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《细胞的能量“通货”——ATP》教学案例

时间:2013-9-17栏目:生物论文

  恰用比喻 化难为易——《细胞的能量“通货”——ATP》教学案例
  
  李锐
  
  摘要:对于学生不太熟悉、不好理解的教学内容,如果运用恰当的比喻,可以把知识化难为易,让学生容易理解,加深印象。以《细胞的能量“通货”——ATP》的教学为例进行了阐述。
  
  关键词:生物教学;运用比喻;化难为易
  
  ATP是生命的直接能源物质,是细胞内能量转换和传递的“中转站”,它既区别于被形容为“生命燃料”的糖类和储能物质脂肪,又为后续的光合作用、呼吸作用中具体能量的转化过程作了铺垫,在所有生物的代谢中占有重要地位。但是如何向学生介绍ATP这种物质,既让学生容易理解,又对其印象深刻呢,这让我煞费苦心!
  
  一、案例描述
  
  首先这一节课的导入,我还是坚决地引用了唐代诗人杜牧的这首意境优美的名句:“银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天街夜色凉如水,卧看牵牛织女星。同学们,让我们重温唐代诗人杜牧这首情景交融的诗句,想象夜空中与星光媲美的点点流萤,思考有关的生物学问题:(1)萤火虫发光的生物学意义是什么?(2)萤火虫体内有特殊的发光物质吗?(3)萤火虫发光的过程有能量的转换吗?”顿时学生兴致满满,都纷纷按照老规矩分组进行讨论起来……两分钟过后,陆陆续续有学生举起手来,他们的答案丰富多彩且具有想象力,此刻,作为教师的我不忍心去否定任何一种回答,都是以鼓励的方式肯定了他们的思考成果。紧接着,我问:“萤火虫发光的能量靠谁来提供的呢?我们可以一起来回忆一下前面所学知识生物体内提供能量的物质有哪些?”以此进行过渡,学生都异口同声地回答:“糖类,还有脂肪!……”然后,我带着大家一起温习了这几种重要的能源物质及它们各自的供能特点。请问大家:“有机物中的能量在细胞中可以随着有机物的逐步氧化分解而释放出来,用于生命活动。那释放出来的能量能不能直接被生物体利用呢?”这时,有学生小声在回答:“不能”。“那么为什么不能呢?”这时教室里安静了片刻,学生回答不上来了。“因为从有机物中释放出来的能量需要转化成一种活跃的化学能,能量只有转化成这种活跃的化学能才能用于各项生命活动!”学生开始疑惑不解了,一双双眼睛盯着我,这时我也开始犯愁:如何跟他们解释呢,不是糖类在提供能量吗?现在怎么又是另外一种物质呢!该如何引出ATP……突然间我灵光一闪,但凡生物学上不好解释的现象都可以从现实生活中寻找到恰如其分的比喻,来帮助他们理解。“大家想象一下,我们日常生活中的一些开销,这些消费需要通过我们手里的流通货币实现。但如果我们总是拿大额面值的钞票进行交易是不是会很麻烦呢?比如,我们不必在买一根冰棒、一串糖葫芦时拿出百元大钞,相反,如果我们把百元大钞换成100张一元小票,在进行交易时就会很方便。同样,细胞利用能量也是如此,在细胞中的‘百元大钞’相当于储存能量的有机物大分子糖类,而ATP就是细胞内流通的一元钱‘小票’。(本文出自范文先.生网 www.fWsir.com)所以,我们生物体内能量的供应都是直接由小票ATP提供的,这样更加方便,因此我们又把ATP叫做直接能源物质。下面我们就来从分子的角度去详细了解ATP这种奇特的物质……”
  
  接着我又开始疑惑,简单地从书本上的“相关信息”让学生来了解ATP的结构,学生肯定理解不了,因为这是一个结构式相当复杂的有机物,化学中还没有接触到这么复杂的有机化合物……接下来我把ATP的结构画到黑板上,因为它可以和前面的知识核苷酸联系起来,同时拿出了核苷酸的结构图片,让学生比较了它与核糖核苷酸以及脱氧核糖核苷酸之间的区别,并且要让学生自己总结出AMP就是一种构成RNA的核苷酸,然后再去理解ATP的形成以及ATP的分子简式中三个磷酸键的不同,特别强调高能磷酸键的特点……
  
  然后我提出问题:“如果日常生活中的零用钱快用完了怎么办啊!”马上有学生大声说:“再向爸妈要呗!”这时大家都笑了起来。“很好,那么生物体细胞中的小票ATP用完了又该怎么办呢?”这时有一学生迅速高高地把手举了起来:“那就需要糖类等大面值的有机物转换成更多的小票ATP!”“大家同不同意这位同学的看法?”只见学生在不住地点头。“那么ATP是如何合成的呢?其实糖类等有机物分解时释放出的能量能用来合成ATP,这个过程需要通过ATP与ADP的相互转化来实现。请同学们自主学习书本上这节内容!”五分钟过后,我再详细讲解这两个方程式。把这两个反应式,写在黑板上给予比较,让学生体会到,并不是两个可逆反应。教师总结:细胞内的化学反应有些是吸收能量的,有些是释放能量的。吸能反应与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应与放能反应之间循环流通。ATP好像是细胞内能量转换的“中转站”,我们可形象地把它比喻成细胞内流通的能量“通货”,也正是由于细胞内具有ATP这种能量“通货”,细胞才能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。
  
  二、教学反思
  
  一节成功的教学“导入”相当重要,关于如何引入ATP这个物质,这一点我以一首优美的诗句以及诗句中奇特的生物学景象做引子,让学生耳目一新,激发了学生对这节课的学习兴趣,渗透了热爱自然和生命的情感教育。这样既与新课程三维目标中的情感目标相吻合,又培养了学生的生物科学素养。至于如何解释ATP
  
  在能量代谢中的作用,让学生深刻体会“通货”的含义,我巧妙地作了“大钞”与“小票”的比喻让学生更好地理解了ATP与糖类等有机物之间的区别,解决了学生心中的困惑,这样学生就对ATP不再感到陌生敬畏了,后面的内容也很顺理成章地展开来。关于“ATP与ADP的相互转化”,同样我又接着前面的比喻:零用钱花完了怎么办?学生就很自然地能够联想到细胞中“小票”ATP快用完了,糖类等有机物“大钞”就会去转换成更多的“小票”ATP,从而也理解了细胞中的ATP在源源不断地产生,又在不断地被消耗的道理。这样“ATP与ADP的相互转化”就很好去开展了。接着我使用了自主学习的教学方式,让学生在理解的基础上去学习具体的转化过程,效果当然很不错了!教学效果也证明,两个恰如其分的比喻让学生不仅摆脱了对一种新物质的学习畏惧心理,而且有利于更好地掌握本节课的教学重点、难点,远远超出了我的预计效果。
  
  关于ATP的结构,让学生通过与前面核苷酸的结构进行比较,自己就能够归纳总结出AMP就是一种核糖核苷酸,以至于ATP的结构特点也就很容易去理解记忆了。此知识点的教学,我大胆地实施了自己的想法,采用要点提示法把新内容呈现出来,使学生通过自己的分析比较就能够归纳总结出他们之间的相同点与不同点。学生对这个难度很大的新知识点不仅不会感到抵触,而且对旧知识点重新进行了回顾和记忆,新旧知识点相互融会贯通,培养了学生建立知识框架的能力,取得很好的教学效果。
  
  本节课当然还有好多不足之处,其中有一点感到遗憾的是,ATP的内容可以多加借助多媒体的资源,这样课堂会更有活力,教学效果也会更佳。
  
  通过这节课的教学,我认识到,作为一个好教师很难,教师不仅要多站在学生的思考角度、知识水平上去上好每一节课,去讲解好每一个知识点,同时还要培养学生思考问题的方法。例如,要具备这样的思想:“生物学是与人们生活息息相关的科学,因此好多生物学现象,都可以直接与生活联系并做出贴切的比喻得以解释……”还要具备哲学中“联系”“整体与部分”的思想,前后的一些知识点要学会“串”起来,要有一个整体的思想,这一点可以在课堂上对学生多加引导。还有一点,学生的回答可能不是标准答案,但是毕竟都是他们自己思考的结果,我们要肯定学生的思考,不要扼杀学生宝贵的想象力,所以要注意评价的方式。最后,我想说的是,作为一位优秀的生物学教师,平时要多加积累,对生活中的现象多问几个为什么,知识量要不断扩大,这样生物学教学才会游刃有余、妙趣横生,学生才会受益匪浅。
  
  (作者单位湖北省武汉市黄陂区黄陂三中)
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