基于“備、教、學(xué)、評一致性”的課時教學(xué)設(shè)計學(xué)科：生物年級：高二任課教師：課時：1課時主題名稱第2節(jié)細胞的能量“貨幣ATP”學(xué)習(xí)分析課程標準核心概念：概念2細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖重要概念：2.2細胞的功能絕大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在細胞特定區(qū)域次位概念：2.2.2解釋ATP是驅(qū)動生命活動的直接能源物質(zhì)學(xué)習(xí)內(nèi)容為什么說ATP是細胞的能量“貨幣”？ATP和ADP是怎樣相互轉(zhuǎn)化的？這有什么意義？細胞中哪些生命活動需要ATP直接提供能量？學(xué)生情況高一學(xué)生已經(jīng)具備了一定的知識水平，思維和學(xué)習(xí)能力也得到了一定的發(fā)展。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)能源物質(zhì)的功能、與能量代謝有關(guān)的細胞結(jié)構(gòu)，核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)及酶的相關(guān)實驗設(shè)計等知識，具備一定的信息提取、歸納與概括、模型建構(gòu)與邏輯推理能力，為學(xué)習(xí)ATP這一細胞的直接能源物質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。此外，學(xué)生具備了物理、化學(xué)學(xué)科中能量轉(zhuǎn)化的知識，這對學(xué)生學(xué)習(xí)新知，發(fā)生學(xué)習(xí)遷移是有利的。但是ATP與ADP作為兩種看不見摸不著的物質(zhì)，又是學(xué)生新接觸的兩個概念，學(xué)生掌握起來有一定的難度，因此教學(xué)時應(yīng)側(cè)重對此兩種物質(zhì)化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)簡式的分析與解釋上。不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生，課前有不同要求，在課上討論時，基礎(chǔ)好些的學(xué)生負責把本組內(nèi)的待優(yōu)生帶好，爭取共同進步。課堂上要注意教學(xué)的節(jié)奏、由淺入深，同時注重從具體的生活實例出發(fā)引導(dǎo)、啟發(fā)，讓學(xué)生自然地融入課堂教學(xué)活動中，自發(fā)、主動地學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標1通過對ATP的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特點的學(xué)習(xí),認同ATP的結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)。(生命觀念)學(xué)習(xí)目標2ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化；通過設(shè)計探究實驗理解ATP是驅(qū)動細胞生命活動的直接能源物質(zhì)。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）學(xué)習(xí)目標3通過情景創(chuàng)設(shè)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并滲透熱愛自然和生命的情感教育，關(guān)注ATP在科技中的運用。（社會責任）評價任務(wù)評價任務(wù)1通過利用給定實驗材料，能小組合作構(gòu)建ATP的結(jié)構(gòu)模型，能對高能磷酸鍵進行說明，能簡述ATP的化學(xué)組成和特點；評價任務(wù)2通過利用給定實驗材料，能合作設(shè)計出探究生命活動的直接能源物質(zhì)實驗的思路，以及預(yù)測實驗結(jié)果并得出結(jié)論；能用自己的語言闡述ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化過程，以及理解轉(zhuǎn)化的特點，能解釋“ATP是驅(qū)動生命活動的直接能源物質(zhì)”的原因；評價任務(wù)3能利用ATP的相關(guān)知識向他人解釋螢火蟲發(fā)光等常見的生命現(xiàn)象，認同螢火蟲瀕臨滅絕的事實，能自覺愛護生命，保護環(huán)境。學(xué)習(xí)活動教師學(xué)生設(shè)計意圖信息技術(shù)應(yīng)用核心素養(yǎng)點情境活動1創(chuàng)設(shè)情境在課堂的開始，呈現(xiàn)杜牧的《秋夕》詩朗誦視頻。提問：螢火蟲發(fā)光的意義是什么？螢火蟲發(fā)光的原理是什么呢？講解：螢火蟲發(fā)光是為了求偶，繁衍后代。螢火蟲發(fā)光奧秘，在于它的尾部發(fā)光細胞中含有熒光素和熒光素酶，熒光素在接受細胞提供的能量后會被激活，之后在熒光素酶的催化下與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成氧化熒光素并發(fā)出熒光。提問：為螢火蟲發(fā)光直接供能的物質(zhì)是什么？這種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是什么？讓我們帶著這些問題進入今天的課堂的學(xué)習(xí)細胞的能量“貨幣”ATP。觀看視頻思考問題理解螢火蟲發(fā)光的秘密思考問題既立足教材，保留了優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的美韻，又激發(fā)了學(xué)生興趣，為后續(xù)實驗探究環(huán)節(jié)埋下伏筆。PPT展示生命觀念科學(xué)思維情境活動2合作學(xué)習(xí)1提問：在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了哪些能源物質(zhì)？除此之外，還有其他能源物質(zhì)。請看以下資料：資料1：1929年，德國生物學(xué)家費斯克和羅曼從肌肉中發(fā)現(xiàn)了能夠引起肌肉收縮的能源物質(zhì)ATP。資料2：圖片展示ATP片劑ATP片劑可用于進行性肌萎縮、心功能不全。（ATP片劑藥用機理：體內(nèi)吸收、分泌、肌肉收縮及進行生化合成反應(yīng)等需要能量時，ATP水解，同時釋放出能量。）提問：可以看出，ATP也是能源物質(zhì)，那直接為螢火蟲發(fā)光提供能量的，究竟是哪種能源物質(zhì)呢？根據(jù)科學(xué)探究實驗的一般步驟，請同學(xué)們思考，需要設(shè)計幾組實驗？如何控制實驗的自變量？無關(guān)變量？觀測指標是什么？總結(jié)：將發(fā)光器粉末等量分成四份，加入少量水后，置于暗處，待熒光消失后，再經(jīng)以下實驗處理，最后，我們發(fā)現(xiàn)，只有加入ATP這組，才有熒光。這說明了什么？ATP是直接為螢火蟲發(fā)光提供能量的能源物質(zhì)！回答問題：葡萄糖、脂肪等閱讀資料回答問題：4組；自變量為不同能源物質(zhì)，分別是２mL蒸餾水、２mL葡萄糖溶液、２mL脂肪溶液、２mLATP溶液；無關(guān)變量有加入的量、暗處理、加入螢火蟲發(fā)光器粉末的量等；因變量為有無熒光的出現(xiàn)。理解設(shè)計思路得出結(jié)論：ATP是直接為螢火蟲發(fā)光提供能量的能源物質(zhì)！回顧舊知，探索新知，提出問題，探究問題。通過設(shè)計探究實驗，運用證據(jù)推理環(huán)節(jié)，培養(yǎng)邏輯思維能力的同時構(gòu)建次位概念：ATP是細胞生命活動的直接功能物質(zhì)。PPT展示實物展示生命觀念科學(xué)思維科學(xué)探究社會責任生命觀念科學(xué)思維科學(xué)探究生命觀念、科學(xué)思維、生命觀念科學(xué)思維生命觀念科學(xué)思維科學(xué)素養(yǎng)社會責任情境活動3合作學(xué)習(xí)2提問：ATP為什么能夠直接為螢火蟲發(fā)光提供能量呢？這與ATP的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？請同學(xué)們，閱讀教材，思考討論以下問題，并利用手中的卡片依次構(gòu)建腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、ATP的結(jié)構(gòu)模型。并思考以下問題：1.ATP的中文名稱、元素組成是什么？2.結(jié)構(gòu)簡式如何書寫？結(jié)構(gòu)簡式中的A、T、P、～分別代表什么？3.請利用卡紙，依次構(gòu)建腺苷、腺嘌呤核糖核苷酸、ATP的結(jié)構(gòu)模型。教師講解：結(jié)構(gòu)模型同時講解：三個相鄰的磷酸基團都帶負電，相互排斥，使得末端的磷酸基團具有較高的轉(zhuǎn)移勢能，使得末端的特殊化學(xué)鍵容易斷裂。1molATP末端的特殊化學(xué)鍵斷裂釋放出的的能量高達30.54kJ，所以ATP是一種高能磷酸化物。思考問題小組合作，構(gòu)建ATP結(jié)構(gòu)模型回答問題：腺苷三磷酸；C、H、O、N、P；A—P～P～P；腺苷、三、磷酸基團、特殊的化學(xué)鍵理解ATP是一種高能磷酸化物通過模型的合作建構(gòu)與交流，化抽象為具象，培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)的思維方法，生成次位概念：ATP的結(jié)構(gòu)適于為細胞直接供能。讓學(xué)生準確認識ATP的結(jié)構(gòu)，并能分析ATP的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點。PPT展示模型展示情境活動4資料分析螢火蟲一整晚都在閃爍飛舞，需要消耗大量ATP為其供能。那么，螢火蟲體內(nèi)微量的ATP如何滿足其整晚發(fā)光的需要？閱讀與分析以下資料并回答相應(yīng)問題。資料1：人體內(nèi)約有ATP0.5kg，成年人細胞內(nèi)ATP和ADP的總量僅有210mg。氰化鉀是阻止人體內(nèi)新的ATP合成的毒藥，人中毒后36min內(nèi)死亡。資料2：一個正常成年人在平靜狀態(tài)下24小時消耗40kgATP，在劇烈運動狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP分解釋放能量，供運動所需。資料3：用32P標記磷酸加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內(nèi)快速分離出ATP,ATP的總量變化不大，但是大部分ATP末端磷酸基用卻已經(jīng)帶有放射性標記。提問：（1）通過對比資料1和資料2你發(fā)現(xiàn)了什么？（2）根據(jù)資料3的實驗現(xiàn)象說明了什么？如何通過示意圖進行表示呢？思考問題閱讀資料回答問題：（1）資料1說明ATP含量很少，資料2說明ATP消耗量大，故矛盾（2）說明ATP與ADP互相轉(zhuǎn)化，提高學(xué)習(xí)主動性。通過資料分析，引起學(xué)生的認知沖突，提升學(xué)生分析和解決問題的能力；學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)得出結(jié)論，提高其獨立思考的能力。通過問題驅(qū)動，掃清認知障礙，豐富知識背景和發(fā)展思維的同時，掌握事實依據(jù)：細胞通過ATP與ADP的迅速相互轉(zhuǎn)化，保證了能量的持續(xù)供應(yīng)。PPT展示情境活動5舉例應(yīng)用提問：在DNA轉(zhuǎn)化為ATP過程中釋放的能量除了能為螢火蟲發(fā)光供量外，還可以用于哪些生命活動呢？播放ATP為主動運輸供能的過程的視頻講解ATP為主動運輸供能的機理：1.參與Ca2+主動運輸?shù)妮d體蛋白是一種能催化ATP水解的酶，當Ca2+與其相應(yīng)位點結(jié)合時，其酶活性就被激活了。2.在載體蛋白這種酶的作用下，ATP的末端磷酸基團脫離下來與載體蛋白結(jié)合，這一過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，這就是載體蛋白的磷酸化。3.載體蛋白磷酸化導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外?；卮饐栴}：用于大腦思考（電能）、用于生物發(fā)光(光能)、用于主動運輸、用于肌肉收縮（機械能）、用于物質(zhì)合成（化學(xué)能）觀看視頻理解ATP為主動運輸供能機理學(xué)生觀看視頻可直觀感受ATP是驅(qū)動生命活動的直接能源物質(zhì)。聯(lián)系生活實際，列舉ATP的利用。理解Ca+主動運輸供能的基本原理PPT展示情境活動6完善模型提問：為什么葡萄糖不能作為螢火蟲的直接能源物質(zhì)？葡萄糖等有機物中的能量好比，我們家里種的菜，不能直接區(qū)購買商品，需要先換成錢，也就是先說，葡萄糖中的能量先要釋放出來，轉(zhuǎn)移到ATP中，再由ATP為生命活動直接提供能量，所以，ATP是細胞內(nèi)能量流通的貨幣。理解知識通過建構(gòu)概念模型，培養(yǎng)歸納與總結(jié)能力的同時幫助學(xué)生整體理解與分析“ATP是能量貨幣，是供應(yīng)細胞生命活動的直接能源物質(zhì)”。ppt展示情境活動7關(guān)注現(xiàn)狀，暢想未來我們再回到這節(jié)課開頭涉及到的螢火蟲發(fā)光現(xiàn)象，利用螢火蟲發(fā)光原理，科學(xué)家把熒光素基因?qū)胫参矬w內(nèi)，從而培育出一種能夠在黑暗中發(fā)光的“熒光樹”，既環(huán)保又節(jié)能，完勝各種節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)。螢火蟲發(fā)光為科學(xué)研究帶來了很多啟示，但由于農(nóng)藥的使用，人為捕捉等因素使得一些螢火蟲越來越越難以發(fā)現(xiàn)，可能已經(jīng)瀕臨滅絕！郎螢夜讀已成為過去，我們應(yīng)該從自身做起，加強對螢火蟲的保護，讓這種可愛的生物快樂地繁衍生息。熒光樹：把熒光素酶基因?qū)胫参矬w內(nèi)，從而培育出一種能夠在黑暗中發(fā)光的“熒光樹”，既環(huán)保又節(jié)能，完勝各種節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)。螢火蟲現(xiàn)狀：專家發(fā)現(xiàn)螢火蟲棲息地遭到了嚴重的破壞，螢火蟲的生活處境非常糟糕！一些螢火蟲越來越難以發(fā)現(xiàn)，可能已經(jīng)瀕臨滅絕！感受現(xiàn)狀，暢想未來，引發(fā)思考素養(yǎng)落實：科學(xué)素養(yǎng)（通過對前沿科學(xué)知識的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力）社會責任（基于已有認識，向他人解釋自然現(xiàn)象背后的原理，珍愛生命，保護環(huán)境）。ppt展示ppt展示情境活動8課堂小結(jié)思考并總結(jié)學(xué)生歸納總結(jié)，發(fā)展科學(xué)思維，同時形成次位概念：解釋ATP是驅(qū)動生命活動的直接能源物質(zhì)。PPT展示作業(yè)從結(jié)構(gòu)和功能觀的角度解釋：ATP為什么適于作為細胞中的直接能源物質(zhì)。板書設(shè)計教學(xué)反思本節(jié)課的教學(xué)，教師通過情境創(chuàng)設(shè)、趣味導(dǎo)引、思維訓(xùn)練，激情開展教堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)。本節(jié)課中的亮點環(huán)節(jié)如下：①有效的情景導(dǎo)入。本節(jié)課以“螢火蟲發(fā)光的能量物質(zhì)”為主線設(shè)計情境貫穿課堂教學(xué)始終，完成了ATP的分子組成和結(jié)構(gòu)特點、ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化以及ATP在細胞生命活動中的作用三個方面的內(nèi)容學(xué)習(xí)。同時利用“熒光樹”和“螢火蟲現(xiàn)狀”兩則資料向同學(xué)介紹了熒光素應(yīng)用的科技前沿和螢火蟲數(shù)量銳減的原因，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和社會責任感。運用“一例到底”的情境創(chuàng)設(shè)進行教學(xué)，層次清晰、環(huán)環(huán)相扣，不斷激發(fā)學(xué)生的求知欲，有效的培養(yǎng)了學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生在情境中討論、分析、體驗、感悟，自主構(gòu)建ATP的知識模型，多維發(fā)展能力。②學(xué)生自主構(gòu)建模型。教師提供模型材料：磷酸、五種含氮堿基、兩種五碳糖、普通化學(xué)鍵和高能磷酸化學(xué)鍵，學(xué)生通過閱讀教材，進行模型粘貼。學(xué)生自己動手構(gòu)建模型，徹底弄清了ATP的各個組成部分，并明白了ATP中的A的含義與結(jié)構(gòu)式中A的含義是不同的。這個過程需要學(xué)生先將資料信息內(nèi)化為自己的思維，再轉(zhuǎn)變成自己的動手行為，培養(yǎng)了學(xué)生搜集信息、處理信息的能力以及收獲新知的能力