“细胞与能量”一节的自主学习与合作探究式教学

罗雪飞

摘 要 以“细胞与能量”一节为例，采用自主学习与合作探究的方式进行教学，注重课堂生成，愉快学生的课堂情绪。

关键词 新高考方案 自主学习 合作探究

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

2014年9月19日，浙江省公布了《浙江省高考招生制度综合改革试点方案》，整个高中将没有文理科之分，而实行统一高考与高中学考、必考与选考相结合。新高考方案将更多的选择权交给学生，有助于激发学生学习兴趣、挖掘学生学习潜能。作为选考科目之一的生物学学科教师，“如何吸引学生兴趣、让更多的学生选择并学好生物学”成了亟待解决的问题。这首先需要高中生物学教师在每节内容的教学设计上多下工夫。下面以“细胞与能量”一节为例，作简要介绍。

“细胞与能量”一节内容相对简单。有的知识，如ATP的组成、元素、中文名称等可以通过学生自主阅读教材得出，教师在课堂上需要帮助学生记住并记牢。本节内容的重难点在于ATP-ADP的循环相关知识，这需要在教师的恰当引导下，学生通过合作探究，自己总结知识，建构自己的知识网络。

1 学生分组、及时评分

教学前将全班学生分成6组，每组6～7人。教师采用“圆桌会议”的形式安排学生的座位，方便他们进行平等对话。每个小组为一个集体，配粉笔若干和一小黑板并设一小组长。面对课堂中教师的提问，若本小组成员主动回答问题，并且答对，教师及时记下1分；若主动回答问题，但没全答对时，则由教师和学生视实际情况在0.2～0.9之间给分；若主动回答问题，但完全答错，则给0.1分。教师及时记下各组的分数，展示在教室黑板的最右边，课后有学生专门对本节课各组学生的得分进行统计、评比。课堂教学过程中，教师充分尊重学生的主体地位，有效促进课堂教学生成，有利于学生质疑，实现“发现问题——解决问题——再发现问题”的良性循环。

2 顺利导入、自主学习

通过展示图片，教师要求让学生结合物理学知识得出：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。能量分为动能和势能。动能是由于运动而具有的能，包括光能（光子的运动）、电能（电子的运动）、热能（分子的运动）；而势能是物体由于所在位置或本身的排列而具有的能量。活细胞中的各种分子由于原子排列而具有的势能，即化学能。这样由此引出教材中原话：“化学能是细胞中最主要的能量形式”。

教师要求学生阅读教科书第49页，找出植物绿色细胞中最重要的吸能反应及所有细胞中最重要的放能反应。植物绿色细胞中最重要的吸能反应是光合作用，所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化，人们通常把糖的氧化过程称为细胞呼吸，为学习本章重点内容细胞呼吸、光合作用做铺垫。学生通过阅读教材并结合已学过的如氨基酸脱水缩合形成多肽等相关知识，理解细胞中的放能反应与吸能反应，指出放能反应放出的能量不能直接用于吸能反应，需先用于合成ATP，再由ATP水解释放的能量用于吸能反应。教师通过展示“注射用腺苷三磷酸二钠”的纸盒，帮助学生了解生活中的ATP，使他们形成对ATP的直观认识。

利用PPT展示ATP的分子式，要求学生根据教材及ATP的分子式说出“ATP的组成、元素及中文名称”。教师给予学生2 min左右的时间，使学生能很好地掌握该部分知识。

3 小组合作、探究重难点

ATP-ADP循环是指通过ATP的合成和水解使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程。该循环是本节课的重点，也是难点。教师采用小组合作探究的方式进行教学，可以调动学生积极性，由学生小组探究、自己建构得出循环图，便于突破重难点、掌握新知。在各组学生于小黑板上构建的ATP-ADP循环图中选择典型的，用彩色粉笔进行纠正、统一，帮助学生构建正确的知识，获得认同并加深理解。

ATP-ADP循环过程中物质是可逆的，能量不可逆；且所需条件不同，这两点可由学生自主思考后得出，因而明确该循环不可逆。教师补充：放能反应放出的能量用于合成ATP，ATP水解释放的能量再用于吸能反应，所以说ATP水解的能量用于细胞中的吸能反应。肌肉收缩、神经细胞的活动以及细胞中的许多其他活动都需要ATP来提供能量，则可认为细胞中各结构均可进行ATP的水解过程。所有细胞中最重要的吸能反应是细胞呼吸，其场所为细胞溶胶、线粒体。光合作用光反应过程也有ATP的合成，则ATP合成的场所为叶绿体类囊体膜、细胞溶胶和线粒体。由此引导学生得出ATP-ADP循环不可逆的第三个原因：场所不同。

蛋白质、油脂、糖类和ATP都是能源物质，若把蛋白质比喻为不动产，油脂比喻为存折，糖类比喻为大额钞票，则ATP是小额钞票。ATP为许多生命活动直接提供能量，是细胞中普遍使用的能量载体，像小额钞票一样，便于流通使用，又有细胞中的“能量通货”之称。

4 课堂小结、构建网络

教师提出问题：关于ATP，你脑子里有以下问题的答案吗？

（1） ATP的组成、元素、中文名称、结构简式及作用；

（2） 细胞中ATP的含量很少，如何既不浪费又能满足各项生命活动的能量需要？

（3） ATP-ADP循环不可逆，这是为什么？

（4） 尝试构建ATP的知识网络图（图1）。

5 专家点评、形成反思

本节课整个教学过程娓娓道来、一气呵成。看似传统的教学模式，但恰到好处地融合了新课程改革倡导的自主学习、合作探究等内容。知识点分析到位，在学习新知识的同时适时引导学生对已学知识进行简短的复习，教师充分利用教材，让学生主动探究并形成ATP的整体知识网络图。

从整节课的时间安排上来看，学生倾听的时间相对长些，教师可适当再给予学生更多的思考、探讨、发言的时间。学生没有质疑不是真正没有问题，而是他们没有充分的时间思考、没有合适的机会质疑。要鼓励学生对不理解的内容一问到底。这节内容学习过程中，学生很可能有这样的疑问：“为什么糖类中的能量要转化到ATP中才能利用”？有位老教师用“类比迁移法”帮助学生理解这个问题。人们生活中有水电站、核电站、热电站等，这些能量都要转化成电能才能驱动日常生活中的其他活动，ATP就好比是电能。简单的类比，有助于学生理解ATP是细胞中的能量通货。

关于ATP的合成和水解单独的反应式，教师要让学生主动尝试书写，注意规范，以便在考试中得分。

新高考方案将在2017年实行，高中生物学课堂教学模式的改革也势在必行。教师要充分利用日常生活中碰到的问题、积累的知识，帮助学生提高学习生物学的兴趣；运用所学的生物学知识了解自身奥秘，为以后更好的生活做准备。课堂中让学生自主学习、引导学生主动探究是提高课堂教学效率有效方法之一，在每一节课设计中，教师要充分把握学生主体的概念，注重课堂生成，让学生在课堂中有愉快的情绪体验，而不再是充当记忆知识的机器。