初中生物学教学中核心概念的传递——“植物的呼吸”教学设计，本文主要内容关键词为：生物学论文,教学设计论文,呼吸论文,初中论文,核心论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教学内容简析
本节是北京版7年级下第6章第1节的内容。包括植物呼吸的现象、呼吸的实质、植物呼吸的结构。所要传递的生物学核心概念是“在生物体内，细胞能通过分解糖类等获得能量，同时生成二氧化碳和水。”即呼吸作用。植物的呼吸作用与光合作用是相互依赖相辅相成的关系。细胞生命活动所需要的能量是通过呼吸作用提供的。学生对呼吸作用的构建将影响到“人的呼吸和其他生物呼吸”的学习，影响对新陈代谢、生态系统中能量传递的理解，同时也是高中学习细胞呼吸的基础。
二、学生情况分析
学生已经掌握了氧气和二氧化碳的检验方法，建立了光合作用的概念。经过课前的调查了解到学生头脑中的一些错误概念，比如“植物不需要进行呼吸”“植物的呼吸与动物的呼吸不同，是吸收二氧化碳释放氧气”“植物白天进行光合作用，晚上才进行呼吸”。
三、教学目标
1.知识目标：描述植物呼吸的现象，描述绿色植物的呼吸作用，说出呼吸作用在生产生活中的应用。
2.能力目标：观察并描述实验现象，分析现象和数据得出结论培养学生的探究能力。通过系列问题的讨论培养学生的思维能力。
3.情感目标：通过讨论和分析“光合作用和呼吸作用的联系”树立生物体是一个有机整体的观点。
四、教学重点
探究植物呼吸的现象，呼吸作用。
五、教学难点
呼吸作用。
六、课前准备
提前12h或24h教师和各班生物学小组的学生一起准备演示实验。
七、教学过程设计
（一）问题导入（2 min）
通过3个问题了解学生对生物呼吸的认识从而引入新课：“你认为什么是生物的呼吸？植物进行呼吸吗？你见过植物进行呼吸吗？”
（二）学习新课（共36 min）
1.植物呼吸的现象（10 min）
①演示实验1：萌发的种子吸收氧气
首先提问学生怎样检验氧气和二氧化碳。然后教师通过图片展示检验方法。
结合实验装置介绍实验步骤：取两个同样大小的锥形瓶甲和乙，将适量萌发的黄豆种子放入甲瓶中，乙瓶不放种子，将两个瓶密闭并同时放在温暖的环境中24 h。用燃烧的蜡烛检验两个瓶子中空气成分的变化。
教师演示操作，学生观察实验现象。然后教师提出问题组织学生分析实验：“乙瓶的作用是什么？请你描述实验现象？这一实验现象能得出什么结论？”学生描述现象，分析现象得出结论：萌发的种子吸收氧气。
②演示实验2：萌发的种子排出二氧化碳
结合装置使学生了解实验方法：将等量萌发和干燥的黄豆种子分别放入相同大小的两个干燥的锥形瓶中，密闭并放在温暖的环境中，24 h以后用加水排气法将瓶中的气体排入盛有等量的澄清石灰水的试管中，观察石灰水的变化。
演示操作，学生观察实验现象。为便于观察，教师用黑色衬板突出两试管中石灰水的变化。
教师提出问题组织学生分析现象：“干燥的种子在实验中起有什么作用？请你描述实验现象，分析实验现象你可以得出什么结论？”学生得出结论：萌发的种子吸收氧气。
归纳植物呼吸的现象：学生综合分析两个实验，归纳出结论：萌发的种子进行着呼吸，吸入氧气，排出二氧化碳。然后教师通过讲授，使学生了解所有植物活着的器官都进行着呼吸，呼吸现象都是从外界吸入氧气，并排出二氧化碳。（板书）
2.植物呼吸的结构（2 min）
教师展示图片使学生了解植物通过气孔、皮孔、根毛、通气组织（水生植物）等结构与外界进行气体交换。
3.呼吸的实质即呼吸作用的概念（20 min）
教师提出问题：“植物吸收的氧气到哪里去了？”引发学生思考，从呼吸现象过渡到呼吸的实质。如果学生不能回答，教师引导：器官是由什么构成的？从而推理得出植物吸收的氧气最终进入细胞里。接下来教师设问：细胞怎样利用氧气？二氧化碳又是怎样产生的？从而引出实验。
①演示实验3——种子呼吸时释放能量
生物学小组的学生讲解实验的方法：将等量萌发的和干燥的黄豆种子分别放入两个保温瓶中，测量起始温度，记录数据（告知大家起始温度）。然后用两个插有温度计的瓶塞塞紧瓶口，12 h之后看两个瓶中的温度变化情况。
教师指导学生读实验后的数据，并将起始温度和实验后温度分别标在幻灯片中对应的图片下方，便于学生分析。
分析数据得出结论：通过讨论“从这组数据中能得出什么结论？”学生可能得出“萌发的种子呼吸时放出热量”，这时教师进一步引导：热量是一种能量形式，也就是说种子呼吸时释放能量。
教师追问：“这些能量来自于种子中的什么物质呢？”如果学生回答出现困难，教师可用问题启发学生：“人的能量来自于哪里？（食物）食物中的营养物质包括无机物和有机物两大类，哪类物质储存着能量？”学生回忆旧知识，推理得出种子的有机物中储存着能量。紧接着教师设问：“有机物中真的储存着能量吗？”引出下一个实验。
②演示实验4——有机物燃烧释放能量
首先提出疑问：“用1粒花生的种子能烧开试管中的这些水吗？”引起学生的兴趣。然后让学生测量水的初始温度，写在黑板上，接着教师演示操作：取约4 mL的清水放入试管中，将1粒花生的种子去掉种皮，用解剖针扎着子叶在酒精灯上点燃，将试管倾斜，用燃烧的花生种子从试管底部加热。学生观察实验现象。
分析现象得出结论，教师提出问题：“你看到什么现象了？水沸腾时的温度是多少？花生种子中能够燃烧的物质是什么？实验现象说明什么？”学生描述实验现象：花生的种子燃烧了，试管中的水沸腾了。教师要解释试管外壁被熏黑的原因。学生分析得出结论：花生种子中的有机物主要是脂肪，脂肪燃烧释放出的热量把水烧开了，所以实验说明种子有机物中储存着能量。
从有机物的燃烧过渡到细胞中能量的释放：种子有机物中储存的能量通过燃烧转变成了光能和热能释放出来，热能把水烧开了。看来有机物中的确储存着能量。那么种子呼吸时有机物中的能量是怎样释放出来的呢？
③讲授呼吸作用的概念（幻灯片：细胞及其中的线粒体）
科学研究证明生物的呼吸是在细胞质的线粒体中进行的。当细胞进行呼吸时，细胞质中的有机物进入线粒体中，线粒体利用氧气将有机物分解释放能量，与此同时产生了二氧化碳和水。这个过程叫做呼吸作用。可以用一个简单的公式表达呼吸作用（板书）。细胞内分解有机物释放能量的过程比种子燃烧释放能量的过程复杂得多，也并不像种子燃烧那样剧烈。细胞内的呼吸作用是一种高效的、持续的、平和的生化反应过程。呼吸作用释放的能量中有一部分转化成热散失出来，所以前面实验中装有萌发种子保温瓶中的温度就升高了。学生通过倾听教师的讲解，理解呼吸作用的内涵，了解有机物体外燃烧和细胞内呼吸作用的不同，理解了装有萌发种子保温瓶中温度的升高来自于呼吸作用释放的能量。
④呼吸作用的意义
学生讨论：“呼吸作用释放的能量有一部分以热的形式散失了，那么其他的能量干什么用呢？”学生联系自身和旧有知识经验进行讨论，交流。
教师总结：生物体生命活动所需的能量都储存在细胞内的各种有机物中，有机物中储存的能量是通过呼吸作用释放出来的。所以呼吸作用的意义在于为生命活动提供能量。科学研究证明不管是动物细胞还是植物细胞，每时每刻都进行着呼吸作用，分解有机物释放能量。
⑤明确呼吸作用的实质
学生应用概念进行讨论，“‘呼吸就是吸入氧气排出二氧化碳’你觉得这句话对吗？”从而挖掘出呼吸作用的实质：分解有机物释放能量。教师进行板书。
4.比较呼吸作用与光合作用（4 min）
教师提出问题：“光合作用和呼吸作用都是植物的生命活动，它们有什么联系？”学生通过比较分析说出两者的不同和关系，建立概念间的联系。然后教师讲解使学生进一步理解两者的联系：“光合作用是制造有机物储存能量的过程，而呼吸作用是分解有机物释放能量的过程。呼吸作用分解的有机物正是光合作用制造的。光合作用原料水的吸收，产物有机物的运输所需的能量是呼吸作用提供的。可见呼吸作用和光合作用是密切联系、相辅相成的，说明植物体是一个有机整体。”
（三）应用知识（5 min）
教师提出两个问题：①秋天，农民收获了很多粮食（主要是种子），有些用来自己食用，有时候他们要从这些种子中挑选饱满的储存起来留到来年春天播种，你能给他们想一些储藏种子的好方法吗？②有人说：“绿色植物白天进行光合作用，晚上进行呼吸作用。”你认为这种观点正确吗？说出理由。学生通过讨论，应用概念解决新问题培养迁移能力。
（四）课外作业（2 min）
布置课外作业：以新鲜的蔬菜、水果等为实验材料，设计实验证明植物其他活着的器官也进行着呼吸。注意对照实验和重复实验的设计。学生以小组为单位讨论方案。
八、教学反思
以往对这节的处理是2课时，第1课时学习植物呼吸的现象和结构，设计实验证明植物体的任何活着的器官都进行着呼吸。第2课时学习呼吸作用、意义以及概念的应用。但是后续的学习中反映出学生对呼吸作用内涵的理解不准确，将呼吸现象等同于呼吸的实质。
《义务教育生物学课程标准（2011年版）》中指出：围绕生物学重要概念来组织并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用[1]。核心概念的教学包括两个部分，第一，必须将事实性知识置于学习者的概念框架中；第二，概念被各种丰富的、有代表性的事实细节展现出来。概念放在一定的应用情境下才会显现得出生动和有意义。如果要帮助学生形成正确的生物学概念，必然需要给他提供大量生物学事实以支撑。然而教师需要注意的是，教学活动绝对不应停留在仅让学生记住一些生物学事实，而是要关注通过事实抽象出的生物学核心概念，理解这些囊括了某类生物学事实总体特征和规律的东西，进而能够在新情境下解决实际问题[2]。所以2012年笔者对教学进行了调整，将2课时改为1课时，将教学的重点放在帮助学生构建呼吸作用的概念上，补充了“演示实验4”，让学生看到了有机物中贮存着能量以及能量的释放过程。采用描述概念内涵的方式向学生传递生物学概念，围绕呼吸作用精选了教学内容，采用演示、讨论、讲授等方法，按照“呼吸—呼吸作用—呼吸的意义—呼吸作用的应用”主线安排教学内容，促成学生对重要概念的建立、理解和应用。教学中通过4个演示实验为学生提供了丰富的、典型的概念实例，并通过对概念实例的分析、抽象和概括，将感性知识上升到理性认识，使学生逐步理解呼吸作用概念的内涵和外延。教师课前了解到学生头脑中存在着一些相异概念，并通过教学活动帮助学生纠正，建立了科学概念。教师还注意了使学生理解光合作用和呼吸作用这两个核心概念之间的联系，纠正了学生头脑中的一些错误认识，既培养了辩证思维能力，又有利于学生建立科学的生物学概念体系。
本节课的设计符合概念形成的认知规律。从感性到理性，从概念事实到概念内涵；从概念事实的呈现到对概念事实的抽象和概括建立概念、理解概念的内涵再到应用概念解决新问题，一气呵成！而以往2课时的设计把概念事实的呈现和概念内涵的理解和应用分割开来，违反了认知规律。