追问在《ATP的主要来源—细胞呼吸》中多角度应用

冯汉茹

【摘要】以“问题追问”为教学手段，结合分析推理，进行知识细化和深入，完成教学模式由“你讲我听”到“你问我学”的过渡，为形成生物科学素养、建立逻辑思维提供一个有效的课例。

【关键词】追问 细胞呼吸 [H] 探究性实验

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0088-02

《ATP的主要来源—细胞呼吸》是人教版必修一第五章第3节，内容繁多，多处涉及化学反应式，课后习题难度大，对学生要求高。“你讲我听”常规式教学已不能满足当下学情，尝试使用多种“追问”重新解读重点和难点，分层降低学习难度，为建立“你问我学”式课堂提供一个范本。

一、“任务驱动式整体追问” 搭建框架——以“有氧呼吸和无氧呼吸过程”为例

面临学情：“有氧呼吸和无氧呼吸过程”是高中生物人教版必修一《ATP的主要来源—细胞呼吸》一节重点和难点，多数学生难以把握二者在不同阶段物质变化、能量变化，特别是它们的联系和区别，甚至无法分清无氧呼吸和发酵。怎样在短时间内高效解决上述困难，是当下学习瓶颈之一。部分老师在学生阅读教材的基础上以讲解为主、过多陈述，表面上学生摇头晃脑、异口同声，实则做起题来便会茫然不知所措，错误率高，失分严重。过多讲解和陈述是把学生“讲”懂了，不是“学”懂了。这样的“你讲我听”式教学生产力低，不能将知识有效“内化”，做不到清晰掌握。因此打破类似这样的学习模式已迫在眉睫。

解决方案：在黑板上绘出“有氧呼吸和无氧呼吸

过程图”， 如图1、图2所示，建立知识链条。尝试“任务驱动式整体追问”，以表格形式呈现，其目的是为了抓“知识主干”，砍掉“枝蔓”。问答结合，手脑双动，逐个击破，练就学生“学”和“化”的能力，逐步形成“你问我学”式课堂。问题设计如下表：

二、“多角度追问”突破难点——以“[H]作用和地位”为例

面临学情：按是否需要O2参与，细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。部分学生认识到：有氧呼吸为“氧化分解”反应；无氧呼吸是“分解反应”，但对是否为“氧化还原反应”模棱两可，纠缠不清。究其原因，教学中没有处理好[H]（还原性氢）作用，亦未认可[H]“中间产物”的地位。

解决方案：以[H]为中心，设计问题串“多角度追问”，让知识立体化，为理解无氧呼吸“反应类型”是“氧化还原反应”做好铺垫。

问题设计：无论有氧呼吸还是无氧呼吸，细胞呼吸实质上是有机物发生氧化分解，释放能量。有氧呼吸第一、第二阶段产生[H]，无氧呼吸第一阶段也产生[H]，二者都生成[H]。观察图1、图2。①[H]名称是什么？[H]是H、H2、H+吗？（中学教材里，[H]是NADH简写，名为还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，具有还原性）②有氧呼吸第三阶段，[H]与O2反应生成水，分析[H]作用？（作为还原剂，还原O2）葡萄糖与O2存在直接电子得失吗？（不存在）③以乳酸菌“乳酸发酵”为例，第一阶段产生[H]，[H]作用是什么？（还原丙酮酸）④[H]在有氧呼吸和无氧呼吸都出现了，为什么在总反应式均没有[H]？（[H] 作为“中间产物”）

可以告诉学生：真核生物吸收O2用于线粒体内膜与[H]结合生成水。有氧呼吸，[H]最终受体是O2；无氧呼吸，[H]最终受体是丙酮酸。像[H]这样，既是前一阶段产物，又是后一阶段底物，理解为“中间产物”，区别底物和产物。除了这里的[H]，丙酮酸、光合作用中[H]、C3、C5都视为中间产物。细胞呼吸不管是否需要O2，终没有[H]积累，因此总反应式不应出现[H]。

三、“递进式追问”建构“学的逻辑”——以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”为例

面临学情：教材P92分别在有O2、无O2下用两组实验装置探究了酵母菌细胞呼吸方式，借助颜色反应（澄清的石灰水和酸性重铬酸钾溶液）探明：有氧呼吸产物“有CO2，没有酒精”；无氧呼吸产物“有CO2和酒精”，从而论证了既有氧呼吸又酒精发酵。编排上虽照顾和考虑了学生“逻辑建立”和“思维形成”过程，但从“探究性实验”角度出发，在“预设”里不应该排除乳酸的考虑。为何鉴定试剂中，却没有鉴定乳酸这一步呢？教材这样的安排并非是真正意义上“探究”，实则是“验证”。

解决方案：针对上述学情，递进式追问探究到底。

①酵母菌在哪种条件下产生气体？ ②酵母菌能产生气体，这个气体是什么呢？不同条件下，产生的气体一样多吗？除了产生气体，还产生别的物质吗？③给酵母菌一定浓度的O2，是先有氧呼吸再酒精发酵吗？还是有氧呼吸和酒精发酵同时都有呢？

上述追问，为重构实验设计提供了较好的思路，设计三组实验：

（1）第一组：基于已有“有氧呼吸”、“酒精发酵”、“乳酸发酵”知识储备，从“产物”角度观察总反应式，发现前两种均产生气体，利用气体作为突破口，设计第一组：有氧呼吸不引起气体体积变化，酒精发酵引起气体体积增大，压强增大。因此可给酵母菌提供 “空气”条件，观察气体体积有无变化排除乳酸发酵，暂时保留有氧呼吸和酒精发酵两种方式。

（2）第二组：在已知产生气体的基础上，分别给酵母菌“有氧”、“无氧”条件，探明酵母菌分别有氧呼吸、酒精发酵下气体是什么？除气体之外还产生什么？实际上，第二组实验组装可直接使用教材P92两组装置。

（3）第三组：酵母菌在“空气”条件下，探明有氧呼吸和酒精发酵的先后关系。这组实验建议不做，可使用理论分析预设处理。如可使用教材P92第二组装置：在其他条件不变的情况下，一组对“装有酵母菌培养液锥形瓶”进行“脱气处理”；另一组“装有酵母菌培养液锥形瓶”不处理，对比分析澄清石灰水变浑浊的快慢和程度确定有氧呼吸和酒精发酵先后关系。

随着学生视野扩大和心智发育日趋成熟，已具有一定理解、分析、应用能力，“授人以鱼不如授人以渔”。教学的重心应逐步从“重视知识本位”过渡到“培养逻辑思维”，逐步建构“学的逻辑”，利于提高学生科学素养。虽任重道远，但且行且长。

这篇文章是重庆市沙坪坝区教育科学规划办2015年度教师成长课题一部分成果，课题名称：高中生物知识型新授课典型课型有效教学策略研究，课题批准号：2015-1-中064（还未结题）