《食物中能量的釋放》（教學設計）-2024-2025學年北師大版（2024）初中生物七年級下冊一、教材分析《食物中能量的釋放》是北師大版（2024）初中生物七年級下冊第4單元《人體的結構與生理》第8章《人體的能量供應》的課文。在此之前，學生已經學習了人體的營養物質等知識，知曉食物中含有多種營養成分。而本節課深入探討食物中的能量如何釋放，這是理解人體能量供應機制的核心環節，能讓學生從能量的角度認識生命活動的本質。通過對食物熱價的探究以及細胞呼吸過程的學習，為后續學習人體的呼吸作用以及新陳代謝等知識奠定基礎，有助于學生構建完整的人體生理知識體系。同時，該內容與日常生活緊密相連，能引導學生關注飲食與健康，將生物學知識應用于實際生活。二、教學目標（1）知識目標學生能夠闡述食物中儲存著能量，理解不同食物所含能量不同。準確描述食物熱價的概念，并能解釋其測定原理。清晰說明細胞呼吸釋放能量的過程和意義。（2）能力目標通過設計并實施測定某種食物熱價的實驗，培養學生的實驗設計、操作以及數據分析能力?；趯嶒灁祿拖嚓P資料的分析，提升學生歸納總結、邏輯推理和批判性思維能力。（3）情感態度與價值觀目標激發學生對生物學實驗探究的興趣，培養學生嚴謹的科學態度和團隊協作精神。使學生認識到合理飲食對維持人體能量平衡的重要性，養成健康的生活習慣。三、教學重難點（1）教學重點探究不同食物的熱價，理解食物熱價的含義。理解細胞呼吸的過程和實質，明確其在能量釋放中的作用。（2）教學難點設計科學合理的實驗測定食物熱價，分析實驗誤差產生的原因并加以改進。深入理解細胞呼吸過程中物質和能量的變化，建立物質與能量觀。四、學情分析七年級學生好奇心強，對生活中與食物相關的現象充滿興趣，且具備一定的觀察和思考能力。在之前的學習中，他們已掌握了一些基本的生物學知識和實驗操作技能，如使用簡單的實驗儀器等，但在實驗設計的科學性、嚴謹性以及對抽象概念的理解上還存在不足。教學過程中，教師需充分利用學生的好奇心，采用直觀教學、實驗探究等多種方法，引導學生積極參與，逐步培養學生的科學思維和探究能力，幫助他們克服學習中的困難，理解較為抽象的知識內容。五、教學準備實驗材料：花生種子、核桃種子、大米、酒精燈、解剖針、溫度計、試管、試管夾、量筒、清水、三腳架、石棉網等。多媒體課件：包含食物熱價測定實驗的動畫演示、細胞呼吸過程的動畫、相關圖片和數據資料、生活中能量消耗的實例等。制作細胞呼吸過程的相關模型，如葡萄糖分解的示意圖模型等，幫助學生直觀理解。準備課堂練習資料，包括練習題、討論題等，用于鞏固學生所學知識。六、教學過程（一）導入新課（創設情境）教師活動：展示運動員在賽場上激烈運動、學生課間跑步后氣喘吁吁以及人們日常工作等場景的圖片，提問學生：“大家在這些活動中都需要消耗能量，那這些能量是從哪里來的呢？”引導學生思考并討論。學生活動：學生觀察圖片，結合生活經驗，積極思考并回答能量可能來自食物。部分學生可能會提到吃了食物后感覺有力氣等生活感受。設計意圖：通過展示生活中常見的能量消耗場景，創設問題情境，引發學生對能量來源的思考，激發學生的學習興趣和求知欲，自然地導入本節課關于食物中能量釋放的主題。（二）食物中儲存著能量生活實例分析教師活動：列舉一些生活中常見的食物，如面包、肉類、水果等，提問學生：“當我們吃了這些食物后，身體會有什么變化？比如吃了面包后，過一會兒是不是感覺有力氣了？這說明了什么？”引導學生思考食物與能量的關系。學生活動：學生回憶生活中進食后的感受，回答吃了食物后身體會有能量，感覺更有精神、有力氣，從而認識到食物中儲存著能量。設計意圖：從學生熟悉的生活實例入手，讓學生通過自身感受理解食物中儲存能量這一抽象概念，降低學習難度，增強學生對知識的感性認識。實驗演示教師活動：進行一個簡單的實驗演示，將一粒干燥的花生種子放在酒精燈火焰上點燃，讓學生觀察花生種子燃燒的現象，提問學生：“花生種子燃燒時釋放出了什么？這些能量最初來自哪里？”學生活動：學生觀察花生種子燃燒發出光和熱的現象，思考并回答花生種子燃燒釋放出了能量，這些能量最初來自花生所儲存的能量。設計意圖：通過直觀的實驗演示，讓學生親眼看到食物中的能量以燃燒釋放光和熱的形式表現出來，進一步加深學生對食物儲存能量的理解，同時激發學生的探究欲望。（三）探究不同食物的熱價問題提出與引導教師活動：提出問題：“不同的食物所含的能量一樣多嗎？我們如何來測定食物中所含的能量呢？”引導學生思考并討論。展示一些常見食物的營養成分表，讓學生觀察不同食物的能量值數據，啟發學生思考如何通過實驗來驗證食物能量的差異。學生活動：學生觀察營養成分表數據，發現不同食物能量值不同，結合教師的問題，思考如何設計實驗測定食物能量。小組內積極討論，提出一些初步的想法，如通過燃燒食物加熱水，觀察水溫變化等。設計意圖：通過提出問題和展示數據，引導學生自主思考不同食物能量差異的驗證方法，培養學生發現問題、提出問題以及基于已有知識進行思考的能力，為后續實驗設計做鋪墊。實驗原理講解教師活動：講解食物熱價的概念，即1克食物氧化分解（或在體外燃燒）時所釋放的熱量。介紹本次實驗測定食物熱價的原理：利用食物燃燒釋放的能量加熱水，根據水溫的變化計算出食物釋放的能量。展示實驗裝置圖（包括試管、溫度計、燃燒的食物等），詳細講解實驗裝置的各部分作用以及實驗操作步驟和注意事項，如如何準確測量水的體積、如何固定食物使其充分燃燒、如何準確讀取溫度計示數等。學生活動：學生認真聽講，理解食物熱價的概念和實驗原理，觀察實驗裝置圖，明確實驗操作的要點和注意事項。對于不理解的地方，及時向教師提問。設計意圖：清晰地講解實驗原理和操作要點，讓學生在實驗前對整個實驗過程有全面、準確的認識，確保學生能夠順利進行實驗操作，同時培養學生嚴謹的科學態度和實驗操作技能。分組實驗探究教師活動：將學生分成若干小組，為每個小組提供實驗材料和儀器，如花生種子、核桃種子、大米、酒精燈、解剖針、溫度計、試管、試管夾、量筒、清水等。要求學生小組合作，按照實驗步驟，分別測定花生種子、核桃種子和大米的熱價。在學生實驗過程中，教師巡回指導，及時糾正學生的錯誤操作，解答學生的疑問，提醒學生注意安全。學生活動：學生小組內分工合作，進行實驗操作。有的學生用量筒量取一定體積的清水倒入試管中，有的學生用溫度計測量初始水溫，有的學生用解剖針固定食物并在酒精燈上點燃后加熱試管中的水，觀察水溫變化并記錄數據。每個小組認真完成三種食物的熱價測定實驗，并計算出結果。設計意圖：通過分組實驗，讓學生親身體驗科學探究的過程，培養學生的實驗操作能力、團隊協作能力和數據分析能力。在實驗過程中，學生能夠更深入地理解食物熱價的概念和測定方法，同時增強學生的實踐能力和創新精神。實驗結果分析與討論教師活動：各小組完成實驗后，邀請幾個小組代表上臺展示實驗數據和計算結果。引導學生對不同小組的數據進行比較分析，提問學生：“為什么不同小組測定的同一種食物熱價數據會有差異？可能是什么原因導致的？”組織學生進行小組討論，分析實驗誤差產生的原因。學生活動：小組代表上臺展示實驗數據，其他學生認真傾聽并記錄。然后各小組圍繞實驗誤差原因展開討論，分析可能是由于食物燃燒不充分、熱量散失、測量儀器不準確、操作不規范等原因導致數據差異。各小組派代表發言，分享小組討論結果。設計意圖：通過對實驗結果的分析和討論，培養學生分析數據、歸納總結以及批判性思維的能力。讓學生認識到實驗過程中誤差的存在，學會分析誤差產生的原因并思考改進方法，進一步提升學生的科學素養。（四）細胞呼吸釋放能量細胞呼吸概念引入教師活動：展示人體細胞的圖片，提問學生：“我們已經知道食物中的能量可以通過燃燒釋放出來，那在我們身體細胞內，食物中的能量是如何釋放供我們利用的呢？”引導學生思考細胞內能量釋放的方式。然后講解細胞呼吸的概念，即細胞內有機物在氧的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放出能量的過程。學生活動：學生觀察細胞圖片，思考教師提出的問題，理解細胞呼吸的概念。設計意圖：通過問題引導，引發學生對細胞內能量釋放機制的思考，自然地引入細胞呼吸的概念，幫助學生建立從食物燃燒釋放能量到細胞內能量釋放過程的聯系，激發學生進一步探究細胞呼吸過程的興趣。細胞呼吸過程講解教師活動：利用動畫演示細胞呼吸的過程，將細胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩個階段（對于七年級學生，重點講解有氧呼吸過程）。詳細講解有氧呼吸過程中，葡萄糖在細胞質基質中初步分解為丙酮酸，丙酮酸進入線粒體，在線粒體中徹底分解為二氧化碳和水，并釋放大量能量的過程。同時展示細胞呼吸過程的示意圖和相關化學反應式，幫助學生理解物質和能量的變化。提問學生：“在細胞呼吸過程中，葡萄糖發生了什么變化？能量是如何釋放出來的？”引導學生思考并回答。學生活動：學生觀看動畫演示，結合示意圖和化學反應式，認真聽講，理解細胞呼吸過程中葡萄糖的分解以及能量釋放的過程?；卮鸾處焼栴}，如葡萄糖被逐步分解，最終變成二氧化碳和水，能量在這個過程中逐步釋放出來。設計意圖：運用動畫演示這種直觀形象的方式，將抽象的細胞呼吸過程可視化，幫助學生更好地理解細胞呼吸過程中物質和能量的變化，降低學習難度，培養學生的抽象思維能力和對微觀生理過程的理解能力。細胞呼吸意義探討教師活動：結合生活實例，如人運動后會感到呼吸加快、心跳加速，提問學生：“為什么我們運動后會有這樣的變化？這與細胞呼吸有什么關系？”引導學生思考細胞呼吸的意義。講解細胞呼吸釋放的能量一部分用于維持體溫，一部分用于人體的各項生命活動，如肌肉收縮、神經傳導、物質運輸等。組織學生討論細胞呼吸對人體生命活動的重要性。學生活動：學生結合生活體驗，思考運動后身體變化與細胞呼吸的關系，討論細胞呼吸的意義。認識到細胞呼吸為人體生命活動提供能量，維持人體正常的生理功能。各小組派代表發言，闡述小組討論觀點。設計意圖：通過聯系生活實際，讓學生深入理解細胞呼吸的意義，將抽象的生理過程與日常生活緊密聯系起來，培養學生運用生物學知識解釋生活現象的能力，同時讓學生認識到細胞呼吸在維持生命活動中的重要地位。（五）課堂小結教師活動：引導學生回顧本節課所學內容，從食物中儲存能量、探究不同食物熱價、細胞呼吸釋放能量的過程和意義等方面進行總結。利用PPT展示本節課的知識框架圖，幫助學生梳理知識體系。提問學生：“通過本節課的學習，大家有哪些收獲？”邀請幾位學生分享自己的學習體會。學生活動：學生認真回顧本節課所學知識，積極發言，分享自己在知識、技能和情感態度等方面的收獲。如了解了食物熱價的概念和測定方法，掌握了細胞呼吸的過程和意義，學會了通過實驗探究獲取知識等。設計意圖：通過課堂小結，幫助學生梳理本節課的重點知識，構建完整的知識體系，加深對所學內容的理解和記憶。讓學生分享學習體會，有助于教師了解學生的學習情況，及時調整教學策略，同時也能增強學生的學習自信心和成就感。（六）課堂練習教師活動：布置課堂練習題，包括選擇題、填空題和簡答題。選擇題考查學生對食物熱價、細胞呼吸等基礎知識的掌握；填空題考查學生對實驗原理、細胞呼吸過程等知識的記憶；簡答題要求學生運用所學知識解釋一些與能量釋放相關的生活現象或分析實驗數據。例如：“食物熱價是指____?！薄罢埛治黾毎粑^程中能量的來源和去向?！弊寣W生在規定時間內完成練習。學生活動：學生認真完成課堂練習題，獨立思考，書寫答案。完成后，教師公布答案，學生進行自我批改或同桌互批。對于學生存在疑問的題目，教師進行詳細講解，幫助學生理解和掌握。設計意圖：通過課堂練習，及時鞏固學生所學的知識，檢驗學生對本節課重點內容的掌握程度，發現學生學習過程中存在的問題，及時進行反饋和糾正，強化學生對知識的理解和應用能力。七、板書設計《食物中能量的釋放》食物儲存能量生活實例：進食后有力氣實驗演示：花生種子燃燒探究食物熱價概念：1克食物氧化分解（或燃燒）釋放熱量實驗原理：食物燃燒加熱水，測水溫變化實驗材料與裝置實驗步驟與注意事項實驗結果與誤差分析細胞呼吸釋放能量概念：細胞內有機物氧化分解放能過程：有氧呼吸：葡萄糖→丙酮酸（細胞質基質）→二氧化碳+水+能量（線粒體）（簡單提及無氧呼吸）意義：供能（維持體溫、生命活動）八、教學反思教學目標達成情況：通過課堂教學活動和課后練習反饋，大部分學生能夠理解食物中儲存能量、食物熱價的概念以及細胞呼吸釋放能量的過程和意義，達成了知識目標。在能力目標方面，學生通過實驗探究和對實驗數據的分析，實驗設計、操作以及數據分析能力得到了鍛煉和提升。同時，在情感態度與價值觀方面，學生對生物學實驗探究的興趣有所增強，認識到了合理飲食與能量供應的關系。然而，仍有部分學生在理解細胞呼吸過程中物質和能量的復雜變化以及分析實驗誤差原因時存在困難，需要在后續教學中進一步加強輔導和練習。教學方法與策略的有效性：在教學過程中，采用了情境導入、實驗探究、多媒體輔助教學、小組討論等多種教學方法。情境導入激發了學生的學習興趣，實驗探究讓學生親身體驗知識的獲取過程，多媒體輔助教學將