探究酵母菌的呼吸方式

第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸（第1课时）
一、教材分析
高中生物课程标准提出：发展科学探究能力是课程目标之一。教师在教学中要组织好观察、实验等学习活动，引导学生主动参与探究过程，使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能，培养学生的科学探究能力与创造性思维能力。教材在这节内容的编排上改变了以往直接传授理论知识的做法，而设计在此之前进行探究实验。细胞呼吸是细胞内重要的代谢活动。它是发生在细胞内的极其微观的一系列化学反应过程，很难通过非常直观的形式让学生感知，所以一直是教学上的难点。现在通过对酵母菌细胞呼吸方式的探究让学生亲身感受有氧和无氧条件下的细胞呼吸，并从中获得直接经验，不仅在于发展探究能力，而且可以为学生学习“细胞呼吸的过程”作好铺垫。通过酵母菌细胞呼吸方式的探究，学生认识到有氧呼吸和无氧呼吸的条件及产物，为后面学习有氧呼吸和无氧呼吸的过程打下了基础。
二、教学目标的确定
根据建构主义教学理论和多元智能理论，学生不再是知识的被动接受者，而是知识的主动构建者和课堂的主体。在积极参与科学探索的过程中，获得从真实生活情景中发现问题、解决问题的能力；在与他人的合作过程中发生思维的碰撞，达到能力的互补和提高。对于学生，一方面已经掌握线粒体的结构和功能、糖类的功能等知识，同时初步了解了细胞呼吸的知识，但对细胞怎样利用糖类还不清楚。另一方面，部分学生思维灵活，探究意识强，探究欲望高，但也有部分学生习惯被动地接受知识，还不具备进行独立探究能力。因此本节教学目标确定为：
知识目标： 知道生物进行有氧呼吸与无氧呼吸的条件和产物;理解细胞呼吸的本质;掌握对比实验的设计方法。
技能目标： 培养学生探究能力，促进学生思维发展;提高学生合作、交流以及自主学习的能力。
情感、态度与价值观 培养敢于质疑、勇于创新的科学精神和实事求是的科学态度；引导学生认识酒精对生物细胞的伤害，确立积极的生活态度和形成健康的生活方式。
三、重点和难点的确定
由于酵母菌细胞呼吸反应需要较长的时间，因此本探究实验的教学重点放在实验设计与分析。组织学生进行活动，使学生经历完整的探究过程，是教学的难点。
四、设计思路
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”是新教材增设的一个探究活动。针对普通高中的教学实际，本案例设计遵循新课程"倡导探究性学习"和"注重与现实生活的联系"的基本理念，引导学生从生活走进生物，从探究走进科学，充分发挥探究活动中学生的主体作用和教师的主导作用，让学生在思索、质疑、探究和实践中领悟科学研究的方法，发展科学探究能力。结合“问题—探究—发展”教学模式，教学基本过程是:创设情景→提出问题并引入探究→进行探究→提出结论→迁移拓展。
五、教学准备：
两组探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置（其中一组为演示组，另一组为实验课上的学生的装置）。
六、教学过程
学习阶段 教师组织和引导 学生活动 设计意图
情景导入 汽车的行驶需要燃料提供能量。在汽车的发动机中，汽油的燃烧是剧烈的氧化过程，这一反应需要消耗氧气，产生二氧化碳并释放大量能量。同样，细胞分裂、肌肉收缩、神经传导等一切生命活动所需要的能量也来自于细胞内的一种类似“燃料燃烧”的过程——细胞呼吸。 学生倾听，思考。 引入新课，发现问题
创设问题情景，引导学生思考 过渡到细胞呼吸在生活中的应用：家庭如何蒸馒头，如何酿酒？继续提问：蒸熟的馒头为什么松软？酿酒是酵母菌利用葡萄糖进行细胞呼吸产生酒精的过程。酒精和二氧化碳是酵母菌在有氧还是无氧条件下产生的？ 学生思考、讨论、回答问题并提出疑问：馒头比较松软是因为蒸馒头过程中CO2气体的作用, CO2气体是酵母菌在有氧条件下产生的，无氧条件下能产生CO2吗。酒精是酵母菌在无氧条件下产生的吗 引导学生从生活走进生物激发学习生物的热情。教师仔细龄听学生的质疑，引导学生确定要探究的课题。
教师引导学生对上述问题充分发表看法，作出假设并提出探究问题 教师引导学生对所提问题作出假设并引导学生提出探究问题：酵母菌的呼吸方式是什么？ 尝试作出各种假设。如学生甲: CO2是酵母菌在有氧条件下产生的，酒精是酵母菌在无氧条件下产生的。学生乙:CO2是酵母菌在无氧条件下产生的，酒精是酵母菌在有氧条件下产生的。 培养学生的逻辑思维能力和推理能力。
分组讨论，设计实验方案问题导学，促进小组合作交流合作探究反思评价实施实验 提示学生要通过实验才能检验假设的正确与否。面对所提出的相对复杂的探究课题，学生往往感到束手无策。教师此时提出一些细化问题引导学生思考的方向。1．酵母菌细胞呼吸的方式可能是什么 本实验的自变量是什么？2．如何控制有氧和无氧条件 怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？3．请您推测酵母菌在两种条件下呼吸作用的产物是什么 4．如何对这些产物进行检测 除了课本提出的方法，还可以用什么方法？如何比较两种条件下产物量的多少 5．试验装置设计中需要注意什么问题 6．有氧呼吸的实验要不间断地持续充气50mim，如何解决 在学生充分讨论的基础上，教师进行适当点评，并进一步点明对比实验的设计方法，实验设计应遵循的原则:单一变量，可操作性和可重复性。 教师巡回查看，及时指导。 通过小组内讨论交流的方式使设计方案逐步完善，通过绘图来表达实验意图和实验方法的选择。小组代表到讲台陈述设计方案，请老师和同学提出意见。小组间进行互评。由于学生经过了前一环节的讨论，都能纷纷提出自己的看法，有一些学生还利用化学和物理的知识完善设计，提出了一些新方法。如检测CO2可以尝试用苯酚钠来检测。按实验方案进行操作，仔细观察，认真记录。 在小组讨论与合作的过程中学生的探究能力和协作能力都得到提高。通过交流评价，不仅完善了设计方案，更主要的是提高了相关的探究技能。有关酒精的检测作为新知识由教师提供给学生，为顺利完成实验设计铺路。
检测演示 学生进行试验装置组装并开始实验，由于反应时间较长，在学生等待的时间，教师进行检测演示(教师先准备好一套实验装置)，演示CO2和酒精检测的方法。 学生观察实验现象并记录,分析结果实验结果记录表实验条件有氧无氧澄清石灰水是否变浑浊酵母菌培养液中是否含有酒精 创造课堂上观察的可能性
课后延伸，亲身经历完整的探究过程 教师的演示并不能代替学生的实验与观察，学生课后对实验进行跟踪观察，并把实验结果与教师的演示结果对比。出现不同的现象要求找出原因，做好实验报告。
归纳总结 对本节内容归纳总结，布置作业（见附录） 课后延伸
七、教学反思
（一）指导思想明确
强调学生的自主学习，充分发挥学生的主体作用。教师的主要任务就是帮助学生完成从对知识的初步理解深化到综合理解和应用上，把知识转化为能力，真正地发挥主导作用，这样就保证了课堂是学生的，学习是高效的，发展是实际的。
（二）课前准备充分，对教材、学生、教法和学法的分析客观实际
这一点是保证课堂教学得以顺利、高效实施的前提，正是正确分析了学生的学习状况、知识储备、能力储备，才能适当地进行分析探究和自主性学习。
（三）合理的教学模式和教学策略
本节课使用的教学模式是“目标教学”“问题—探究—发展”教学以及“自主性学习”相结合的教学模式，是对多种模式的取长补短，优势在于课堂活动的连续性和递进性。
引导性问题不要求探讨些什么，其主要目的是为了引起学生的注意和激发学生的兴趣。
这节课具备分析探究实验的任务，作用就是为了让学生从感性认识过渡到理性认识。
展示自主性学习的任务和要求是一个关键性的问题，主要是限定学生自主性学习的范围、要求和任务，避免学生的自主性学习出现盲目性，是保证自主性学习取得实效的措施。
学生进行自主性学习是课堂结构的主要部分，它主要是充分体现学生的主体地位和培养学生的自学能力、获取信息和理解归纳的能力。高一学生在开展探究活动方面刚刚起步，课堂中教师既不能包办代替，也不能放任自流，而应在学生觉得最困难的地方适时点拨引导。这是提高探究活动效果的关键所在。
学生的自主性学习最好能分段实施，避免枯燥乏味，否则容易降低学生学习的热情。
（四）恰当合理的知识拓展，课堂、课外知识互补
在本节课的教学中后布置了一个作业，是关于酿制甜米酒的，这样一来不仅能够极大地引起他们探讨的兴趣，而且能够使得他们的知识学以致用，真正地为科学素养的培养服务。
（五）注意细节的处理
在探究的每一个环节，学生的开放性活动可能出现各种不可预测的情况，有创造性的设计，有不严谨的操作，有成功的结果，也有失败的现象，教师要善于抓住这些细节因势利导，根据新出现的情况作出相应的变化，教学效果会更好。例如，根据实验中出现的意外，生成值得进一步探究的新问题。如部分学生在有氧实验组中检测到酒精，这结果是说明有氧呼吸同样产生酒精吗 试验装置或实验操作过程中是否存在漏洞呢 对这些问题的解决，学生学到的不仅是知识，更体会到实验严谨的重要性。
附录：（例题）
阅读下面关于甜米酒的酿制过程，回答问题：
步骤（1）：将糯米煮熟； 步骤（2）：用开水浇烫小口容器罐的内部后，留作酿制容器；
步骤（3）：将煮熟的糯米和适量的酒粬（酵母菌）混匀后，放入酿制容器；
步骤（4）：密封容器。
问题：（1）为什么要将糯米煮熟？
（2）为什么要用开水浇烫容器？
（3）为什么要在糯米的中间留出一个空间？
（4）为什么要密封容器？
（5）在酿酒的过程中总是“先来水”，“后来酒”，为什么？