是直接能源物质－ATP，第三节和第四节介绍ATP的来源－光合作用和呼吸作用。本节在本模块中具有承上启下的重要作用：学生可以进一步理解只有在能量的供应下，细胞膜才能行使主动运输的功能；并且加深理解把叶绿体和线粒体分别比喻为植物细胞的“能量转换站”和所有细胞的“动力车间”的含义；便于加深领会活细胞之所以能够经历生长、增殖等生命历程与能量的供应和利用是分不开的。

本节的“问题探讨”选用了杜牧的唐诗《七夕》，然后引导学生思考萤火虫发光能量从何而来，教材这种的编排体现了激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育的编写意图。接着通过介绍ATP分子中具有高能磷酸键，达成学生能够简述ATP的化学组成和特点，写出出ATP的分子简式这两个教学目标。然后通过介绍ATP和ADP的相互转化，学生理解ATP与ADP相互转化在物质上可逆，在能量上不可逆。通过介绍ATP的利用方式，解释ATP在能量代谢中的作用。

2 重点难点及其分析

教学重点：(1) ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用；(2) ATP与ADP 的相互转化。

教学难点：(1)ATP是细胞内的能量“通货”；(2) ATP与ADP的相互转化。

重难点的确立依据：

因为“ATP化学组成的特点及其在能量代谢中的作用”和“ATP与ADP的相互转化”，便于学生理解主动运输，对于今后进一步学习光合作用和呼吸作用起着重要的作用，也更有利于学习细胞分裂、DNA复制、基因的表达等相关内容。所以将它们定为本节课的重点。

又因为学生没有有机化学知识，难以理解ATP与ADP的关系。在使用大纲教材时期，学生学习本节内容已经有了一定的有机化学基础，便于学生学习ATP 与ADP的相互转化。而如今化学必修2的有机化学内容安排在高一下学期学习，而本节内容在高一上学期学习。另外ATP是细胞能量的“通货”这一概念较为抽象，学生难以接受，所以将这两点定为本节课的难点。

3 教学策略

由于本节的知识较少、较好理解，因此老师多采用指导阅读、动手制作、讲练结合等方式完成本节内容。例如在ATP结构这部分内容中，设计了三个活动：1.学生自学教材，初步了解ATP的化学组成及分子结构活动；2.学生合作试拼ATP分子结构模型，加深对分子结构的理解。3.讨论ATP分子的化学简式及ATP 分子的化学特点。在ATP与ADP的相互转化这部分内容中，师生共同讨论ATP 与ADP的相互转化过程。在ATP的利用这部分内容，学生举例说出ATP的使用途径。

4 教学设计

4.1情景创设

人教版教材的引入采用一副萤火虫的图画和唐代诗人杜牧一首情景交融的诗歌“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤,天阶夜色凉如水,坐看牵牛织女星”创设情景。然后讨论三个问题：1，萤火虫发光的生物学意义是什么？2，萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3，萤火虫发光的过程有能量的转换吗？如果直接采用这三个问题来提问学生，较难实现教材的编写意图。笔者采用请学生朗读的方式，请同学在享受美的视觉同时感受诗句的优美，较好地实现激发学生的学习兴趣和渗透热爱自然和生命的情感教育的编写意图。然后引导学生提出问题：萤火虫发光的能量从何而来？师生在这个问题的驱动下，开始今天的探究之旅。笔者用了一个Flash动画模拟“发光实验”，现用表格介绍实验过程。

在整个过程中目的就是让学生学习、了解科学家的工作方法和思维方法，特别是实验的对照原则，为学生自己的探究打下基础。在后面的环节表明学生已经学会设立空白对照。

4.2实验探究

先让学生猜测神秘物质，激发学生的求知欲望，再展示ATP注射液和片剂照片。然后按照下表完成一个探究性实验。

在探究实验过程中，学生提高了动手能力，分析能力和归纳能力，为提高生物科学素养打下良好的基础。在这个过程还出现一个令人惊喜的片断，有小组设计了另外一个实验方案并开展了探究实验。他们改变了对照方式，原本实验方案是两块肌肉滴加不同物质对照，而他们是对同一块肌肉加入两种不同物质，进行前后对照。他们不拘泥已有的实验方案，大胆地提出新想法，新做法，新问题。虽然有些做法可能不成熟，但是这种探究的精神是非常值得倡导和保护的。整个探究过程表明学生已经初步学会提出问题，分析问题和解决问题的能力。还能够在解决旧问题的基础上，提出新的问题，进一步探究。

4.3总结强化

接着给出ATP三个字母，结合核酸那节知识让学生猜想每个字母的含义。根据学生的回答，纠正A代表核苷，并总结ATP代表三磷酸腺苷。然后再给出ATP的结构式，并给出A—P～P～P结构简式。解释“－”代表的是化学键，“～”代表高能磷酸键。

在介绍ATP与ADP相互转化时，许多老师往往采用问题链方式层层深入，而在笔者的课堂则注重课堂问题的动态生成性，师生共同构建问题链，从而突破重难点。首先我给出问题：ATP水解时，哪个磷酸键最容易断裂？在大家回答出最外一个磷酸键最容易断裂后，我又给出一个问题“ATP水解时，化学产物是什么？从而让学生接触ADP这一新概念。这个时候，学生在课堂就生成一个问

题：刘翔在奔跑中大量消耗ATP，ATP会用尽么？当我告诉学生体内ATP消耗非常迅速，必须不断补充。学生又生成另两个问题：细胞内用哪些物质制造ATP？动植物如何制造ATP？大家一起讨论完问题后，我又要求学生用反应式归纳总结ATP与ADP的关系。最后将葡萄糖类比成“活期存折”，ATP类比成“现金”“通货”，学生容易接受。就是通过这样类比的方法，从而突破ATP是细胞能量的“通货”这一难点。

4.4 研究课题

在课堂结束前学生又提出两个新的研究课题。第一个课题是“ATP是不是兴奋剂”,可引导学生关注社会问题，思考科学技术与社会的关系。第二个课题是“ATP对草履虫活动的影响”，可引导学生思考单细胞生物能否以ATP做为直接能源物质，帮助理解生物的统一性。

5 教学反思

生物新课标提出了三大理念：面向全体学生、培养和提高学生的生物科学素养和倡导探究性学习。培养全体学生具有良好的科学素养是科学教育最根本的任务。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学的科学知识运用到社会及个人生活之中，它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。新课标认为探究性学习是提高学生的科学素养的重要途径，并要求学生在新课程的学习中应以探究学习作为主要的学习方式之一。教师应该在课堂上更多地尝试改变学生原有的学习方式，不断给学生创造探究性学习的机会。

笔者在本节的教学过程中，做了一些探究性学习的尝试。如加入探究性实验来突出ATP在能量代谢中的作用这一重点内容。人教版教材将多个验证性实验改为探究性实验，完全改变了原来接受性的学习方式，更有利于学生构建自己的知识体系。在教学中，教师应该根据教学内容、教学目标和学生情况选择知识呈现方式。

（注：此文获2007年广东省生物说课比赛一等奖；由郭鲲鹏老师推荐)