高中生物必修一“分子与细胞”模块“细胞的代谢”教学研究
【主持人】 陈月艳（北京四中，高级教师） 【嘉 宾】朱正威（北京师范大学，教授，生物特级教师）
张 华（北京教育科学研究院，高级教师）
第一讲
一、课标中《细胞的代谢》的教学内容及要求
陈月艳： 我们在第一讲的学习中，初步分析了第一模块的知识体系， 那么细胞的代谢一章具体包括哪些内容？为什么要安排这些知识内容，课标的要求是什么？我们一起来简要分析一下。
具体内容标准 活动建议
1．说明物质进出细胞的通过模拟实验探究膜方式 的透性
观察植物细胞的质壁
分离和复原
说明酶在代谢中的作用
探究影响酶活性的因
解释 ATP 在能量代谢中素 的作用
说明光合作用以及对它的认识过程 研究影响光合作用速率叶绿体色素的提取和的环境因素 分离 说明细胞呼吸，探讨其原探究酵母菌的呼吸方理的应用 式
专家（朱正威）评议： 细胞代谢既然是活细胞内发生的一系列化学反应的总称，
其过程的复杂性不言而喻。显然高中生物课程里只能涉及到细胞内的一些最重要的和最基本的代谢过程。也因为细胞内的化学反应都会有物质和能量的变化，因此关于细胞代谢的核心内容至少要包括以下几个基本方面：细胞与外界环境进行物质和能量的交换；细胞代谢过程中的最基本的能量变化、物质变化即光合作用和呼吸作用。
问题1： 我们过去使用的高中生物教材，通常是细胞的结构和功能一章，新陈代谢独立成章而和细胞的结构和功能独立分割开来。新教材把细胞的代谢放在分子与细胞模块中，成为细胞教学内容的一部分，为什么这样安排呢？ 专家（朱正威）评议： 《分子与细胞》单元要渗透和贯穿的基本思想之一是“细胞是生命的基本单位”。在学习了细胞的分子组成和细胞的结构之后，学生必须要知道细胞是如何生活的，才能理解细胞的生命活动和生物体的生命活动之间的联系，从而理解为什么细胞是生命的基本单位。所以新课标教材的这种知识体系的安排还原了知识之间内在联系的本来面目。 也更好地体现了结构与功能的统一。
问题 2 ： 和以往教材相比，为什么没有植物水盐代谢和动物的三大类营养物质代谢的内容？
专家（张华）评议： 本章内容主要是在细胞水平上阐明新陈代谢，在初中学过植物宏观水平上的水和无机盐的吸收和作用的基础上，植物的水分代谢和无机盐的代谢最核心的问题是细胞对 这些物质的摄入和利用问题 ，这在物质进出细胞的章节已涵盖了这些内容，比如细胞的渗透吸水、对无机盐的主动吸收等；以往教材探讨三大类物质的代谢的最重要的目的并不是让学生记忆复杂的三大类营养物质的转化过程，而是让学生认识到细胞内的代谢是复杂的，物质之间是可以相互转化的。而这个转化的核心和枢纽就是细胞呼吸，所以细胞呼吸的内容已经可以体现出这一点。
归纳起来，这一章的课标内容安排上可以很好地体现以下几个方面： 体现细胞是生命的基本单位 体现细胞代谢的特点
体现细胞代谢最核心的物质和能量变化
二、《细胞的代谢》教学目标分析
陈月艳： 通过这一章的这一些内容的学习，应该达到什么目标呢？
在课标的内容标准中，既列出了课程内容，也用行为动词列出了学习目标。但是这种目标的陈述还是比较概括和笼统的。教师要在教学中实现这样相对宏观的目标，恐怕要明确每一个内容下具体的教学目标。
比如关于 ATP ，课标中的表述是“解释 ATP 在能量代谢中的作用”，即要说明为什么 ATP 是细胞代谢的能量“通货”，为了达到这一目标，我认为具体的目标应该包括：说出 ATP 的结构成分及和能量储存与释放有关的结构特点、说出动植物体内 ATP 的来源，从而明确 ATP 和光能以及储能的有机物之间的关系、
说明 ATP 与 ADP 之间的转化条件，举例说明 ATP 的生理作用（参与的生命活动）。
而对于光合作用的教学，为了达到课标中“说明光合作用以及对它的认识过程、研究影响光合作用速率的环境因素”的知识目标，具体的知识教学目标可以是： ① 分析光合作用发现史中科学家们的相应实验 ，阐明什么是光合作用 ② 进行叶绿体色素的提取和分离实验，说出色素的种类和作用 ③ 概述光合作用的大体过程，阐明光合作用的实质
④ 分析光、二氧化碳浓度、温度、矿质元素对光合作用的影响 ⑤ 举例说出生产上提高光能利用率的措施。
细胞代谢的内容在本模块和生物学知识体系中非常重要，而且对学生能力的培养也是全方位的。
专家（张华）评议能力目标： 科学探究能力：通过科学发现史的学习（如光合作用发现史、酶的发现史）让学生体会科学研究和科学思维的方法；通过一系列的实验，如通过模拟实验探究膜的透性、观察植物细胞的质壁分离和复原、探究影响酶活性的因素、叶绿体色素的提取和分离、探究酵母菌的呼吸方式等实验，利用探究学习的方法获取知识的同时，提高科学研究的能力。
陈月艳： 新陈代谢是生命的基本特征，这一章内容能够让学生更好地理解什么是生命，在这一章的学习内容从情感态度价值观方面是不是能够让学生更好地体会生物学的主题思想呢？
专家（朱正威）评议： 是的，从学科思想上，尤其以下三个方面应该是教学中应该关注的：（一）“结构与功能相统一”的观点：“细胞的代谢”教学内容，是在阐明细胞结构的基础上进一步阐明各种细胞结构的功能。所以，本单元知识能够很好地体现生物体细胞水平上的结构与功能相适应的特点，是渗透结构与功能相统一的生物学思想的良好素材。如细胞膜结构与其选择性控制物质进出细胞功能的适应、线粒体、叶绿体内丰富的膜系统与其能量转换功能的适应、 ATP 和酶的化学结构与功能的适应等。（二）“细胞是一个基本的生命系统”的思想，在细胞结构的教学中，从细胞结构的有序性和和功能的协调统一方面要渗透系统论的思想 , 而本单元则强调细胞是一个可以不断地与外界环境进行物质和能量交换的开放的系统，从而维持其结构的有序性和正常的生命活动。（三）生命的多样性和统一性认识。
三、《细胞的代谢》教学策略概述
陈月艳： 根据以上分析，为了能够更好地实现教学目标，在教学中应该注意哪些问题、采取哪些教学策略呢？
张华老师： 简要概括本章教学需要注意的问题 (1)重视初高中知识的衔接，理论联系实际
通过初中课程的学习，学生对生物体与外界环境之间的物质交换及个体水平的代谢有了一定程度的理解。 ⑵ 重视科学史的教学
比如人们真正开始研究和认识光合作用的过程经历了几百年的历史，这其中所经历的 步步深入的科学研究过程蕴涵了丰富的科学教育营养，许多尚待解决的未知问题又是激发学生从事科学研究兴趣的有利素材。故标准中要求“说明光合作用的认识过程”，显然教学中不可避免的是光合作用的发现史教学。 ⑶ 重视实验教学
在课标所列 5 个建议活动中，有 3 个内容或者是不同版本教材中实验的具体方法是过去教材不曾出现的。 通过模拟实验探究膜的透性、探究影响酶活性的因素、探究酵母菌的呼吸方式。
实验需要提前准备什么？过程中需要注意哪些问题？实验教学的程序怎样？都是教师需要注意的问题。简介上述实验教学的准备和组织需要注意的问题：通过模拟实验探究膜的透性、透吸膜的选择透性实验、玉米胚的染色实验。 ⑷ 物质和能量的变化是本章教学的核心线索
本章教材内容在学习细胞代谢的条件既酶和 ATP 的基础上，主要通过细胞内最重要和基本的代谢光合作用和呼吸作用来体现细胞内的新陈代谢过程和一般特点，教学中以合成代谢和分解代谢物质和能量的变化为核心线索，让学生体会细胞代谢的一般规律。 ⑸ 注重学科间的联系
自然科学是一个统一的物质，物理、化学、生物基本思想、基本研究方法、基本内容之间有着密切的联系，加强学科间的横向联系，利于学生理解科学的本质、科学的思想方法和统一的科学概念和过程，建立科学的自然观。而本章内容更多地涉及生物化学的知识也涉及到物理的知识，教师在教学中要注意尽量好地去整合。
⑹ 注重理论联系实际，落实科学、技术、社会相互关系的教育， 比如酶的知识的应用、提高光能利用率的措施、呼吸作用原理的应用等。
