基于生活化教学情境创设的高中生物教学设计——以《细胞的能量“通货”——ATP》为例

马淑珍

河北省石家庄润德学校    05000  

【摘要】在《细胞的能量"通货"——ATP》教学中,以"萤火虫发光"这一生活化情境为背景,引出ATP的主干知识,在注重知识生成过程的基础上,对课本知识的顺序进行了整合,在突破重难点的同时,注重生活化教学情境的创设，丰富了课堂内容，满足了学生的好奇心和求知欲。

【关键词】生活化教学情境；教学设计；ATP

一、教材分析

《细胞的能量"通货"——ATP》是人教版必修一第五章第二节的内容，本节课主要介绍了ATP的功能、ATP的结构、ATP与ADP的相互转化以及ATP的利用等内容。作为细胞的直接能源物质——ATP，一方面呼应了第二章糖类是生物体的主要能源物质，另一方面为下一节的呼吸作用（如何将主要能源物质——糖类转化为直接能源物质——ATP）埋下伏笔。

二、学情分析

知识方面，学生已经在必修一第二章学习了糖类、脂肪、蛋白质等有机物，已经明确了主要能源物质、储能物质等概念，这为进一步学习ATP是直接能源物质做了铺垫；

能力方面，通过上节课《酶的特性》的学习，学生们已经养成了一定的科学素养，因此本节课通过探究性实验的方式展开对ATP的学习；

生活经验方面，学生们在日常生活中接触过“萤火虫发光”的现象，本节课以"萤火虫发光"这一生活化情境为背景, 引出ATP的主干知识。

三、教学目标

1通过模型建构ATP的结构式、结构简式及相互转化过程，培养学生实践能力与理解能力。

2通过对ATP结构和功能的分析，强化学生对“结构和功能相统一”观念的认识

3通过创设生活化教学情境，激发学生学习兴趣，理解萤火虫发光的原理以及在生活中的应用

四、教学重难点

1.教学重点

（1）理解ATP的化学组成的特点及其在能量代谢中的作用

（2）解释ATP与ADP之间的相互转化关系

2.教学难点

（1）理解ATP是细胞的能量“通货”。

（2）掌握ATP与ADP相互转化的关系和条件

五、教学过程：

1、创设生活化体验情境，激发学生学习兴趣

通过“萤火虫发光”的生活化体验情境，提出问题：你知道萤火虫为什么会发光吗？以此引发学生思考萤火虫发光的原因，然后给出资料说明萤火虫发光的原理。

资料：萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光。发光的化学反应式为：

荧光素+能量+O2氧化荧光素+H2O

进一步让学生思考:在细胞内哪些物质较有可能为萤火虫尾部细胞的发光提供能量？学生会想到葡萄糖和脂肪，因为前面学习过葡萄糖是生物体生命活动所需要的主要能源物质，而脂肪是细胞内良好的储能物质。

2、创设生活化实验情境，培养学生科学思维

要求学生继续以“萤火虫发光”的生活化教学情境为背景提出疑问：糖类、脂肪是否可以直接为萤火虫发光提供能量呢？引导学生通过设计实验进行探究，并给出材料用具：试管、萤火虫发光器粉末、蒸馏水、葡萄糖、植物油。按照对照实验的设计理念，学生可以设计出三组对照实验。接着向同学们展示结果：三组都不发荧光。由此可见，糖类、脂肪均不能直接为萤火虫发光提供能量。继续设疑，那么萤火虫发光的直接能源物质是什么呢？再为学生提供实验材料：ATP制剂，并向学生展示实验结果。从而引导学生得出结论：萤火虫发光的直接能源物质是ATP。

3、创设生活化模型情境，帮助学生形成生命观念，提升学生科学探究能力

ATP作为直接能源物质，必然与它的结构有关，那么ATP具有怎样的结构呢？通过结构与功能观引发学生共同探讨ATP的结构。教师给学生提供代表腺嘌呤、核糖、磷酸基团、普通化学键、特殊化学键的自制模型，要求学生自读课本，以小组为单位进行探究活动：选择合适图形，尝试构建ATP的结构模型，写出ATP的结构简式。进一步设疑：ATP这样的结构为什么能作为萤火虫发光的直接能源物质呢？引导学生观察ATP的结构并做出解释：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。

进一步让学生利用模型模拟ATP与ADP相互转化的过程，并引导学生说出ATP与ADP相互转化过程能量的来源与去路。同时根据ATP水解释放的能量能用于各项生命活动，体现ATP的利用。再引出细胞内的吸能反应需要与ATP水解相联系，方能反应与ATP合成相联系，所以ATP被形象地比喻成流通地能量“货币”。最后引导学生总结“ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性”。

4、提供生活化素材情境，帮助学生突破难点

萤火虫发光消耗ATP会不会导致细胞中ATP明显减少呢？ATP与ADP之间相互转化有什么特点呢？请同学们根据以下材料总结：

材料1：经测定，一个成年人每天大约需要消耗45kg ATP，剧烈运动时，ATP的消耗量甚至达到0.5kg /min，但每一时刻储存在体内的ATP总量不到1g。

材料2：氰化钾是阻止ATP合成的毒药，小鼠中毒后在3~6分钟就会死亡。

引导学生总结：体内储存的ATP很少，ATP与ADP地相互转化，是时刻不停地地发生并且处于动态平衡之中。

5、回扣生活化体验情境，联系科学前沿，增强学生的社会责任感

萤火虫如何利用ATP发荧光呢？引导学生结合图片给出合理的解释。那我们能不能把萤火虫的发光原理应用到我们的日常生活中呢？向学生展示荧光树、ATP荧光检测仪等科学前沿知识，拓宽学生的眼界，引导学生积极利用生物学的知识和方法，解决现实生活问题，增强学生的社会责任感。

六、教学反思：

本节课主要通过创设“萤火虫发光的能量来源”教学情境，同时穿插实验情境、模型建构情境、日常生活素材情境、科学前沿等展开，通过一系列教学情境的创设，激发了学生的学习兴趣，吸引学生主动参与到教学活动中，体验知识的生成过程，将抽象的知识变得生动形象，同时锻炼学生的科学探究以及综合分析问题的能力，注重结构与功能观生命观念的渗透，并增强学生努力学习科学知识从而解决现实生活问题的社会责任感。

参考文献：

【1】基于核心素养发展的高中生物生活化教学策略.天津教育.2022.09.20

【2】新课改下高中生物生活化教学策略浅论.求知导刊.2021.03.26

【3】核心素养指导下的“细胞的能量‘货币’ATP”教学设计.理科考试研究.2021.07.01

注：本文系  2022  年度   基础教育教学研究项目 《 高中生物生活化教学情境创设的策略研究 — —以《分子与细胞》模块为例》（课题编号：G2022186  ）的部分研究成果。