备课素材：各版本新教材细胞呼吸对比及教学优化 2024—2025学年高一上学期生物人教版必修1

各版本新教材细胞呼吸对比及教学优化 1.情境导入 有效的教学情境,能够激发学生的好奇心和求知欲,点燃学生的学习热情,使学生形成良好的求知心理，主动参与对所学知识的探索发现和认识过程,体验学习的乐趣"。不同版本高中新教材的情境导入不尽相同,除人教版明确为“问题探讨”外,其他版本教材没有明确的名称(表 1)。 从情境的素材选择来看,浙科版、苏教版、北师大版都是以人的相关生理活动来创设情境,沪科版是汽车发动机的燃料作为情境,人教版的情境导入是有关酵母菌酿酒,与后面探究酵母菌细胞的呼吸方式遥相呼应,实现了情境素材和内容素材的统一性。从问 题的设计上来看,人教版的问题设计指向酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸,问题设计清晰、明确且体现了连续性、进阶性。从情境导入的系统性和问题的指向性、进阶性来看,人教版设计的情境和问题更胜一筹。建议教学中可以根据实际情况有选择地运用。 2.探究酵母菌的呼吸方式 “细胞呼吸”对应课程标准的要求为: 2.2 细胞的功能绝大多数基于化学反应,这些反应发生在细胞的特定区域;2.2.4 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 对应的教学提示、学业要求分别是: 探究酵母菌的呼吸方式;从物质与能量视角,探索呼吸作用,阐述细胞生命活动过程中贯穿物质与能量的变化(生命观念、科学思维科学探究)。要求学生掌握探究酵母菌呼吸方式的实验原理和过程,掌握细胞呼吸的概念,有氧呼吸的念及具体的过程,无氧呼吸的概念及具体的过程。 五版新教材中都设置了探究酵母菌的呼吸方式。不同版本教材相应栏目的名称和实验主题名称等不尽相同( 表 2)。 在实验思路方面,人教版清晰地呈现探究实验的一般思路: 提出问题→作出假设→设计实验(参考资料)→进行实验→得出结论、交流讨论，其他版本教材则没有或者不清晰。在实验的性质、主要实验仪器、实验分级方面的对比分析如表3,其中全程性 探究实验是指学生自主探究,即“怎样”检验自己对“有什么”和“为什么”作出解释;部分性探究实验是指学生执行计划和得出结论,即只参与“干什么”和“发现什么”的探究过程"。 基于教学提示和学业要求,建议使用其他版本的教师可以采用人教版的全程性探究实验，同时呈现探究实验的一般研究步骤。北师大版和沪科版在实时数据采集方面都是定量的方式,能够基于数据证据的形式来体现有氧呼吸和无氧呼吸的差异性。建议教师在教学中可采用沪科版的定量实验,如果实验条件有限，可以采用北师大版定量实验装置进行实验(图1)。 第一,教材的表述逻辑不同。北师大版本的教材是先以资料1的形式呈现辅酶I的发现、辅酶I分为NAD+和 NADH 为两种状态以及它们的功能;接着以资料2的形式呈现糖酵解过程中能量的产生过程，以及NAD+与电子和 H+结合形成 NADH 的过程。以[H]的详细讲解来引入无氧呼吸和有氧呼吸的具体过程。其他版本教材都是平铺直叙先讲解有氧呼吸的概念及具体的三个阶段,后讲解无氧呼吸的概念和具体的过程其中,苏教版增加了有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别这部分内容。 第二，内容选择上的差异。北师大版与其他版本的教材差异比较大,它比较详细地介绍了柠檬酸环、呼吸链,同时还专门阐述影响细胞呼吸速率的因素。 第三,图片和文字呈现的形式差异很大。人教版呈现了线粒体电镜照片(放大 45000 倍)、有氧呼吸过程示意图,文字的表述方面清晰、简练; 北师大版阐述得清楚、详细,分别呈现了无氧呼吸的过程、参与丙酮酸氧化的几种有机酸、有氧呼吸的第三阶段、有氧呼吸的全过程、有氧呼吸第二阶段某些有机酸与其他物的转化关系等5幅图片或者示意图。其他版本的教示意图和图片比较接近人教版的特点。 第四,拓展知识、生产生活的联系和科学史等方面也存在不同( 表 4)。 在把教材的逻辑变成教学的逻辑时,建议使用北师大版的教学逻辑,以资料呈现事实的视角从辅酶I的种类、功能以及与呼吸作用的联系作为一个切入点，来解释有氧呼吸和无氧呼吸的具体过程和原理,这样比较符合学生的一般认知规律;在内容的选择上,建议使用北师大版的图示和人教版的简练的文字解释;在科学史和实验原理的结合方面，建议使用北师大版的科学史,基于丰富的事实性的科学史能够更好地构建知识图谱。 学科网（北京）股份有限公司 $$