第2节 呼吸作用教学设计-2025--2026学年北师大版生物七年级上册

该初中生物学教学设计围绕呼吸作用的过程原理，探究植物吸收氧气、释放二氧化碳、产生能量的现象，联系光合作用，以“地窖取菜”生活情境导入，打破“植物不呼吸”误解，引出科学探究。 以实验探究为主线，三个演示实验培养科学思维与探究实践能力，模型建构建立结构与功能观和物质与能量观，结合中耕松土等生活应用强化态度责任，助力学生提升探究能力，帮助教师高效落实核心素养。

在粮食贮藏、农田管理等方面的应用。本节课以实验观察为主线,强调科学探究思维的培养,体现了“从宏观到微观”“从现象到本质”的认知逻辑,是培养学生科学素养的重要载体。 【课时学情分析】 七年级学生已具备一定的观察能力和初步的实验操作经验,此前学习了植物的光合作用,知道植物能制造有机物并储存能量,但对能量如何被利用尚不清楚。部分学生可能存在“植物只进行光合作用,不进行呼吸”的误解,或认为“呼吸只是动物的事”。学生对于“细胞内的线粒体进行呼吸”这一抽象概念理解较难,需要借助直观实验和类比讲解帮助建构。此外,学生正处于形象思维向抽象思维过渡阶段,喜欢动手参与,因此设计以实验探究为核心的课堂活动,能够激发其兴趣,促进深度理解。通过小组合作完成假设提出与实验设计,有助于发展学生的科学思维与协作能力。 【课时设计思想】 本课以“能量去哪儿了?”为主线问题贯穿始终,构建真实情境下的探究式学习路径。基于新课标倡导的核心素养导向,采用“情境—问题—探究—建模—应用”的教学模式,将三个经典演示实验转化为学生可观察、可推理、可验证的认知阶梯。通过设置层层递进的问题链,引导学生像科学家一样思考:从蜡烛熄灭的现象推断氧气消耗,从石灰水变浑浊识别二氧化碳释放,从温度升高感知能量转化。在此基础上,鼓励学生迁移知识,自主设计实验验证植物其他器官的呼吸作用,实现由“学会”向“会学”的转变。同时注重学科融合,联系生活实例(如地窖安全、中耕松土),体现生物学的社会价值,强化责任意识。 【教学目标】 生命观念 1. 理解植物体所有活细胞都进行呼吸作用,建立“结构与功能相适应”的观念,认识到线粒体是细胞进行呼吸作用的主要场所。 2. 形成“物质与能量观”,明确有机物分解过程中伴随着能量的释放与转化,呼吸作用为生命活动提供动力。 科学思维 1. 能够基于实验现象(如蜡烛熄灭、石灰水变浑浊、温度上升)进行归纳推理,得出植物呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳、产生热量的结论。 2. 运用控制变量法设计实验方案,检验植物其他器官是否具有呼吸作用,提升科学探究中的逻辑思维能力。 探究实践 1. 通过观察教师演示实验,描述实验现象并分析原因,掌握基本的实验观察能力和记录方法。 2. 小组合作制定探究计划,选择合适材料(如根、叶、花等),尝试搭建简易装置验证呼吸现象,发展动手实践能力。 态度责任 1. 认识到呼吸作用原理在农业生产(如中耕松土)、食品储存(如低温低氧储粮)中的广泛应用,增强学以致用的意识。 2. 关注生活中与呼吸作用相关的安全问题(如进入地窖前测试氧气含量),树立科学防范风险的责任感。 【教学重难点】 【教学重点】 植物体进行呼吸作用的过程及其意义:即吸收氧气、分解有机物、释放二氧化碳和能量;理解呼吸作用为植物各项生命活动提供能量。 【教学难点】 理解呼吸作用发生的细胞场所是线粒体,掌握呼吸作用的化学反应式;设计并实施探究植物其他器官呼吸作用的实验方案,合理设置对照组与变量控制。 【教学课时】 1课时(45分钟) 【教学策略】 采用情境探究法创设问题情境,激发认知冲突;运用合作探究法组织学生分组讨论与实验设计;结合讲授法系统讲解呼吸作用的原理与反应式;实施议题式教学围绕“植物是否也需要呼吸?”展开思辨交流。学法上倡导自主学习、合作学习与探究学习相结合,强调证据意识与科学推理。 【教学准备】 教师准备:萌发的绿豆种子、煮熟冷却的绿豆种子、广口瓶、蜡烛、火柴、澄清石灰水、试管、保温瓶、温度计、加水排气装置、PPT课件。学生分组实验材料包(含塑料瓶、气球、小烧杯、标签纸等)。提前一天布置三组演示实验。 【教学过程】 教学环节 教学活动 设计意图 教师活动 学生活动 一、情境导入 引发思考 一、创设生活情境,提出核心问题 (1)讲述真实故事,激发兴趣: 同学们,请听一个真实发生的故事:北方农村的王大爷每年冬天都会把白菜、萝卜储存在自家的地窖里。有一天他要下去取菜,刚打开窖门就闻到一股闷味,于是他没有贸然进入,而是先把一根点燃的蜡烛用绳子慢慢吊进地窖深处。结果发现蜡烛很快就熄灭了!王大爷立刻意识到危险,没有下窖。大家猜猜看,为什么蜡烛会熄灭?这说明地窖里的空气有什么问题? (2)引导深入思考,建立联系: 如果我们人直接进去会怎么样?可能会窒息甚至危及生命。那这些蔬菜自己会不会也需要氧气呢?它们是不是也在悄悄地“呼吸”?今天我们就要揭开这个谜底,一起来探究植物的呼吸作用。 (3)板书课题,明确任务: 在黑板上工整书写课题《第2节 呼吸作用》,并告诉学生:“今天我们要像科学家一样,通过一系列实验来观察植物是如何呼吸的,它和我们人类的呼吸有什么异同。” 1. 认真倾听教师讲述的地窖故事,产生好奇与疑问。 2. 积极思考并回答:蜡烛熄灭可能是因为地窖里缺少氧气;人进去可能会缺氧。 3. 提出猜想:植物也可能需要氧气,会进行呼吸作用。 4. 明确本节课的学习主题,带着问题进入学习状态。 利用贴近生活的案例引发认知冲突,激发探究欲望;通过提问引导学生将植物与自身呼吸联系起来,打破“植物不呼吸”的迷思观念;自然引出课题,明确学习方向。 二、实验观察 现象探究 一、演示实验1:种子萌发时吸收氧气 (1)、展示实验装置,介绍材料: 教师出示图4-11。 甲瓶装有等量正在萌发的绿豆种子,乙瓶装有等量煮熟后冷却至室温的绿豆种子。强调两组种子数量相同、初始状态一致,唯一不同的是生命力活性。解释煮熟的种子作为对照组,因其细胞已死亡,无法进行生命活动。 (2)进行实验操作,引导观察: 教师点燃一支短蜡烛,先放入乙瓶中,火焰持续燃烧;再取出,迅速将同一支燃烧的蜡烛放入甲瓶中,火焰立即熄灭。提醒学生注意对比两次实验现象的差异。 (3)组织讨论分析,得出结论: 提问:“蜡烛在甲瓶中为什么会熄灭?”引导学生回忆燃烧条件——需要氧气。进而追问:“甲瓶中的氧气去哪了?”提示学生结合种子状态思考。最终师生共同归纳:萌发的种子进行生命活动时消耗了瓶中的氧气,导致蜡烛无法继续燃烧。从而得出结论:植物呼吸作用吸收氧气。 二、演示实验2:种子萌发时释放二氧化碳 (1)连接实验装置,说明原理: 教师展示图4-12: 甲、乙两瓶分别装有萌发种子和煮熟种子,瓶口配有带导管的塞子,导管另一端插入盛有澄清石灰水的试管中。介绍“加水排气法”:向瓶内缓慢加水,迫使瓶内气体经导管排入石灰水中。 (2)实施气体检测,观察变化: 先对乙瓶(煮熟种子)进行操作,排出气体通入石灰水,无明显变化;再对甲瓶(萌发种子)进行同样操作,学生清晰看到澄清石灰水逐渐变浑浊。及时提醒:“石灰水变浑浊是二氧化碳的典型特征反应。” (3)引导推理判断,形成认知: 提问:“为什么只有甲瓶的气体能让石灰水变浑浊?”引导学生分析:萌发的种子在呼吸过程中产生了新的气体——二氧化碳。由此得出第二个重要结论:植物呼吸作用释放二氧化碳。 三、演示实验3:种子萌发时释放能量 (1)设置保温环境,插入温度计: 教师展示两个保温瓶,甲瓶装萌发种子,乙瓶装煮熟种子,均插入温度计并密封。告知学生该装置已放置3–4小时。邀请两名学生上前读取并报告两瓶内的温度数值。 (2)公布实验数据,比较差异: 学生读数后,教师在黑板记录:甲瓶温度为28 ,乙瓶为22 。提问:“两瓶起始温度相同吗?现在哪个更高?多出的热量来自哪里?” (3)揭示能量转化,深化理解: 引导学生思考:有机物中储存着化学能,当种子呼吸分解这些有机物时,一部分能量转化为热能释放出来。因此,温度升高是呼吸作用释放能量的直接证据。总结第三个结论:植物呼吸作用产生热量。 1. 观察实验装置,区分实验组与对照组。 2. 集中注意力观看蜡烛燃烧实验,记录现象: - 乙瓶:蜡烛继续燃烧 - 甲瓶:蜡烛立即熄灭 3. 参与讨论,理解氧气被消耗的结论。 4. 观察气体通入石灰水的过程,描述现象: - 乙瓶气体:石灰水不变 - 甲瓶气体:石灰水变浑浊 5. 理解二氧化碳的检测方法及其意义。 6. 上前读取温度计示数,记录数据。 7. 对比温度差异,认同呼吸作用释放能量的观点。 通过三个连贯的演示实验,让学生亲眼见证植物呼吸作用的三大证据:耗氧、产二氧化碳、放热;培养观察、记录、分析实验现象的能力;渗透对照实验思想,强化科学探究的基本方法。 三、模型建构 概念生成 一、整合实验结论,提炼呼吸本质 (1)回顾实验现象,梳理知识脉络: 教师带领学生回顾三个实验的结果:甲瓶(萌发种子) 氧气减少 二氧化碳增多 温度升高。提问:“这些现象说明了什么共同问题?”引导学生总结:植物的生命活动需要分解有机物来获取能量。 (2)引入细胞视角,讲解作用场所: 进一步提问:“这些复杂的化学变化是在哪里发生的?”展示植物细胞结构图,指出线粒体是细胞的“动力工厂”。说明呼吸作用主要在线粒体内进行,需要酶的催化。 (3)呈现反应式,建立化学模型: 在黑板上规范书写呼吸作用反应式: 有机物(贮存能量) + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 并标注“线粒体”作为反应场所。逐项解释各成分含义:有机物通常指葡萄糖,能量一部分用于生命活动,一部分以热能散失。 (4)辨析常见误区,澄清错误认知: 提出问题:“有人说植物白天只进行光合作用,晚上才进行呼吸作用,这种说法对吗?”引导学生思考:呼吸作用是时刻不停的生命活动,无论昼夜都在进行。光合作用只在有光时发生,而呼吸作用全天候运行。二者并非互斥,而是共存于植物体内。 1. 跟随教师回顾实验,归纳呼吸作用的三个表现。 2. 观察细胞结构图,认识线粒体的功能。 3. 抄写呼吸作用反应式,理解每一部分的意义。 4. 思考并讨论昼夜呼吸问题,纠正错误观念。 5. 明白呼吸作用是持续不断的生理过程。 将零散的实验现象整合为系统的科学概念;从个体水平上升到细胞水平,帮助学生建立微观认知;通过反应式建模,提升抽象思维能力;及时纠正常见误解,巩固正确知识体系。 四、迁移应用 拓展探究 一、提出开放问题,驱动探究欲望 (1)设置探究议题: 教师提问:“刚才我们用种子做实验,因为它的呼吸作用很强。那么植物的其他器官——比如根、茎、叶、花、果实,它们能不能也进行呼吸作用呢?”展示新鲜胡萝卜根、绿叶、苹果果实等实物。 (2)指导科学假设: 提示学生参考教材提示:“萌发的种子能呼吸,煮熟的不能。”引导学生作出合理假设,例如:“我认为植物的根也能进行呼吸作用,因为它也是活的组织。” (3)组织小组合作,设计实验方案: 将全班分为若干小组,每组任选一种器官(如叶片、根段)作为实验材料。要求设计简单可行的实验来验证其是否具有呼吸作用。提示可借鉴前面实验的方法:可用蜡烛测试氧气消耗,用石灰水检测二氧化碳释放。 (4)巡视指导反馈,完善设计方案: 教师巡视各组,参与讨论,提醒关键点:必须设置对照组(如煮熟的叶片),控制变量(如材料质量、容器大小),确保实验可操作。选取1–2组分享方案,集体评议优化。 1. 观察实物材料,产生探究兴趣。 2. 小组讨论,提出假设,如“叶子也能呼吸”“果实会释放二氧化碳”。 3. 合作设计实验方案,绘制简图,列出步骤。 4. 推选代表汇报本组计划,接受同学提问。 5. 根据反馈修改和完善实验设计。 鼓励学生将所学知识迁移到新情境中,发展科学探究能力;通过自主设计实验,体验完整的科学探究流程;培养团队协作与表达交流能力;为后续课外实验或第二课时延伸打下基础。 五、联系生活 升华认知 一、解析生活现象,体现科学价值 (1)回应导入问题,首尾呼应: 回到开头的地窖故事,提问:“现在谁能完整解释为什么蜡烛会熄灭?”引导学生运用所学知识回答:蔬菜长期堆放进行呼吸作用,消耗大量氧气,释放二氧化碳,造成地窖内缺氧高碳环境,故蜡烛熄灭。 (2)拓展生产应用,增强责任感: 展示图片:农民给小麦田中耕松土、粮仓采用低温低氧储藏技术。提问:“为什么要这样做?”引导学生分析:松土是为了增加土壤氧气含量,保证根部正常呼吸;低温低氧可抑制种子呼吸强度,减少有机物消耗,延长保存时间。 (3)警示安全隐患,落实社会责任: 强调:“以后如果遇到类似地窖、深井等封闭空间,切勿贸然进入,应先做通风处理或用明火测试氧气浓度,这是非常重要的安全常识。” 1. 结合呼吸作用原理解释地窖现象。 2. 理解农业生产和日常生活中应用呼吸作用原理的具体措施。 3. 增强安全防范意识,懂得科学应对潜在风险。 实现知识闭环,强化记忆;凸显生物学知识在现实生活中的广泛应用价值;培养学生关注社会、服务生活的责任感和科学素养。 【作业设计】 一、基础巩固题 1. 植物进行呼吸作用的主要场所是_。 2. 呼吸作用的原料是_和_,产物是_、_和_。 3. 农民经常给作物松土,目的是为了促进根的_作用。 4. 储藏粮食时,常采用低温、干燥、低氧的方法,是为了_呼吸作用,减少有机物的消耗。 二、实验分析题 某同学设计了如下实验:取两个相同的广口瓶,甲瓶放入萌发的花生种子,乙瓶放入等量煮熟的花生种子,密封放置24小时后,将燃烧的木条分别伸入两瓶中,发现甲瓶中木条熄灭,乙瓶中木条继续燃烧。 (1)该实验的变量是_。 (2)乙瓶的作用是_。 (3)根据实验现象可得出的结论是_。 三、拓展探究题 请设计一个实验方案,验证新鲜菠菜叶是否进行呼吸作用。要求写出实验材料、实验步骤,并预测可能的现象和结论。(提示:可参考课本实验方法) 【板书设计】 第2节 呼吸作用 一、实验证据: 1. 吸收氧气 蜡烛熄灭 2. 释放二氧化碳 石灰水变浑浊 3. 释放能量 温度升高 二、概念定义: 植物吸收氧气,分解有机物,释放能量的过程。 三、反应式: 有机物(贮存能量) + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 线粒体 四、意义: 为生命活动提供动力 五、应用: 中耕松土 —— 保根呼吸 低温储粮 —— 抑制呼吸 地窖通风 —— 防止缺氧 【教学反思】 本节课以“地窖取菜”这一生活情境切入