第五單元 細胞的能量供應和利用單元教學設計-2023-2024學年高一上學期生物人教版（2019）必修一

第五單元細胞的能量供應和利用單元教學設計-2023-2024學年高一上學期生物人教版（2019）必修一主備人備課成員教材分析本章節(jié)內容為2023-2024學年高一上學期生物人教版（2019）必修一《細胞的生命活動》第五單元，主要圍繞細胞能量供應和利用展開。教材內容緊密結合細胞呼吸和光合作用兩個關鍵過程，深入探討能量轉換和傳遞機制。課程設計旨在使學生了解細胞能量供應的基本原理，理解光合作用和呼吸作用的關系，培養(yǎng)學生的科學探究能力和實際操作技能。核心素養(yǎng)目標分析培養(yǎng)學生生物學科學思維，通過探究細胞呼吸和光合作用的過程，理解能量轉換的原理。提升學生的實驗操作能力，通過實際操作掌握實驗技能，培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度。增強學生的社會責任感，認識到生物技術在解決能源問題中的作用，激發(fā)學生對可持續(xù)發(fā)展的關注。學習者分析1.學生已經掌握的相關知識：學生在初中階段已經學習了細胞的基本結構和功能，對細胞膜、細胞質、細胞核等有一定的了解。此外，學生對光合作用和呼吸作用的基本概念也有所接觸，但可能對能量轉換的具體過程和機制了解有限。

2.學習興趣、能力和學習風格：高一學生通常對生物學抱有較高的興趣，尤其是與日常生活和自然界相關的主題。他們的學習能力強，能夠通過觀察、實驗和討論等方式吸收新知識。學習風格上，多數學生偏好通過實驗和實踐活動來學習，但也有部分學生更傾向于理論學習和獨立思考。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學生在理解細胞呼吸和光合作用的具體過程時可能會遇到困難，尤其是能量轉換的復雜性和細節(jié)。此外，實驗操作技能的掌握可能需要一定的時間，尤其是對于一些實驗器材的使用和數據處理。學生還可能對能量轉換在生態(tài)系統(tǒng)中的作用和意義感到困惑，需要教師引導他們建立聯系。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學方法與手段教學方法：

1.講授法：結合多媒體課件，系統(tǒng)講解細胞呼吸和光合作用的基本原理，幫助學生建立知識框架。

2.討論法：組織學生圍繞實驗結果和理論問題進行討論，鼓勵學生提出問題并尋找答案。

3.實驗法：引導學生親自操作實驗，觀察現象，分析數據，培養(yǎng)實驗技能和科學探究能力。

教學手段：

1.多媒體課件：展示細胞結構圖、能量轉換過程圖等，直觀展示復雜概念。

2.實驗視頻：播放典型實驗操作步驟，幫助學生掌握實驗技巧。

3.在線學習平臺：提供實驗報告模板和拓展學習資源，方便學生課后復習和自主學習。教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示自然界中植物光合作用和動物呼吸作用的生動圖片或視頻，提出問題：“你們知道這些生物是如何獲取和利用能量的嗎？”

-回顧舊知：簡要回顧細胞的基本結構和功能，以及光合作用和呼吸作用的基本概念。

2.新課呈現（約30分鐘）

-講解新知：

a.詳細講解細胞呼吸的過程，包括有氧呼吸和無氧呼吸的特點和步驟。

b.介紹光合作用的原理，包括光反應和暗反應的詳細過程。

c.分析能量轉換的機制，如ATP的生成和利用。

-舉例說明：

a.通過具體例子，如植物的光合作用和動物的呼吸作用，說明能量轉換在生物體內的應用。

b.結合實際案例，如農業(yè)種植和人體健康，展示能量轉換對人類生活的重要性。

-互動探究：

a.組織學生分組討論，提出關于能量轉換的問題，如“為什么光合作用需要光？”

b.引導學生通過實驗模擬光合作用和呼吸作用的過程，觀察現象，分析結果。

3.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：

a.學生獨立完成課后練習題，鞏固對細胞呼吸和光合作用的理解。

b.學生分組進行角色扮演，模擬光合作用和呼吸作用的實驗過程，加深對知識的應用。

-教師指導：

a.教師巡視課堂，觀察學生的練習情況，及時解答學生的疑問。

b.教師針對學生的錯誤進行個別指導，幫助學生糾正錯誤，提高解題能力。

4.總結與反思（約5分鐘）

-教師總結本節(jié)課的重點內容，強調細胞呼吸和光合作用在生物體內的作用。

-學生分享學習心得，提出自己的疑問和思考。

-教師引導學生反思，如何將所學知識應用于實際生活中。

5.作業(yè)布置（約2分鐘）

-布置課后作業(yè)，包括完成課后練習題、查閱相關資料，并準備下一節(jié)課的討論話題。學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.知識掌握：

-學生能夠準確地描述細胞呼吸和光合作用的過程，包括光反應和暗反應的具體步驟。

-學生理解能量轉換的機制，如ATP的生成和利用，以及能量在生物體內的流動。

-學生能夠區(qū)分有氧呼吸和無氧呼吸，并解釋它們在不同生物和環(huán)境條件下的應用。

2.能力提升：

-學生通過實驗操作，掌握了基本的實驗技能，如使用顯微鏡觀察細胞結構，進行氣體收集和測量。

-學生在討論和探究活動中，提高了分析問題和解決問題的能力。

-學生學會了如何查閱資料，進行科學探究，并能夠將所學知識應用于實際問題。

3.思維發(fā)展：

-學生通過學習細胞呼吸和光合作用，培養(yǎng)了科學思維，能夠從實驗現象中提取信息，進行邏輯推理。

-學生學會了從宏觀角度理解生物現象，認識到生物體與環(huán)境之間的相互關系。

-學生在討論中學會了批判性思維，能夠對不同的觀點進行分析和評價。

4.情感態(tài)度價值觀：

-學生認識到能量轉換在生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，以及生物技術在解決能源問題中的作用。

-學生增強了環(huán)保意識，意識到保護環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的重要性。

-學生在實驗和討論中培養(yǎng)了團隊合作精神，學會了尊重他人的觀點和意見。

5.實踐應用：

-學生能夠將所學知識應用于日常生活，如合理規(guī)劃飲食，減少浪費，提高能源利用效率。

-學生在家庭和社區(qū)中，能夠向他人普及生物學知識，提高公眾的科學素養(yǎng)。

-學生在未來的學習和工作中，能夠運用生物學原理，解決與能量轉換相關的問題。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.互動式教學：在講解細胞呼吸和光合作用時，采用互動式教學，讓學生通過提問、回答和小組討論，積極參與課堂活動，提高學習興趣和參與度。

2.案例教學：結合實際案例，如能源危機、生物技術在農業(yè)中的應用等，讓學生理解生物學知識在實際生活中的應用，增強學生的社會責任感。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生對復雜過程的掌握不足：在講解能量轉換的機制時，部分學生反映難以理解復雜的過程，需要更直觀的教學方法。

2.實驗操作技能有待提高：學生在實驗操作中存在一定的困難，如儀器使用不當、數據記錄不準確等，需要加強實驗技能培訓。

3.評價方式單一：目前的評價方式主要依賴考試成績，未能全面評估學生的學習效果，需要多元化評價方法。

反思改進措施（三）

1.對于復雜過程的掌握不足，我們可以采用多媒體教學，如動畫演示、實驗模擬等，讓學生更直觀地理解細胞呼吸和光合作用的過程。

2.加強實驗技能培訓，可以通過組織實驗技能競賽、開設實驗操作培訓班等方式，提高學生的實驗操作水平。

3.多元化評價方法，除了考試成績，還可以通過課堂表現、實驗報告、小組討論等方式進行綜合評價，全面了解學生的學習情況。同時，引入學生自評和互評，提高學生的自我反思能力。

4.在教學過程中，注重理論與實踐相結合，引導學生將所學知識應用于實際生活，提高學生的實踐能力。

5.加強與企業(yè)的合作，邀請行業(yè)專家來校講座，讓學生了解最新的生物技術發(fā)展動態(tài)，激發(fā)學生的學習興趣和職業(yè)規(guī)劃。課后作業(yè)1.實驗報告撰寫：

-實驗名稱：探究細胞呼吸過程中氧氣消耗量。

-實驗目的：通過測定不同條件下細胞呼吸產生的氧氣消耗量，了解細胞呼吸的特點。

-實驗原理：利用酵母菌進行細胞呼吸，通過測量氧氣消耗量來反映細胞呼吸的強度。

-實驗步驟：

a.準備不同濃度的葡萄糖溶液作為實驗材料。

b.將酵母菌分別接種到不同濃度的葡萄糖溶液中，置于恒溫培養(yǎng)箱中。

c.在一定時間后，測定各溶液中氧氣的剩余量。

-作業(yè)要求：撰寫實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、結果和分析。

2.能量轉換圖繪制：

-任務：繪制細胞呼吸和光合作用過程中的能量轉換圖，標注能量流動的方向和形式。

-要求：圖示要清晰，標注要準確，能夠直觀地展示能量在細胞內的轉換過程。

3.案例分析：

-案例背景：某地區(qū)農作物產量下降，疑似土壤中缺乏某種必需元素。

-任務：分析可能導致農作物產量下降的原因，并建議相應的解決方案。

-要求：結合所學知識，分析元素在植物生長中的作用，提出合理的施肥建議。

4.討論題：

-討論題：為什么植物在夜間不能進行光合作用？

-要求：從光合作用的原理和植物生理學的角度出發(fā)，討論植物在夜間無法進行光合作用的原因。

5.應用題：

-應用題：假設一個生態(tài)系統(tǒng)中的能量流從綠色植物開始，請計算從綠色植物到最高級消費者的能量轉化效率。

-要求：根據能量傳遞效率的概念，計算能量在食物鏈中的轉化效率。

答案示例：

1.實驗報告撰寫：

-實驗結果：不同濃度葡萄糖溶液中，酵母菌的細胞呼吸強度隨著葡萄糖濃度的增加而增加。

-實驗分析：酵母菌的細胞呼吸強度與葡萄糖濃度呈正相關，說明葡萄糖是酵母菌細胞呼吸的重要底物。

2.能量轉換圖繪制：

-能量轉換圖應包括光能、化學能和熱能的轉換，以及能量流動的方向。

3.案例分析：

-可能原因：土壤中缺乏氮、磷、鉀等必需元素。

-解決方案：進行土壤檢測，補充缺乏的元素，合理施肥。

4.討論題：

-植物在夜間無法進行光合作用的原因：夜間缺乏光照，植物無法進行光反應，無法產生ATP和NADPH。

5.應用題：

-能量轉化效率計算：假設從綠色植物到最高級消費者的能量傳遞效率為10%，從綠色植物到第一級消費者的能量為1000千卡，則最高級消費者獲得的能量為100千卡。能量轉化效率=100千卡/1000千卡=10%。板書設計①細胞呼吸

-有氧呼吸：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量

-無氧呼吸：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量

②光合作用

-光反應：2H2O+光能→