以细胞中的能量货币ATP为例浅谈激-探-创教学模式中学科素养的渗透.docx

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以“细胞中的能量“货币”ATP”为例浅谈“激-探-创”教学模式中学科素养的渗透

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明德中学湖南长沙410000

在国家提倡引导学生进行探索性学习，提高学生自我思考的维度等观念下，我市教育学领域的知名教授披荆斩棘、砥砺前行，探索适应国家新政策的全新的教学模式，其目的在于提高学生对学习的兴趣、自我管理能力、合作能力等。

一、设计思路

在本研究当中以“激-探-创”这一授课方式为基础，以生物学课程当中“ATP的结构于功能”这一内容的教学为例，奠定学生们对生物学中物质能力的基本观点。在实际教学当中，采取模拟“ATP”的工作场景来激发学生们对未知探索的兴趣，活跃思维。此外，教师通过组织多样化的知识探索活动来激发学生们的主动求职能力和合作探索能力，促进概念建构，最后联系实际，创新应用，培养学生的创新精神。

二、教学设计

细胞中的能量“货币”ATP

教学目标

通过对ATP化学组成和结构特点的学习，认同ATP的结构和功能相适应；

通过构筑ATP和其次级代谢产物ADP两者之间转换的实体模型，进而结合模型向同学们讲述生物体内ATP的主要来源和其生物学意义；

二、教学实施的程序

学习任务

教师组织与引导

学生活动

设计意图

情境中感知ATP的作用并设计实验“探究细胞内的直接能源物质”

【情境引入】播放东京奥运会上全红婵单人10米跳台跳水视频并提问：全红婵在跳水过程中能量转化的过程是怎样的？什么物质在为这项运动直接供能呢？

【探究活动一】向同学们展示ATP片剂以及注射剂的使用说明书，解释ATP类制剂在医学上的用途及化学性质。

以学习小组为单位进行活动。提出问题：如何设计实验，探究细胞内的直接能源物质。给出实验材料，引导学生进行实验设计，强调实验设计的对照、等量和单一变量原则。

回顾细胞内哪些化合物可为细胞的生命活动提供能量。分析思考并归纳：细胞内的主要能源物质是葡萄糖；细胞内良好的储能物质是脂肪；生物体内最终的能量来源是太阳能。

实验设计方案：

捣碎的发光器+生理盐水5ml+5mlATP制剂

捣碎的发光器+生理盐水5ml+5ml葡萄糖溶液

捣碎的发光器+生理盐水5ml+5ml蒸馏水

观察实验现象，得出实验结论：ATP是细胞内的直接能源物质。

在运动员完美跳水的视频中感受体育竞技的紧张刺激，感受生命的律动；也为全红婵获得的好成绩感到骄傲，渗透学生的爱国情怀，激起学生学习的兴趣。

展示实物，拉近学习内容与实际生活的距离，激发学生的学习热情。

拓展探究，提高学生的科学探究能力以及再次熟悉实验设计原则，锻炼学生进行科学探究的能力。

理解ATP是一种高能磷酸化合物

提问：ATP是怎样为生命活动提供能量的？

【探究活动二】以学习小组为单位，进行探究。

教师向每个学习小组提供腺嘌呤、核糖、磷酸基团结构的磁吸片，利用所给材料，构建ATP的结构模型。

讲解：分析探讨学生所构建的分子结构出现的问题，并给出准确的模型图。以葡萄糖和ATP水解时释放能量的多少比较来说明为什么ATP是一种高能磷酸化合物。从ATP分子结构分析ATP分子中高能磷酸键的位置及数目。

提问：（1）构成ATP的元素有哪些？（2）ATP结构简式中的A、T、P分别代表什么？如何区分腺苷和腺嘌呤？（3）联系物理知识中同种电荷之间相互排斥的原理，请说明ATP分子中为什么远离腺苷的高能磷酸键容易发生断裂？断裂之后的产物是什么？ADP能否继续水解？水解之后的产物又是什么？（4）AMP是哪种生物大分子的基本单位之一？

观察ATP的化学结构图，利用图片材料，构建ATP的结构模型。

学生理解AMP、ADP、ATP之间的关系。

AMP：腺苷一磷酸

ADP：腺苷二磷酸

ATP：腺苷三磷酸

学生思考并分析ATP如何水解供能以及它是一种高能化合物的原因

学生通过构建ATP分子的结构模型，加深对该物质结构的理解，为探究ATP为什么是高能磷酸化合物建构知识基础。

巩固学生对ATP结构的认识。联系之前所学习的RNA相关知识，理解在细胞这个基本的生命系统中，物质都不是完全独立存在的，它们之间存在着各种联系。

了解ATP分子内部可以储存能量。通过葡萄糖和ATP分子水解放能多少的比较让学生认同ATP是一种高能磷酸化合物。初步形成物质的功能和结构相适应的观念。

认知“ATP和ADP可以相互转化”

【活动探究三】以学习小组为单位，进行探究。

利用建构的ATP和ADP结构模型，尝试写出ATP水解的方程式，指导学生交流。

讲解：ATP分子中含有两个高能磷酸键，这是它可以储存能量的结构基础，又因为相同基团之间带有相同的电荷，所以决定了ATP分子本身结构的不稳定性。而生命体时刻在消耗能量，意味着ATP不断在水解。成人体内ATP总量为2~10mg，在活动状态下ATP的消