第4节 能量的获得（表格式教学设计）科学浙教版九年级上册

该初中科学教学设计聚焦“能量的获得”，核心知识点涵盖有氧呼吸、无氧呼吸及生物呼吸器官多样性。通过提问食物与氧气到达体细胞后的变化导入，衔接已学的消化、呼吸、循环系统知识，搭建前后关联的学习支架。 这份资料特色鲜明，结合运动后酸痛、发酵食品等生活实例帮助理解抽象的呼吸作用，体现科学观念的应用。通过比较有氧与无氧呼吸异同培养科学思维，多样呼吸器官案例渗透结构与功能相适应观念，实验探究和读图活动提升探究实践能力，教学反思的改进建议增强实用性，助力教师高效教学与学生核心素养提升。

第4节 能量的获得（教学设计） 年级 九年级 授课时间 课题 第4节 能量的获得 学情 分析 本节内容选自浙教版九上第4章第4节，本节主要内容：有氧呼吸、无氧呼吸、多样的呼吸器官。教材围绕“能量的获得”这一核心概念，通过层层递进的结构展开。首先从人体生命活动的基本能量需求切入，阐述有氧呼吸作为主要能量供应途径的生理过程及其普遍性。随后引入无氧呼吸作为特殊条件下的能量补充机制，并结合运动生理与植物生理的实例，建立理论与生活实践的紧密联系。教材进一步将呼吸作用的概念拓展至微生物发酵，体现生物界能量代谢方式的多样性。最后通过比较不同动物类群的呼吸器官适应特征，系统阐释生物结构与功能对环境适应的统一性。整体设计注重通过案例分析、读图思考和比较归纳等方法，引导学生构建完整的能量获取知识体系，培养其生物学核心素养。 在知识基础与认知层面学生在此之前已经学习了消化系统、呼吸系统和循环系统的基础知识，对营养物质吸收、气体交换和物质运输有了初步认识。九年级学生具备一定的抽象思维能力，能够理解细胞水平的生理活动，但将宏观生命现象与微观代谢过程相联系仍存在困难。学生可能混淆呼吸运动与细胞呼吸的概念，对能量转换的抽象过程理解不足。学生在生活中对运动后肌肉酸痛、食品发酵等现象有感性认识，这为理解无氧呼吸和微生物发酵提供了经验基础。然而，对于不同生物呼吸方式的适应性特征，学生缺乏系统比较的意识，需要教师引导建立进化与适应的生物学观念。本节的教学难点在于：如何帮助学生构建从有机物分解到能量释放的完整认知路径；如何理解有氧呼吸与无氧呼吸的本质区别与联系；如何从细胞层面理解多细胞动物的呼吸器官适应性特征。教学中应充分利用学生的前概念，通过实验探究、模型构建和比较分析等方法，促进学生对能量代谢形成系统认识。 本节内容拟用1课时完成。 教学 目标 科学观念：知道细胞呼吸的含义，懂得有机物的氧化分解是生命活动所需能量的来源；列举人体及植物进行无氧呼吸的实例，比较其与有氧呼吸的异同点；举例说明在不同环境中生活的动物获得氧气的方式不同。 科学思维：通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点，进一步培养分析归纳的能力；通过了解不同动物多样的呼吸器官，进一步建立结构与功能相适应的科学思想。 探究实践：能通过观察实验，分析、归纳获取知识，培养科学探究的能力；培养学生合作学习的能力。 态度责任：培养学生对科学的求知欲，培养学生用科学指导生活的良好思维品质。 教学 重难点 重点：有氧呼吸和无氧呼吸 难点：呼吸作用实质 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 食物中的营养物质经消化吸收、空气中的氧气经呼吸，通过循环系统到达体细胞。这些物质需要经过怎样的变化转化为人体需要的能量呢？ 这些物质最终要在体细胞内经历复杂的呼吸作用，才能实现为人体各项生命活动提供能量。  知道物质经过呼吸作用才能为人体提供能量 新 知 讲 授 一、有氧呼吸 什么是呼吸作用？ 呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物，并释放出能量的过程。 呼吸作用、呼吸运动和呼吸一样吗? 呼吸：人体与外界环境之间进行气体交换的总过程。 呼吸运动：胸廓有节律地扩大和缩小。 物质燃烧也是物质的氧化分解。燃烧和细胞呼吸有何异同呢? 糖类、脂肪等物质在人体细胞内彻底氧化分解所释放出的能量，与在体外燃烧所释放的能量是大致相同的，且都属于氧化反应。 只是体内细胞内的氧化过程进行得更缓慢，而燃烧在人体外进行且更为剧烈。 有氧呼吸 在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多的能量，这种呼吸作用方式叫做有氧呼吸。 有氧呼吸是呼吸作用的主要方式 糖类 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 → 主要 脂肪 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量 → 一部分 蛋白质 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 含氮废物 + 能量 → 极少数 二、无氧呼吸 无氧呼吸 细胞在缺氧的条件下，将糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物，释放少量能量的过程称为无氧呼吸。 当你全速奔跑几百米后，你的两条腿会有什么感觉？为什么会有这样的感觉？ 酸疼的感觉 高等动物的呼吸作用 人体在剧烈运动时，肌肉细胞急需大量能量的供应，这时，虽然呼吸运动和血液循环都大大增加了，但仍不能满足肌肉组织对氧的需求，以致肌肉处于暂时相对缺氧的状态，于是细胞就会进行无氧呼吸产生乳酸，并产生少量的能量。 表达式：葡萄糖 乳酸 + 能量（少量） 无氧呼吸是机体对能量需求的一种暂时补充 不仅人的肌肉在暂时缺氧的情况下会进行无氧呼吸，释放出一些能量，其他生物也能进行无氧呼吸。 水果储存久了，你会闻到什么气味？ 若有若无的酒味 这是为什么呢？ 高等植物的无氧呼吸 高等植物在缺氧（如水淹）的情况下，也能进行短时间的无氧呼吸，即糖类被分解为酒精和二氧化碳，并释放少量的能量。 表达式：葡萄糖 酒精 + 二氧化碳 + 能量（少量） 水果初期产生酒味是因为植物细胞的无氧呼吸产生酒精 酒精在植物细胞内的过多积累会对细胞产生毒害作用 思考与讨论 1.水稻等植物长期淹水后，容易出现“烂根”现象，你能解释这一现象吗？ 水稻等植物长期淹水后，造成根部缺氧，无法进行有氧呼吸，而无氧呼吸会产生酒精，酒精在细胞内过多积累会对细胞产生毒害作用，造成“烂根”。 2.大多数动、植物都将有氧呼吸作为呼吸作用的主要方式，为什么？ 一是无氧呼吸产生的能量较少； 二是无氧呼吸的产物对大多数动植物有一定的毒害作用。 一般来说，进行无氧呼吸的生物中，动物体内产生乳酸，植物体内产生酒精，但是也有特例，如马铃薯块茎、甜菜块根、胡萝卜叶和玉米胚在进行无氧呼吸时产生乳酸。 微生物的无氧呼吸 有些微生物能长期进行无氧呼吸，微生物的无氧呼吸称为发酵。 根据无氧呼吸的产物不同，微生物的发酵方式也不同 微生物发酵 乳酸发酵：葡萄糖 乳酸 + 能量(少量) 酒精发酵：葡萄糖 酒精 + 二氧化碳 + 能量(少量) 发酵的用途 乳酸发酵：制作酸奶、泡菜、酸菜等 酒精发酵：酿酒等 有些微生物在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下则能进行无氧呼吸，如酵母菌。人们将酵母菌的这一特点，分别应用于制作面包和酿酒等。 读图 1．葡萄为什么会变成酒？酒桶为什么要密封？酿酒过程发生的主要变化是什么？ 经过酵母菌的无氧呼吸，会生成酒精，所以葡萄会变成酒。 因为要使酵母菌进行无氧呼吸，所以酒桶要密封。 酿酒过程发生的主要变化是葡萄中的糖变成酒精。 2.你还知道哪些人类利用微生物发酵进行生产的例子？ 三、多样的呼吸器官 动物要依靠食物和氧气维持生命。在不同环境中生活的动物，获取氧气的方式也不同。你知道生物都有哪些呼吸器官吗？ 无脊椎动物 低等无脊椎动物：如草履虫、变形虫等。只靠体表与外界环境进行气体交换。 较高等的无脊椎动物：出现了专门具有呼吸功能的器官，如对虾用鳃呼吸、蝗虫用气管呼吸等。 脊椎动物 鱼类：鱼类在水中是用鳃进行呼吸的。 鱼的鳃位于咽的两侧，鳃盖关闭时，水从张开的口流入咽，接着口关闭，口腔收缩，压迫水流通过鳃并从立即张开的鳃盖后缘流出。虽然水中的氧气含量很低，但由于水流不断通过布满血管的鳃，鱼类还是能获得足够的氧气的。 两栖类 陆生脊椎动物的体内已经有专门的呼吸器官——肺。 两栖动物的肺较简单，如青蛙的肺仅是一层薄壁的囊，呼吸功能较差，还需要通过皮肤的辅助才能获得足够的氧气。 爬行类、鸟类、哺乳类 爬行类、鸟类和哺乳类动物在适应陆地生活的同时，肺的结构里出现了肺泡，这在很大程度上增加了气体交换的面积。由于鸟的肺结构十分致密并与特殊的气囊相通，使得它可以为鸟类的飞行提供充足的氧气。 了解呼吸作用的概念，呼吸作用、呼吸、呼吸运动的区别 了解有氧呼吸的概念、表达式 了解无氧呼吸的概念 知道人体无氧呼吸的产物 了解高等植物无氧呼吸的产物 了解微生物的无氧呼吸 了解生物呼吸器官的进化及其多样性 课 堂 小 结 1. 有氧呼吸 （1）呼吸作用是指在细胞内氧化分解糖类、蛋白质和脂肪等有机物并释放出能量的过程。 （2）有氧呼吸 在氧气的参与下，有机物的分解较为彻底，并释放出较多的能量，这种呼吸作用方式叫做有氧呼吸。 有氧呼吸文字表达式 ：葡萄糖 + 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量（大量） （3）人体能量来源：在一般情况下，人体每天进行各种生理活动所需的能量大多来源于糖类，也有一部分来源于脂肪，极少数来源于蛋白质。 2.无氧呼吸 （1）无氧呼吸 细胞在缺氧的条件下,将糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物,释放少量能量的过程称为无氧呼吸。 （2）人体（动物）的无氧呼吸 葡萄糖乳酸 + 能量（少量） 意义：是对能量需求的一种暂时补充。 （3）植物的无氧呼吸 葡萄糖酒精 + 二氧化碳+能量（少量） （4）微生物的呼吸作用 ①无氧呼吸：有些微生物能长期进行无氧呼吸，微生物的无氧呼吸被称为发酵，如人们可利用乳酸菌的发酵作用生产泡菜、酸奶等食品。 ②有氧呼吸：有些微生物在有氧情况下进行有氧呼吸，在无氧情况下则能进行无氧呼吸，如酵母菌。人们将酵母菌的这一特点，分别应用于制作面包和酿酒等。 3.多样的呼吸器官 （1）低等无脊椎动物，如草履虫、变形虫等，大多数都没有专门的呼吸器官，它们只靠体表与外界环境进行气体交换。从较高等的无脊椎动物开始,已经出现了专门的呼吸器官,如蝗虫用气管呼吸、对虾用鳃呼吸等。 （2）脊椎动物 鱼类在水中是用鳃进行呼吸的； 陆生脊椎动物的体内已经有专门的呼吸器官——肺； 两栖动物的肺较简单，如青蛙的肺仅是一层薄壁的囊，呼吸功能较差，还需要通过皮肤的 辅助才能获得足够的氧气； 爬行类、鸟类和哺乳类动物在适应陆地生活的同时，肺的结构里出现了肺泡，这在很大程度上增加了气体交换的面积。由于鸟的肺结构十分致密并与特殊的气囊相通，使得它可以为鸟类的飞行提供充足的氧气。 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写。） 教学反思 本节课整体教学效果良好，课堂氛围活跃，学生参与讨论积极，尤其在比较有氧呼吸与无氧呼吸异同的环节能结合生活实例深入思考，体现了良好的科学探究素养。但新课导入环节略显平铺直叙，未能充分激发学生兴趣，原因在于问题设置过于直接，缺乏情境铺垫；建议后续可结合剧烈运动后身体反应等更生动的生活场景进行导入，以增强学生共鸣与学习主动性。总体而言，学生在本课中展现了较好的科学思维水平。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $