鄧過房

摘 要 以活動為“核”，素養(yǎng)為“心”，借助3個課堂教學活動，串聯(lián)起“細胞的能量通貨——ATP”課堂脈絡，培養(yǎng)與提升學生相應的生物核心素養(yǎng)。

關鍵詞 生物學核心素養(yǎng) 課堂教學 ATP

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

“核心素養(yǎng)”是跨學科素養(yǎng)，生物學作為自然科學中的一門基礎學科，不僅有本學科理論豐富的知識體系，也有醫(yī)學、藥學、農業(yè)工程、環(huán)境保護、城市規(guī)劃和建設及其他相關科學基礎，同時包括了人類認識自然現(xiàn)象和規(guī)律的一些特有的思維方式和探究過程。因此，在培養(yǎng)和發(fā)展學生的“核心素養(yǎng)”過程中，生物學科也有著不可替代的作用。那么，如何把生物學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實到課堂教學中，已成為生物教師必須思考的問題。

在具體的生物課教學過程中，教師如何來提高學生的生物學核心素養(yǎng)呢？教材文本、探究實驗、現(xiàn)實生活、自然環(huán)境都是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的重要載體。其中教材上有很多文本內容對培養(yǎng)學生生物學核心素養(yǎng)起著重要的作用。以人教版必修1第五章第二節(jié)“細胞的能量通貨——ATP”為例，結合3個課堂教學活動，從科學探究、理性思維、生命觀念3個方面，談談對生物學核心素養(yǎng)的嘗試及思考。

1 科學探究之實驗設計與分析

“科學探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實中的生物學問題，針對特定的生物學現(xiàn)象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論。

課堂教學活動1：在本節(jié)課之前，學生已學習了主要能源物質、儲能物質、良好儲能物質。教師提出問題：“我們每天進行著的各項生命活動，是靠哪種物質來直接提供能量的呢？請根據(jù)提供的實驗材料，4人為一組，依照實驗原理，設計實驗方案并進行科學的實驗分析（表1）?！?/p>

該實驗設計的活動，一方面是為了使學生學會綜合排除無關變量，抓住變量分析實驗并得出實驗結論，且強化科學探究的基本方法、原則；另一方面是引導學生在小組學習中能合作的，推進探究方案或工程實踐的實施，并運用科學術語報告實驗結果。從而達到潛移默化地培養(yǎng)與提高學生內在的科學探究、合作交流的目的。

2 理性思維之模型與建模

“理性思維”是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。學生應該在學習過程中逐步發(fā)展理性思維，如能夠基于生物學事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學社會議題。

課堂教學活動2：學生探究小組通過上述實驗活動后，明白ATP是生命活動的直接能源物質。接下來順勢引出第二活動：認識ATP，構建ATP。

課前先準備好相應的材料； 代表腺嘌呤、 代表核糖、 代表磷酸基團，——和～代表化學鍵，A4紙，透明膠，磁鐵。

2名學生一組，利用上述材料，在A4紙上進行推演擺放，模擬構建ATP的結構圖。具體步驟如下：（1） 認識清楚各個部件的代表意義，確定所需要的數(shù)量；（2） 確定各部件的擺放順序；（3） 模擬構建，并用透明膠粘好；（4） 用磁鐵固定在黑板上展示小組的成果，和同學們分享構建的思路并修正ATP模型。

ATP的建?；顒蛹仁箤W生直觀地認識ATP結構，提高學習興趣；又讓學生學會動手、合作與分享、獨立思考與觀察的能力；同時也可以讓學生掌握模型構建的基本方法，鍛煉學生的理性思維。

3 生命觀念之結構與功能

“生命觀念”是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是經(jīng)過實證后的想法或觀點，能夠理解或解釋相關事件和現(xiàn)象的品格和能力。學生應該在較好地理解生物學概念的基礎上形成生命觀念，如結構與功能觀、進化與適應觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質與能量觀等。能從分子與細胞水平認識生物體的結構與功能是相適應的。

通過活動2，學生理解了ATP的基本結構，結合展示的ATP模型，進一步理解ATP的結構特點和與之相對應的功能是如何相互適應的。即思考：ATP為什么能夠作為生命活動的直接能源物質？

課堂教學活動3：結合剛才小組構建的ATP模型，小組內合作探討ATP有關的問題：（1） ATP的元素組成是什么？（2） ATP的中文名稱是什么？（3） ATP含有幾個磷酸基團？幾個普通磷酸鍵？幾個高能磷酸鍵？（4） 腺苷由什么組成？（5） 結構特點是什么？（6） 該結構特點如何與ATP的功能相適應？

通過小組探討活動，問題由淺入深，逐步推進。（1）～（5）這五個問題，能在書本上提取到相應信息，可快速回答。第6個問題，則需要組內進行深度思考討論，在前5個問題的鋪墊下，學生慢慢地思考：這神奇的物質ATP因為含有2個高能磷酸鍵，所以含有很多能量。若要是能夠斷裂這兩個化學鍵，則可以釋放大量的能量。這樣的思考方向，符合核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，呈現(xiàn)出結構與功能觀。

但學生的疑問也很明顯，到底斷裂幾個高能磷酸鍵？是不是類似燃燒那樣，一下子全部釋放所有能量？且還有一個更加讓人困惑的問題：一個成人一天在靜止狀態(tài)下所消耗的ATP為48 kg，而人體中ATP的總量大約2～10 mg，劇烈運動時只能維持3 s。這個矛盾怎么解決呢？

所以，教師再次讓學生回到ATP結構模型中，同時給出ATP更加具體的結構圖（圖1）。

學生仔細研究ATP的結構，琢磨該結構究竟如何與相應功能適應的，從而解決上述系列問題。

學生討論后發(fā)現(xiàn)：ATP明顯的一個結構特點是遠離腺嘌呤的鍵不穩(wěn)定，易斷裂，釋放出大量能量供生命活動利用，但也易形成，即ATP與ADP可以快速相互轉化，這樣就能夠解決上述看起來明顯矛盾的問題，ATP也不會在體內大量儲存而導致浪費。

在思考這系列問題時，學生學會利用相應知識去思考一些生命現(xiàn)象，并嘗試去解釋；也會逐漸體驗到結構與功能相適應的美妙，感嘆生命物質的神奇，形成健康的生命觀。

4 結語

本節(jié)內容從生命活動耗能等生命現(xiàn)象切入，引起學生對ATP的關注，激發(fā)其學習興趣。教師以活動為“核”，素養(yǎng)為“心”，借助實驗設計、模型構建、小組合作探討3個課堂教學活動，串聯(lián)起“細胞的能量通貨——ATP”課堂脈絡，使學生理解ATP結構與功能是如何相適應的，使學生形成適當?shù)慕Y構功能生命觀念。學生在動手操作的過程中，通過感知、體驗、實踐、參與和合作等方式，逐步揭示ATP的本質，實現(xiàn)目標，感受成功，進而達到培養(yǎng)與提升相應的生物學核心素養(yǎng)的目的。

參考文獻：

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