北京版七年级生物下册第六章《第四节 呼吸与呼吸作用》教学设计

课题名称：生物的呼吸作用


授课年级：初一
教材版本：北京版生物学
教学背景分析
学生情况：此部分属于第六章生物的呼吸第四节呼吸与呼吸作用，学生经过前边几节内容的学习，已经了解了呼吸是生物的共同特征。并且学生在此之前已经学习了植物的光合作用，对物质变化和能量变化有一定的基础，所以本节内容通过把握住呼吸作用中的物质变化和能量变化，构建呼吸作用的重要概念。
教学目标
知识目标
通过燃烧和呼吸作用的比较，描述呼吸作用的过程，阐明呼吸作用的实质，从而理解呼吸作用这一核心概念。
能力目标
1.通过观察演示实验、分析实验结果，提高观察能力、分析能力和逻辑推理能力。
2.通过逐步完善生物的呼吸作用这一核心概念，落实生物学科核心素养中的科学思维训练。
情感、态度和价值观目标
1.通过呼吸作用概念的构建，形成实事求是的科学态度和探索精神。
2.通过学习呼吸作用的实质和意义，认同呼吸作用在生活中的科学价值。
教学重点和难点
教学重点：
1.描述呼吸作用的过程，阐明呼吸作用的实质。
2.落实生物学科核心素养中的科学思维训练。
教学难点：
说明能量来自细胞中有机物的氧化分解。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
由“呼吸”引入，发现新问题
在之前的内容中，我们学习了各种生物的呼吸，知道了“呼吸”是生物的共同特征。什么是呼吸？在这个过程中，有没有发生本质上的物质改变？以人体为例，氧气从外界进入肺泡中再进入血液，仍然是氧气。
那么，氧气的利用和二氧化碳的产生在哪里进行？对于生物体来说又有什么价值呢？这些是我们这节课将要研究的“呼吸作用”的主要内容。
学生回顾思考
提出疑问，引发思考，在已知上构建未知。
归纳概括，构建“氧化分解”概念
呼吸作用比较抽象，早在18世纪法国化学家拉瓦锡发现燃烧与细胞呼吸类似，并且把细胞呼吸比作是“缓慢燃烧过程”。所以我们将“呼吸作用”与“燃烧”对比学习。首先探究两者有哪些方面类似。
在燃烧和呼吸作用的过程中，都涉及到了物质和能量的变化，也就是在进行这两种过程之前和之后，物质和能量是有差异的，我们在探究中要关注和分析这些差异。
前期已经带着生物小组同学做了燃烧和呼吸作用的相关研究。
教师同步出示学生实验过程图片。
任务一：资料分析
用pad推送燃烧和呼吸作用过程中有关物质变化的视频和图表资料，提出问题：
1.呼吸作用和燃烧都消耗了什么物质？
2.呼吸作用和燃烧都产生了什么物质？
板书表头，指导记录方法。
得出结论：呼吸作用和燃烧消耗有机物和氧气，产生二氧化碳和水。
呼吸作用和燃烧过程中还存在着能量变化。
教师同步出示学生实验过程图片。
任务二：资料分析
用pad推送燃烧和呼吸作用过程中有关能量变化的视频和图表资料，提出问题：
3.呼吸作用和燃烧过程中的能量以什么形式释放？
4.呼吸作用和燃烧产生的能量来自哪儿？
得出结论：呼吸作用释放热能，燃烧释放光能和热能。
呼吸作用产生的能量来自有机物。
小结呼吸作用的原料、产物和能量变化。
我们发现，呼吸作用的过程就是在氧气的参与下，大分子有机物“氧化分解”形成小分子二氧化碳和水，并且释放出有机物中储存的能量。
学生描述燃烧和呼吸作用过程中有关物质变化的实验过程。
学生活动一：
查看资料，分组讨论，归纳概括呼吸作用和燃烧过程中的物质变化，并用pad拍照上传，展示结果，描述发现过程。
学生描述燃烧和呼吸作用过程中有关能量变化的实验过程
学生活动二：
查看资料，分组讨论，归纳概括呼吸作用和燃烧过程中的能量变化，分析能量来源，并回答。
实验数据分析，落实科学思维中归纳概括的学科核心素养培养。
对比分析，发现“呼吸作用”意义
为什么发生在生物体内的“有机物氧化分解”不叫燃烧，而是单独起个名字，叫做“呼吸作用”？
我们将“呼吸作用”与“燃烧”过程中存在的差异进行对比分析。
首先，发生场所：燃烧是发生在体外的，而呼吸作用在哪儿进行？为什么发生在细胞内？印证了细胞是生物体结构和功能的基本单位。
主要在细胞内的哪个结构中进行？
反应条件：酶的活性是受温度影响的，一般生物体内酶的最适温度与体温相当。所以与燃烧需要的高温条件相比，呼吸作用是在常温下进行的。
释放能量的去向：
我们再来比较一下两者释放的热量。
任务三：数据计算分析
出示上述实验过程中采集的数据表格，计算同样分解1g有机物，种子在呼吸作用时释放的热能与燃烧时释放热能的多少。
分析讨论：
1.种子呼吸作用释放的能量，还有一部分没有以热能的形式散失，那些能量到哪里去了？
2.呼吸作用还可以为哪些生命活动提供能量？
得出结论：生物进行各项生命活动都需要能量，没有能量生物体就会死亡。呼吸作用中有机物释放的能量除了以热能形式散失外，还有一部分用于生命活动。
反应速度：出示上述实验过程中采集的数据表格，比较燃烧和呼吸作用的反应速度。
我们发现，燃烧时，有机物中的能量被快速释放，而呼吸作用则是将有机物中的能量逐步释放出来，有什么好处？
小结：通过对比分析两者的差异，我们知道，“燃烧”是发生在体外的物质氧化分解过程。而“呼吸作用”是发生在细胞内的物质氧化分解过程，与细胞的能量供应关系密切，有着专属于生命的独特特点。
学生回答：呼吸作用发生在细胞内，因为与呼吸作用有关的酶主要分布在细胞内。主要在细胞内的线粒体上进行。
学生活动三：
依据表格中的数据，比较同样分解1g有机物，呼吸作用与燃烧所释放热能的多少，小组讨论，分析原因。
1.种子萌发是一种非常旺盛的生命活动，需要有机物提供大量的能量。
2.植物的生长、开花、结果，动物的运动、思考、生长发育、繁殖等都需要能量……
学生快速估算
学生思考回答：生命活动是一个持续的过程，能量逐步释放，可以持续为生命活动提供能量。
认识呼吸作用属于生命的独特特点，落实科学思维中对比分析的学科核心素养培养。
通过量化，理解燃烧和呼吸作用能量释放的区别，引出呼吸作用为生命活动提供动力。
“呼吸作用”概念形成
呼吸作用的实质是：细胞内的有机物氧化分解，释放能量，为生命活动提供动力。
学生思考总结
演绎推理，学以致用
在生活中，我们经常见到与呼吸作用相关的一些现象。
任务四：学以致用
出示资料，提出问题：
1.煮熟的种子周围温度为什么也一直上升？
2.人在剧烈运动时为什么呼吸频率较高，呼吸深度较大？
3.萝卜放久了为什么会糠心？甜玉米放久了为什么甜味会变淡？
我们进一步认识到，不仅植物的种子能进行呼吸作用，微生物、人、植物各个器官的呼吸作用现象也随处可见，呼吸作用是生物界的共同特性。
学生活动四：学以致用
学生阅读资料，推理回答微生物、人、植物各个器官呼吸作用的相关问题。
解决实际问题，落实科学思维中演绎推理的学科核心素养培养。
板书设计
第四节 生物的呼吸作用
教学反思
本节课主要有以下优点：1.生物的呼吸作用实验用传感器采集数据，将传统的定性实验转变为定量实验，尤其在分析释放能量的去向时可以定量计算进行对比。此种处理方式与传统的直接讲授呼吸作用的意义相比，有利于增强学生的证据意识，养成严谨务实的求知态度。此外，用pad进行实验资源推送和数据分析，辅助学生活动过程，体现了现代信息技术在课堂教学中的优势，学生课上表现积极，课堂目标达成顺利。
2.本课时关注了生物学科核心素养中的科学思维，在构建“呼吸作用”核心概念的过程中，设计学生活动，由学生亲自参与，实现了归纳概括、对比分析、演绎推理、批判性思维、创新性思维等思维的有效训练。
不过，本节课还有一些待解决的问题，如呼吸与呼吸作用的区别、光合作用和呼吸作用的对比等都可再进一步明确。