例谈生物学核心素养背景下的教学设计

摘 要 将立足这四个方面的素养目标，进行“细胞中的能量通货――ATP”的设计。

关键词 情境创设 实验探究 模型建构 中图分类号 G633.91 文献标志码 B 1 教材分析

本节是人教版必修1第五章第三节，主要是介绍了ATP的分子组成、结构特点、与ADP的相互转化以及ATP在生命活动中的作用。本节知识点相对较少，但是却与多个学习模块有千丝万缕的联系，更可以与物质运输、呼吸作用、光合作用等生理过程进行高级思维的提升。这就需要学生能够理解并能应用本节课的知识。

从传统教学来看，本节课的知识难度较低，都可以通过学生的自主学习来完成。但是，课堂教学不能停留在知识层面的记忆，教师要在课堂教学中不断提升学生的理科思维和科学素养。因此，笔者对本节课的知识进行了深度挖掘，将“直接能源物质是什么”“ATP的分子结构与RNA有何关系” “ATP与ADP是如何转化的”作为本节课的难点。 2 设计思路

在生物学核心素养的理念指导下，本节课的设计思路

是：用情境吸引学生，用实验引领学生，用模型训练学生，用思维培养学生。本节课的实施过程如下：

① 设计对照实验，让学生明白生命活动的直接能源物质是ATP。

② 设计模型制作，让学生明白ATP与核糖核苷酸分子结构的异同。

③ 设计认知冲突，让学生明白ATP结构式与结构简式中A的差异。

④ 设计过程演示，让学生明白ATP的水解和ATP的合成过程。

⑤ 设计思维碰撞，让学生明白ATP与ADP的转化十分迅速。

3 教学目标

生命观念目标：能用物质和能量观解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质；能用稳态与平衡观解释ATP和ADP的转化是十分迅速的。

理性思维目标：能掌握ATP的分子简式和特点；能理解ATP的化学组成及其在化学组成上与RNA的关系。 科学探究目标：通过设计并实施对照实验，熟练掌握科学探究的基本方法，并明确ATP是生命活动的直接能源物质；通过模型建构ATP的结构式、结构简式及相互转化过程，培养实践、理解能力。

社会责任目标：通过情境创设，激发学习兴趣，并渗透热爱自然和生命的情感教育；关注ATP在医学上的应用，并能主动向他人宣传有关ATP的理性解释。 4 教学过程

4.1 情境创设，激发学生学习热情

教师展示数组本校运动会图片，让学生回忆运动会场景，并让学生从图中找出自己，用此把学生的关注引进课堂。在运动会上，无论运动员，还是非运动员，都消耗了大量的能量。借此，教师引导学生思考：① 在你们日常所吃的食物中，哪些物质能够为生命活动提供能量呢？② 糖类、脂肪、蛋白质中，哪种物质能为生命活动直接提供能量呢？ 4.2 实验探究，进行思维碰撞

学生不约而同地猜测直接提供能量的物质是糖类。此时，教师引导学生用实验来证明答案的正确与否。师生按照实验探究的历程，提出假设（直接为生命活动提供能量的物质是葡萄糖），设计实验：

实验材料：新鲜的带有骨的腓肠肌、适宜浓度的葡萄糖溶液、生理盐水、电刺激、指针、滴管等。 实验装置如图1所示。

为了使实验结果具有说服力，教师还要引导学生设计对照实验（对照组滴生理盐水、实验组滴葡萄糖），并让学生预测实验结果。学生预测的实验结果都是：对照组肌肉不收

缩、指针不偏转；实验组肌肉收缩、指针偏转。

可是，实验下来的结果却是两组肌肉都收缩、指针都偏转，与学生的预期极度不相符。

在此，教师要引导学生分析出现此现象的原因是腓肠肌内还有能源物质。学生自主完善：本次实验需进行前处理（先将腓肠肌内原有的能源物质消耗掉）。这样基于实验结果的碰撞，让学生深度理解了前处理的必要性。

完善实验设计后，继续实施实验，却依然没有出现学生预期的结果，对照组的实验结果是肌肉不收缩、指针不偏转，实验组的结果也是肌肉不收缩、指针不偏转，这就说明了葡萄糖不是直接的能源物质。那脂肪或蛋白质是不是直接的能源物质呢？

继续实验的结果表明：脂肪、蛋白质也不是直接的能源物质。那到底什么是直接的能源物质呢？学生在深度的思维碰撞之后，已经对“细胞的直接能源物质”充满了期待。此时，教师告知学生：有一种不知名的物质可以让肌肉收缩、指针偏转。那么，这种物质到底是什么呢？ 4.3 物质探秘，进行模型制作 4.3.1 物质探秘

学生的学习兴趣被激发，自主学习PPT上的资料。教师用幻灯片呈现该物质的英文名称为Adnosine triphosphate。Adnosine是腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成。tri是三的意思。