“生物的新陈代谢”教材分析与教学设想(1)

生物的新陈代谢生物的新陈代谢 教材分析与教学设想 教材分析与教学设想 1 由于 生物的新陈代谢 内容多 涉及面广 与其他章节的联系紧密 加之实验增多 能力要求提高 教学安排相对繁琐 教学组织相对较困难 所以应给予特殊的重视 下面 就本章前 5 节内容作一简要探讨 一 教材分析 1 主要内容 第 1 节到第 5 节依次是 新陈代谢与酶 新陈代谢与 ATP 光合作用 植物对水分的吸收和利用 植物的矿质营养 相关实验有 比较过氧化氢酶与 的催化效率 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 叶绿体中色素的提取和分离 观察植物细胞的质壁分离和复原等 注 在新修改的大纲中 将 探索淀粉酶活性的条件 中 温度对酶活性的影响 调到选修课本中 删除了 pH 对 酶活性的影响 的内容 2 与旧教材的区别举析 新教材在对知识阐述时采取了 立体式 几乎做到了实验 实例 图解 思考题 旁栏思考题和课后复习题 小资料等多管齐下 势在必成 这是旧 教材所不能比拟的 它注重以事实和实验说话 展示了着力培养学生主动参与学习 树立 创新意识和提高探究能力的编写思路 1 1 1 新陈代谢的概念和酶的特性 1 旧教材侧重从个体水平加以描述 认为新陈 代谢是生物体与外界环境之间的物质和能量的交换和生物体内物质和能量的转变过程 是 生物体自我更新的过程 新教材则是从细胞水平上加以描述 认为新陈代谢是活细胞中全 部有序的化学变化的总称 这突出了生物体内物质变化的本质特征 由于是化学变化 所 以涉及到催化剂 化学反应式 物质和能量等有关问题 可见 旧教材和新教材提出的概 念不是对立的 其不同点在于下定义的角度 个体代谢的基本单位是细胞 细胞内的化学 变化当然也是体内物质转变的一部分 对此 部分教师感到较迷惑 在 K12 化生论坛多次 讨论过 值得指出的是 新陈代谢这一概念的使用范围较宽泛 大至宇宙小到细胞 新陈 代谢不仅是细胞和生物体的特征 也是宇宙的基本特征 因此 在教学中 应注意强调这 一概念的叙述角度 不可简单地否定有关新陈代谢的其他层次的叙述 只有这样才能使学 生的认识较完整和准确 也只有这样才能与相关学科内容统一起来 例如 把握了这一点 也就能理解哲学上所说的 新陈代谢是宇宙间不可抵抗的规律 的基本内涵 也就不难理 解 人体与外界环境的气体交换等过程属于新陈代谢 了 2 旧教材花了较大篇幅在对 代谢的概念本身的讨论上 特别讨论了同化和异化的关系等 而新教材在删去这部分内容 的同时 增加了酶的发现和实验方面的内容 虽然酶的发现内容使教材的篇幅增加了 貌 似增加了学生的负担 其实只要处理的好 将有关内容的教学变成 讲故事 反而会减轻 学生的负担 因其增加了教学的趣味性 3 关于酶的概念 旧教材说 酶是活细胞产生 的具有催化能力的一类特殊的蛋白质 新教材说 酶是活细胞产生的具有催化能力的有机 物 且指出了大部分酶是蛋白质 少数酶是 RNA 概念变化的本身 生动地反映了生命科 学发展的最新进展 4 在检测反应是否发生方面 旧教材安排的证明酶是催化剂的演示 实验 是用碘液来检测反应物淀粉是否转化的 而新教材中证明酶的高效性和专一性的实 验 是用斐林试剂来检测产物是否生成的 5 对酶特性的总结 新教材通过实验证明了 其有以下几点 高效性 专一性 需要适宜的条件 用 需要适宜的条件 这点替换了旧 教材提出的 多样性 这一替换 并非是否定 酶的多样性 而是选取可以通过实验来 作出结论的内容 可以说 用实验或事实说话 遵循感性认识到理性认识的认知规律 着 力培养学生的多方面能力 是新教材最突出的特色 1 1 2 新陈代谢和 ATP 增加了 ATP 的形成途径 这一标题 使主题和知识层次更 明显 提出了 高能磷酸化合物 的概念 且利用旁栏框对 ATP 的结构和生成途径 ATP 与 ADP 转化等进行相对全面的介绍 将旧教材中能量代谢部分内容迁移过来了 便于学 生集中在短时间内对其形成较完整的认识 1 1 3 光合作用 1 增加了光合作用发现方面的知识 讲解发现的每一步 对教学 来说每一步都是在培养学生的思维能力和创新意识 2 光合作用的产物 旧教材上说是 葡萄糖 新教材认为其为有机物 3 新教材列出的反应式侧重表明物质量的变化 没有 体现光合作用的过程 但与高校教材的相关知识较一致 4 关于光合作用的意义 旧教 材侧重讲述了 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢 等内容 而新教材在讲 到光合作用产生氧气时联系了有关进化方面的知识 这有利于学生对地球臭氧层的形成以 及有氧呼吸类型的生物出现原因的理解 在旁栏框内还提出了 臭氧层的破坏对植物和人 体有什么危害 怎样保护臭氧层 这一热点问题 5 增加了 植物栽培与光能合理利 用 等阅读材料 使有关知识更贴近生产 生活实际 1 1 4 水分的吸收和利用 新教材提出了中央液泡的概念 以便于学生对渗透作用的 理解 将吸胀作用相关知识改成小字排版 删去了与初中教材重复的根尖结构剖面图 增 加了 电镜下的细胞壁 叶片的吐水现象 多个实物或示意图 增加了合理灌溉方面的知 识 突出了与生产实践的联系 删去了蒸腾作用的意义等内容 将 水分代谢 这一标题 改为 植物对水分的吸收 1 1 5 植物的矿质营养 介绍了 溶液培养法 这一基本研究方法 在讲元素吸收的 过程时 删去了 交换吸附 和 主动运输 等具体繁琐的叙述 在弱化对具体吸收过程 讲解的同时 强化了对吸收水和吸收矿质元素关系的探究过程 通过具体事实材料启发学 生思考 自己得出 植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程 之结 论 同时增加了合理施肥和无土栽培方面与生产实践相联系的知识 删去了植物对离子吸 收的选择性和生理盐方面的内容 并同时删去了 观察根对矿质元素的交换吸附现象 这 一实验 1 1 6 编排顺序 1 旧教材是先讲水分代谢和矿质代谢 后讲光合作用 而新教材 则相反 先讲光合作用 与前面的 新陈代谢和酶 新陈代谢和 ATP 联系较紧密 在 讲完光合作用再讲水分代谢时 新教材指出 植物的光合作用等生命活动需要大量的水 分 这些水分是靠根从土壤里吸收的 显然这符合正常的承上启下式的逻辑关系 2 旧 教材是将实验统一安排在课本的后面 新教材则穿插在相应的具体内容中 前者对实验的 要求弹性大 在 什么时间做 等问题上没有明确的要求 后者则纳入具体教学过程中 强调了实验在探究中的重要作用 3 对教材 P57 叶绿体中的色素表解 笔者建议改变一 下顺序 将类胡萝卜素移到叶绿素的上面 使 4 种色素的排序依次为 胡 叶 a b 分 别表示胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 a 叶绿素 b 谐音为 胡耶 ab 也 这刚好与前面 色素分离实验中滤纸条上的色素排序一致 这样的记忆能起到一举多得之效 二 教法建议 1 力求探究式 无论是介绍具体的知识还是指导学生进行实验 始终要树立这样一种 意识 即将培养学生的能力贯穿于教学的全程 例如 在讲酶和光合作用的发现时 要特别注意探究性 趣味性 可结合科学家的研 究 有步骤地培养学生的探究意识和精神 可根据发现过程 设置一些具体问题引导学生 思考 在思考和寻求答案的过程中将其介绍给学生 在讲光合作用的发现时 可采取 了 解实验现象 或设问 一引导学生探讨一了解科学家的研究一总结发现过程 的教学步骤 具体讲解时 可将几个科学家的研究分解开来 一步一步地通过对问题的思考和探究得到 解决 例如 对思吉尔曼的实验可做这样的介绍 先将实验的示意图和相关说明用直观手 段呈现给学生 并引导他们进行思考 该实验说明了什么问题 结论 氧是由叶绿体释 放出来的 叶绿体是进行光合作用的场所 这里还可结合初中所学内容顺便设置一个问题 有没有直接用来证明叶绿体是光合作用的场所的方法呢 又如 在实验中可就学生接触的实验材料 可能遇到的实验现象和可能经历的过程进 行设问 让学生带着问题去主动探究 在探究问题的过程中完成学习任务 例如 在叶绿 体色素的提取和分离实验中 应抓住一切机会让学生自己去发现问题 提出问题和解决问 题 为什么要用新鲜的叶片 色素存在于哪里 为什么在基粒囊状结构上而不被溶解于基 质中 尽可能按书本编排的顺序 引导学生根据有关事实 实例积极思考问题 培养他们 勤于思考的习惯和灵活运用知识分析和解决问题的能力 例如 在讲解植物吸水和吸收矿 质元素的关系时 可联系有关内容 让学生自己去作出结论 2 尽合联系实际 实际生活和生产实践上的相关实例很多 关键是要善于发掘 首先 要充分利用好教材所介绍的各类实例 根据需要还可适当补充部分实例 例如 在讲水分 代谢时 可联系给农作物施肥过多时会发生萎蔫的原因和制做糖醋蒜时的原理等 3 努力构建知识网 应注意把握知识的内在联系 让学生在知识系统中去掌握知识 例如 对光合作用知识的讲授 可联系其他知识来进行 原料水的来源与水分的吸收有关 色素和产物等的合成与矿质营养有关 光合作用的过程所涉及的化学反应中 需要酶的催 化 其伴随着 ATP 的形成和分解 也就是说 光合作用这部分知识与本章前 5 节中的另外 4 节均有密切的联系 当然与第二章叶绿体的结构 第八章碳循环 本章呼吸作用等也有 密切联系 教学时可适当将这一观点渗透其中 为学生形成合理的知识网络创造条件 4 重视方法的指导 可引导学生自己去归纳所学知识 培养良好的学习兴趣和习惯 增强学生学习的积极性 虽然在绪论里专门介绍了学习方法 但较抽象 若结合具体内容 来讲解则显得较具体生动 例如 1 在记忆方法上 对必需元素的 7 种微量元素 Fe Mn B Zn Cl Mo Cu 可引导学生运用谐音法进行 其可谐音为 铁猛碰新 绿的木桶 又如 对叶绿素中含镁这一知识 可做拟人化的描述 美丽的绿色是因为有叶 绿素 叶绿素之所以美 是因为其含有 镁 叶子变黄了 不 美 了 原因是因为镁移 走了 以尽可能地鼓励学生积极观察实验现象和联系平时的生活实际 并学会提出问题 思考问题和解决问题 现以质壁分离和复原的实验为例作一说明 为什么要用紫色洋葱的 鳞片叶 为什么要将放在玻片上的叶展平 为什么要先观察正常叶片 为什么做好质壁分 离实验后不久就得做复原实验 质壁分离和复原实验有什么价值 3 注重识图和绘图能 力的培养 对图解 表解和曲线图要求学生尽可能会画 其他类图要尽量做到 看图说话 努力提高他们学会图文转换等信息加工和处理的基本能力 三 对几个问题的讨论 1 细胞壁是膜吗 教材 P 61 说道 细胞壁是一种水和溶质都能通过的透性膜 对此 广东信宜二中的曹晓丹等在 K12 化生论坛 httt forums read php3 f 33 i 46661 t 46661 上提出过质疑 问题的焦点在 细胞壁是否是膜 上 曹老师的理由之一是 如果认为细胞壁属于膜 则 P 29 的选择题 2 就有争议了 题目 如果一分子从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来 进入一个相邻细胞的叶 2 CO 绿体基质中 那么分子共穿过的膜的层数是 2 CO A 5 B 6 C 7 D 8 答案 B B 是对的 它没有包括细胞壁 无论是从成分还是从结构和功能特点上看 细胞壁与 细胞膜还是有很大差别的 不可将细胞壁与原生质的膜系统混淆起来 笔者提出这一问题 是想借此机会 谈一下我们如何对待教材等教学资料的问题 教材是死的 但对教材的处 理应是灵活的 说细胞壁是 透性膜 这句话本身是一种通俗说法 不能说是错误的 但 如果担心误导学生 一种办法是 将 P 61 的这句叙述修改为 细胞壁是一种水和溶质都能 通过的结构 另一种办法是对学生说清楚 明确告诉他们这里的 膜 不同于 细胞膜 等 顺便指出 关于 膜 的用法在 新华字典 上的解释也是值得商榷的 例如 该字 典 P 347 对 膜 的解释是 动植物体内像薄皮的组织 笔者认为以上引文中 组 织 二字也应改为 结构 才妥 因为生物体内被称作 膜 的结构并非都是组织 现 将其分类做一简介 1 构成细胞的结构 例如 细胞膜等 一些单细胞生物具有膜结构 但不能形成组织 因为组织是由多个细胞所构成的 2 部分组织 例如 骨骼肌的肌束 膜等 3 个别器官 例如 膈 旧称横膈膜 是由多种组织构成的器官 2 预习好不好 我们强调学生课前进行预习 课后进行复习 如果学生真的认真进 行了预习 却对应用教材所提供的材料开展有关研究过程是不利的 即对于运用实验等内 容启发学生进行思考并作出结论的探究性教学过程构成了威胁 由于学生既知道材料 也 知道教材上的结论 他们的思维实际上可能已