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对“新陈代谢概念及基本类型”教学的思考

对“新陈代谢概念及基本类型”教学的思考

概念教学是生物教学的重要组成部分,因为理解生物 科学的核心概念是掌握生物科学的基础,是形成科学思维的 正确途径。新陈代谢是高中生物学最复杂、最抽象的概念之 一,本文通过“新陈代谢概念及基本类型”一节课的研究, 主要探讨学生获得概念的基本途径和概念教学的基本策略。

一、教材分析

“新陈代谢的基本类型”一节,包含“新陈代谢的概念” 和“新陈代谢的基本类型”两个知识点。其中, “新陈代谢 的概念”是一个非常抽象、复杂的概念体系,涉及代谢的过 程、性质、方向、实质、意义等概念要素,是对前面所学内 容(酶、ATP、光合作用、细胞呼吸、人和动物体内三大 营养物质代谢等)的高度概括和总结。 “新陈代谢的基本类 型”是根据新陈代谢的两个相反方向(同化作用和异化作 用) ,对不同生物的代谢特点进行分类归纳。整节内容除了 化能合成作用外,其余都是初中生物学学习过的相关知识和 本章内容的高度概括。另外,该节内容还与生态系统的结构 和功能、内环境的稳态等知识有着密切的联系。

二、目标定位

1. 知识目标 1)从化学变化的性质的角度,明确细胞内的化学变化包 括物质代谢和能量代谢两个方面,说出物质代谢的内涵(一 个交换,一个转变)和能量代谢的内涵(一个交换,一个转 移) 。 2)从代谢方向的角度,明确代谢包括同化作用和异化作 用两个方面,领悟同化与异化之间的对立统一关系,把握新 陈代谢的实质,领会新陈代谢的意义。 3)从代谢过程的角度,认识生物体的代谢活动发生在机 体与环境之间以及细胞内部。其中,细胞内部的物质转变和 能量转移是代谢核心。 4)根据典型事例将同化作用和异化作用加以分类归纳。 2. 情感目标 1)结合同化与异化的对立统一关系等内容,接受辩证唯 物主义思想的教育。 2)结合代谢类型的有关知识,体会生物学的科学价值。 3. 技能目标 1)以新陈代谢的概念体系为例,接受概念学习方法的训 练;以代谢类型知识为载体,接受组织策略的训练。

2)剖析同化与异化的对立统一关系, 培养辩证思维能力。

三、教学组织

鉴于上述分析,教学设计应紧紧围绕所设定的教学目标 组织教学内容,让学生历经概念的形成或同化过程,建立新 陈代谢的概念,剖析新陈代谢的概念要素,并将其整合为一 个有机的概念体系;通过引导学生在具体情境中运用概念, 促进对概念的深刻理解,从而接受概念学习方法的训练。 1. 新陈代谢概念的学与教。概念的获得,实质上就是要 理解一类事物的共同的本质属性。学生获得概念有概念形成 和概念同化两条基本途径。所谓概念的形成,是通过分析大 量的具体实例,概括出其共同的本质属性,概念获得途径为 “具体―抽象” ;所谓概念的同化,就是运用学习者认知结 构中原有的概念,以定义的方式直接向学习者提示概念的关 键特征, 从而使学习者获得概念的方式, 概念获得途径为 “抽 象―具体―抽象” 。 概念的获得既然有概念形成和同化两种方式,那么概念 的教学也可以采取相应的两种方法。一种方法是先向学生呈 现某个概念的具体实例,然后要求他们分析概括,归纳出相 应的定义。另一种方法是先给学生一个概念的定义,然后要 求他们识别具体实例,分析这些实例是如何代表这一定义

的,最后,根据具体实例,再次陈述和讨论这一定义。 新陈代谢是一个高度抽象和概括的概念,在学生认知结 构中,没有用以同化的上位概念,但已习得了酶、ATP 与新 陈代谢的关系、绿色植物的新陈代谢、动物和人体的三大营 养物质的代谢、细胞呼吸等具体的代谢知识,因此适合于采 用概念形成的途径来获得概念。教学时引导学生回顾已学过 的植物代谢和人体代谢的核心知识,从而进入概念形成过 程。然后组织学生思考、讨论: 1)植物、动物和人体新陈代谢都包含物质代谢和能量代 谢两个方面,物质交换和能力交换发生在什么和什么之间? 物质转变和能量转变主要在哪里进行?物质代谢和能量代 谢之间有何关系?并完成下列表格。

2)假若植物的光合作用强度等于呼吸作用强度,植物能 否表现出生长现象?为什么?在人的一生中,体内的蛋白质 在什么时期合成大于分解?在什么时期分解大于合成?临 床上如何测定蛋白质代谢是否达到动态平衡? 3)指导学生阅读教材,把握同化作用和异化作用的概念 要点,并结合上面两幅代谢图解,确认哪些过程属于同化作 用?哪些过程属于异化作用?同化作用和异化作用在物质 和能量上有何联系?并完成下列表格。

4)不论是同化作用还是异化作用,其物质代谢和能量代 谢主要在细胞内进行的,因此,新陈代谢的实质是什么?从 而让学生领悟新陈代谢概念的本质属性是发生在细胞内的 一系列高度有序的酶促反应,而酶的种类决定了代谢的方 向。 5)假若生物体只进行同化作用而不能进行异化作用,或 只进行异化作用不进行同化作用,或异化作用大于同化作 用,生物体能否进行正常的生长、发育、繁殖等生命活动? 由此可见,生物体进行新陈代谢有何意义? 6)最后,师生将新陈代谢概念的 5 个要素整合如下:

2.新陈代谢类型的学与教新陈代谢的基本类型是根据代 谢两个相反的方向,对不同生物的代谢类型进行分类归纳, 属于新陈代谢概念的外延部分。学生容易将自养型与异养 型、光能自养型与化能自养型等相关概念混为一谈。原因在 于他们没有搞清分类的依据,以及如何进行分类。有效的教 学策略是先让学生建立起同化作用、异化作用、自养型、异 养型等核心概念,再让他们运用组织策略自主地进行分门别 类、归纳概括,教师只可适时指导,不可包办代替。 1)根据上面两幅代谢图解思考,植物和人体的同化作用 方式有何不同?完成下列比较表,并让学生根据比较,尝试 给自养型、异养型的概念下定义。下定义的过程,就是通过

分析具体的实例,概括概念本质属性的过程,能够有效地训 练学生比较分析、概括抽象的能力和语言表达能力。

2)当学生建立起自养型和异养型的概念后,应及时地在 实际情境中运用概念,以促进对概念的深刻理解。教学实践 表明,在实际情境中运用概念,学生会感到更加亲切,学习 概念的积极性就会倍增。事实上,运用概念于实际是一个概 念具体化的过程,而概念的每一次具体化,都会使概念进一 步丰富和深化,对概念的理解就更完全、更深刻。 向学生呈现下列反应式,并判断光合细菌和硝化细菌的 同化作用方式属于自养型还是异养型?二者的同化作用方 式有何不同?并完成下列比较表:

红螺菌在没有有机物的情况下,可以利用光能,固定二 氧化碳合成有机物;在有有机物的条件下,它又可以利用有 机物进行生长。请判断其同化作用代谢类型。 3)请根据同化作用方式不同,对不同生物的代谢类型进 行分类归纳,并思考:假若地球上自养型生物大量减少,对 异养型生物的生存是否有影响?为什么?设置这一问题,目 的在于拓展学生视野,使其站在生态系统的高度去理解自养 型与异养型生物之间的相互依存关系,并认识到自养型生物 是一个生态系统赖以生存发展的基础。

这样,经过了上述3次概念的具体应用,学生已经牢固 地建立起自养型和异养型的概念,并把握了二者的本质区 别。 (责任编辑:张华伟)


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