5.3 探究酵母菌细胞呼吸的方式-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

《探究酵母菌细胞呼吸的方式》 一、指导思想和理论依据 《新课标》中对于本实验的教学，要求教师结合化学、物理及生活经验，突破难点。这让我想到了基于学科融合的STEAM教育理念，通过实验探究，引导学生运用多学科知识解决生物学问题，成为我的实验教学目标。 二、教学背景分析 （一）教材分析 （1）教材版本名称：人教版（2019）高中生物学必修1《分子与细胞》。 （2）课次课程：第5章第3节探究酵母菌细胞呼吸的方式，2课时。 （二）学情分析 （1）学段年级：高中一年级。 （2）学情分析：学生初中阶段已学习细胞呼吸的部分基础知识，高中前期的学习也掌握了一些基本的实验技能，但缺乏真正的实验探究实践，对实验知识内容无法深度理解和学习。 （三）教学方式 （1）教情分析：对本节实验，很多教师采用依据教材讲解，播放实验视频然后课后试卷检测的形式教学，学生缺乏主动思考，无法真正参与实验，且评价方式单一。 （2）我的方式：根据《课标》要求、教学内容和学生的需求，基于STEAM教育理念设计教学框架，运用多种活动贯穿其中，使学生提升实验能力的同时感受收获的快乐。 （四）教学重难点 （1）重点：对酵母菌呼吸方式进行深入探索并思考讨论其过程； （2）难点：通过实验创新，开展深度学习。 三、实验教学与评价目标 （一）实验教学目标 （1）生命观念：通过合作讨论、创新实验探究酵母菌呼吸方式、产物和能量变化，构建并分析数学曲线模型，形成生命的物质和能量观。 （2）科学思维：通过自主分析并实施教材实验，结合物理、化学等多学科科学技术，思考讨论创新方案，提升批判和创造性思维能力。 （3）科学探究：通过自主设计、合作探究，结合工程、艺术等思维设计构建实验装置，验证自己假设，提升实验探究和团队合作能力。 （4）社会责任：通过参与“我要发面”实践活动，学习发面技术，认识到生物学是源于生活、解决生活问题的学科。 （二）评价目标 （1）通过课前“我要发面”实践活动的参与程度和实践结果讨论，完成学生初步感知酵母菌细胞呼吸过程的评价目标。 （2）通过对教材实验的自主学习、优化问题分析和解决方案设计，完成对学生自主学习能力、基本实验技能、合作交流讨论能力的诊断评价。 （3）通过制作创新实验教具，开展实验创新与改进，完成对学生生物学学科核心素养的综合评价。 四、实验器材 （一）情境实践活动 带领学生学习发面技术，开展“我要发面”实践活动，引导学生初步感知酵母菌细胞的呼吸作用，具体实验材料和用具见表1。 表1 “我要发面”实践活动材料和用具 实验材料 名称 用途 高活性酵母粉、面粉、清水 和发面面团 实验用具 名称 用途 名称 用途 塑料盆 和面 大烧杯 发酵容器 恒温水浴锅 加热 透明塑料袋 设置无氧密封环境 （二）教材实验探究 搭建装置开展教材实验，见表2。 表2 教材实验探究材料和用具 实验材料 名称 用途 食用酵母菌、5%葡萄糖溶液 配置酵母菌培养液 溴麝香草酚蓝溶液 检测CO2 酸性重铬酸钾溶液 检测酒精 10%氢氧化钠溶液 除去空气中CO2 实验用具 名称 用途 名称 用途 锥形瓶和橡皮塞 反应容器 玻璃罐导管和橡皮管 连接反应容器 橡皮球或气泵 提供空气 试管和滴管 检测酒精 （三）创新实验改进 组织引导学生改进教材试剂、装置，完成制作“数字一体化”实验教具，并用此装置开展创新实验探究，具体实验材料和用具见表3。 表3 创新实验探究材料和用具 实验材料 名称 用途 高活性酵母粉 配置酵母菌培养液 溴麝香草酚蓝水溶液 检测CO2 碘液和20%氢氧化钠溶液 检测酒精 FeCl3溶液和H2O2溶液 制备氧气 红色液体颜料 制备红色小液滴 实验用具 名称 用途 名称 用途 “数字一体化”实验教具 开展实验 CO2、O2、乙醇和温度传感器及软件系统 收集反应数据 手机或平板或电脑 呈现传感器数据 五、实验创新要点/改进要点 （一）实验教学模式创新——基于学科融合的STEAM实验教学框架 传统的教学模式主要以教师教授或播放实验实验视频为主，难以培养学生的综合实验探究能力和满足学生深度学习的需求。 由生活情境出发，学生从情境活动中发现问题，通过交流讨论，初步设计问题解决方案，据此开展分组合作探究。 整个模式中，生活情境可以作为实验教学的情境主线，在学生解决问题和合作交流讨论的过程中，迁移、运用和生成不同情况下的学科知识技能，进而促成教学难点的突破和问题的有效解决。 （二）实验检测试剂改进——碘仿反应检测酒精 教材实验采用酸性重铬酸钾检测酵母菌细胞无氧呼吸是否产生酒精，其中使用到的浓硫酸和重铬酸钾均为有毒物质，学生使用存在一定的安全隐患。经过查阅资料和