初中生物北师大版（2024）七年级下册（2024）食物中能量的释放表格教案

这是一份初中生物北师大版（2024）七年级下册（2024）食物中能量的释放表格教案，共9页。教案主要包含了20分钟，15分钟，答案解析等内容，欢迎下载使用。
学科
初中生物
年级册别
七年级下册
共1课时
教材
北师大版
授课类型
新授课
第1课时
教材分析
教材分析
本节内容是七年级下册第八章“人体的能量供应”的第一节，核心在于揭示食物中能量的来源与释放机制。教材以生活情境导入，引导学生思考静脉输注葡萄糖、高原缺氧运动受限等现实问题，激发探究兴趣。通过“探究不同食物贮存能量的差异”实验活动，结合燃烧放热原理，建立“能量→营养物质→氧气→细胞呼吸”的逻辑链条。同时引入人体呼出气体成分检验实验，从体外现象推导体内代谢过程，为后续理解呼吸作用本质奠定基础。该节内容承上启下，既是前一章“营养与消化”知识的深化，也是学习“细胞呼吸”和“能量转化”机制的关键起点。
学情分析
七年级学生具备一定的科学探究意识，对“能量”有初步的生活感知，但缺乏系统认知。他们能理解“吃东西有能量”，却难以将“食物中的化学能”与“生命活动所需动力”建立联系。在实验操作方面，虽接触过简单测量，但对控制变量、减少误差、数据记录等科学方法掌握不牢。部分学生对燃烧实验存在安全顾虑，需加强规范指导。此外，抽象概念如“细胞呼吸”“热价”“能量转化效率”易造成理解障碍。教学中应借助直观实验、类比推理和真实情境任务，降低认知负荷，提升思维参与度，帮助学生实现从“感性经验”到“理性建构”的跃迁。
课时教学目标
生命观念
1. 能够解释食物中能量的来源与储存形式，理解不同营养物质的热价差异及其生物学意义。
2. 能够描述细胞通过呼吸作用释放能量的过程，建立“有机物+氧气→二氧化碳+水+能量”的反应模型。
科学思维
1. 能够设计并实施“测定食物热价”的探究实验，运用控制变量法分析影响因素，提高实验设计能力。
2. 能够根据实验现象（蜡烛熄灭时间、石灰水浑浊程度）进行逻辑推理，得出人体呼出气体成分变化的结论。
探究实践
1. 能够合作完成简易热量测定仪的制作与使用，准确测量水温变化并计算能量值。
2. 能够在实验过程中识别并记录关键变量，提出改进方案以减少能量散失。
态度责任
1. 能够遵守实验室安全规则，正确使用火源与加热装置，增强实验安全意识。
2. 能够客观看待实验误差，尊重他人数据，养成实事求是的科学态度。
教学重点、难点
重点
1. 食物中能量的储存形式及热价概念的理解。
2. 细胞呼吸作用释放能量的过程及其生物学意义。
难点
1. 实验中如何有效控制变量，减少能量散失，保证测量结果的准确性。
2. 从呼出气体成分变化推断细胞呼吸作用的发生，建立“体外现象→体内过程”的因果关系。
教学方法与准备
教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法、演示法
教具准备
易拉罐、温度计、试管夹、燃烧的花生种子、样品架、澄清石灰水、玻璃管、锥形瓶、蜡烛、打火机、电子秤、水槽、记号笔、实验记录表
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入，引发认知冲突【5分钟】
一、真实情境，设问激趣
（一）、创设医疗情境，提出核心问题
教师：一位因严重疾病无法进食的患者躺在病床上，正接受静脉输液治疗。
提问引导：同学们，这位病人为什么不能吃饭？医生为什么要给他输葡萄糖？如果只输水，行不行？
追问：如果他在高原地区，剧烈运动后会怎样？为什么？
引导语：这些问题都指向一个核心——我们身体里的能量从哪里来？又是如何被利用的？今天我们就一起走进《食物中能量的释放》这节课，揭开能量的秘密。
（二）、播放微视频，强化问题意识
播放一段1分钟短视频：画面呈现运动员在高原训练时喘息艰难、脸色发白；随后切换至医院内护士为病人连接输液袋，镜头特写“5%葡萄糖注射液”标签。
提问：视频中的人为什么需要补充能量？葡萄糖是什么？它怎么变成能量？
引导学生思考：食物中的能量不是“现成”的，必须经过某种“转换”才能供身体使用。
（三）、揭示课题，明确目标
教师板书课题：8.1 食物中能量的释放。
强调：本节课我们将通过两个“探秘任务”来解开这个谜团——第一，探索食物中藏着多少能量；第二，了解这些能量是如何在体内被“点燃”的。
1. 观看图片与视频，产生情感共鸣。
2. 思考并回答教师提出的开放性问题。
3. 明确本节课的学习目标，进入探究状态。
评价任务
情境理解：☆☆☆
问题回应：☆☆☆
目标明确：☆☆☆
设计意图
通过贴近生活的医疗案例与高原运动场景，构建真实问题情境，激发学生的求知欲与责任感。利用多媒体资源增强感官冲击力，使抽象的生命能量具体化、可感化。设置“为什么输葡萄糖？”“为何不能剧烈运动？”等驱动性问题，引导学生主动思考，形成“知识—问题—探究”的闭环思维链，为后续实验探究做好心理与认知铺垫。
探究实验，构建证据体系【20分钟】
一、设计实验，制定计划
（一）、分组讨论，确定实验方案
教师分发小组任务卡，每组4人，角色分工：组长、记录员、操作员、安全监督员。
引导语：我们要用实验来证明不同食物的能量差异。但首先，得先造一台“能量探测器”。请各组讨论并选择你们认为最合理的方案。
提示：要考虑哪些因素？（1）能否充分燃烧？（2）是否容易散热？（3）是否便于测量水温变化？
小组讨论后，每组派代表汇报选择理由：
预设1：选择方案一（易拉罐+试管夹）——因为易拉罐金属导热快，能迅速传递热量给水，且结构稳定。
预设2：选择方案二（锥形瓶+支架）——更透明，方便观察水位与温度变化，适合长期监测。
教师点评：无论选哪种，都要确保火焰与水之间有良好热传导路径，且避免风干扰。
（二）、提出假设，明确变量
教师提问：你认为哪种食物含有的能量更多？为什么？
引导学生根据已有知识作答：
预设1：花生！因为它是油炸食品，很“香”，说明有油脂，脂肪多。
预设2：馒头！因为它是主食，碳水化合物多。
教师板书：我们的假设是——富含脂肪的食物热价更高。
进一步引导：为了验证这个假设，我们需要控制什么？（控制变量）
明确：①样品质量相同（如均为0.5g）；②水量相同（如30mL）；③初始水温相同；④燃烧位置一致；⑤完全燃烧或统一测量方式。
（三）、设计数据表格，准备记录
教师要求：每组填写材料名称、样品质量、燃烧前后水温、升温值、热量计算、热价。
特别提醒：要进行三次重复实验，取平均值，减小偶然误差。
教师示范填写示例：第一组实验中，花生种子质量0.5g，水温由20℃升至73℃，升温53℃，热量=30×53×4.187≈6804.51J，热价=6804.51÷0.5≈13609 J/g。
强调：热价单位是千焦/克（kJ/g），1 kJ = 1000 J。
二、动手实验，获取数据
（一）、安全培训，规范操作
教师强调安全注意事项：
1. 使用打火机点燃种子时，远离易燃物，点火后立即移开；
2. 严禁用手直接触摸加热后的容器，防止烫伤；
3. 实验过程中保持通风，避免烟雾积聚；
4. 若发生意外起火，立即用湿布覆盖或报告老师。
教师演示标准操作流程：
1. 用电子秤称取0.5g花生种子，置于样品架上；
2. 将30mL水倒入锥形瓶，放入温度计，静置1分钟待读数稳定；
3. 用打火机点燃花生种子，迅速将其置于锥形瓶下方中心位置；
4. 保持火焰稳定燃烧，直到种子完全熄灭；
5. 待水温不再上升，记录最高水温，计算升温值。
（二）、分组实验，协作完成
各小组按计划执行实验，教师巡视指导：
1. 检查装置是否稳固，火焰是否集中；
2. 提醒学生注意观察火焰颜色与燃烧状态，判断是否充分燃烧；
3. 协助记录员准确读取水温，避免视差；
4. 鼓励小组内部协商解决突发问题，如水沸腾过快、火焰偏移等。
教师巡视中发现典型问题：
问题1：某组水量过多（超过50mL），导致升温缓慢，水温未达预期。
纠正建议：水量不宜超过40mL，否则吸收热量过多，升温不足，误差大。
问题2：某组水温达到沸点后仍在持续加热，教师提醒：“水温一旦达到100℃，即使继续加热也不会再升高，此时应停止记录。”
（三）、数据处理，分析比较
各组汇总三次实验数据，计算平均热价。
教师引导全班对比：
提问：你们测得的花生热价是多少？其他组的数据有何差异？
引导学生发现：多数组热价集中在13,000–14,000 J/g，接近教材提供的脂肪热价（38kJ/g = 38,000 J/g），但明显偏低。
追问：为什么实验值远低于理论值？
学生思考后回答：能量在燃烧过程中散失了，比如热辐射、烟气带走热量、容器吸热等。
教师总结：这就是“能量散失”的问题，也是实验设计中必须克服的关键难点。
1. 分工合作，讨论实验方案并选定装置。
2. 提出假设，明确控制变量。
3. 设计并填写实验记录表。
4. 安全操作，完成三次重复实验，准确记录数据。
评价任务
方案合理：☆☆☆
操作规范：☆☆☆
数据准确：☆☆☆
设计意图
以“制造能量探测器”为核心任务，让学生亲历科学探究全过程：提出问题→设计实验→控制变量→动手操作→数据分析。通过小组协作与角色分工，培养团队意识与责任担当。在真实实验中暴露“能量散失”这一关键难题，促使学生反思实验设计缺陷，从而自然引出“细胞呼吸”才是高效能量释放方式的必要性。整个过程紧扣“证据—推理—结论”逻辑链，落实科学探究素养。
概念建构，突破认知难点【15分钟】
一、现象推演，揭示呼吸本质
（一）、演示实验：检验呼出气体成分
教师演示：
1. 准备四个250mL瓶，编号A、B、C、D。
2. A、B瓶敞口置于空气中3分钟，盖盖；C、D瓶通过玻璃管向瓶底连续吹气数次，盖盖。
3. 将燃烧蜡烛分别放入A瓶与C瓶中，观察燃烧时间：
- A瓶中蜡烛持续燃烧约25秒；
- C瓶中蜡烛仅燃烧约8秒即熄灭。
4. 向B瓶与D瓶各倒入50mL澄清石灰水，振荡后观察：
- B瓶石灰水无明显变化；
- D瓶石灰水迅速变浑浊，出现白色沉淀。
教师提问：从这两个现象中，你能得出什么结论？
引导学生分析：
现象1：蜡烛在空气中燃烧时间长 → 空气中氧气含量高；在呼出气中短 → 呼出气中氧气少。
现象2：石灰水在呼出气中变浑浊 → 呼出气中二氧化碳含量高。
教师板书：呼出气 ≠ 空气 → 含氧量↓，二氧化碳↑。
（二）、类比推理，建立细胞呼吸模型
教师引导类比：
“就像木条燃烧需要氧气一样，人体细胞也要‘燃烧’食物来释放能量。只不过，这种‘燃烧’发生在细胞内部，不需要明火，而是在酶的作用下逐步进行。”
展示动画片段：葡萄糖分子进入细胞，在线粒体中与氧气结合，逐步分解为二氧化碳和水，同时释放能量。
强调：这个过程就是呼吸作用（respiratin）。
公式板书：
葡萄糖 + 氧气 → 二氧化碳 + 水 + 能量
（C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量）
解释：能量一部分用于维持体温恒定，另一部分用于推动心跳、肌肉收缩、神经传导等生命活动。
（三）、对比辨析，深化理解
教师提问：呼吸作用和我们平时说的“呼吸”是一回事吗？
学生讨论后回答：
预设1：不是！“呼吸”是指肺部的气体交换；而“呼吸作用”是细胞内的生化反应。
预设2：呼吸作用需要氧气，也产生二氧化碳，所以两者有关联。
教师总结：呼吸作用是生命活动的根本动力来源，没有它，细胞就会“断电”。
再次回到导入问题：为什么病人要输葡萄糖？因为细胞无法直接利用食物，必须把大分子分解成小分子，才能进行呼吸作用。
为什么高原不能剧烈运动？因为缺氧，细胞无法充分进行呼吸作用，能量供应不足，导致疲劳。
1. 观察实验现象，记录蜡烛燃烧时间与石灰水变化。
2. 分析数据，得出呼出气体成分变化的结论。
3. 联想类比，理解细胞呼吸作用的本质。
4. 回归情境，解释实际问题。
评价任务
现象分析：☆☆☆
模型构建：☆☆☆
情境应用：☆☆☆
设计意图
通过“蜡烛熄灭”与“石灰水浑浊”两个直观实验，将不可见的细胞呼吸过程转化为可观察的现象。采用类比推理法，将“燃烧”与“细胞呼吸”建立联系，降低抽象概念的理解难度。通过对比“呼吸”与“呼吸作用”，澄清常见误区，帮助学生建立科学概念。最终回归导入情境，完成“问题—探究—解释”的闭环，实现知识迁移与价值升华。
课堂小结，巩固提升【5分钟】
一、思维导图，梳理脉络
（一）、师生共建知识网络
教师引导学生共同绘制思维导图：
中心词：食物中能量的释放。
一级分支：
1. 食物能量来源：糖类、蛋白质、脂肪（热价差异）
2. 实验方法：燃烧法测热价（控制变量、减少散失）
3. 体内释放：细胞呼吸作用（原料、产物、意义）
4. 生活应用：输液补能、高原运动限制
教师边画边讲解，突出“能量转化”主线。
二、随堂练习，检测反馈
（一）、判断题
1. 人体从外界吸入新鲜空气、呼出二氧化碳的过程，叫作呼吸作用。（×）
2. 人体呼出的气体中，二氧化碳含量比空气高，氧气含量比空气低。（√）
3. 人体呼出的气体中只含有二氧化碳。（×）
教师提问：为什么第三题错？
学生回答：还含有氮气、氧气、水蒸气等。
（二）、选择题
4. 关于人和植物呼吸作用的比较，下列说法正确的是（A）
A. 都需要吸入氧气
B. 都需要吸入二氧化碳
C. 人吸入氧气，植物吸入二氧化碳
D. 人吸入二氧化碳，植物吸入氧气
教师解析：植物白天光合作用强，可能释放氧气，但夜间仍进行呼吸作用，需要氧气。
（三）、计算题
5. 已知1mL水每升高1℃需吸收4.187J能量。若30mL水升温53℃，则吸收热量为：30 × 53 × 4.187 = 6804.51（J）。
若该能量来自0.5g花生种子，则其热价为：6804.51 ÷ 0.5 ≈ 13609（J/g） = 13.6 kJ/g。
教师强调：实际热价高于此值，因存在能量散失。
1. 参与思维导图构建，梳理知识结构。
2. 独立完成判断题与选择题。
3. 计算并核对实验数据结果。
评价任务
知识整合：☆☆☆
判断准确：☆☆☆
计算正确：☆☆☆
设计意图
通过思维导图实现知识结构化，帮助学生建立“食物→能量→细胞→生命活动”的完整认知链条。设计梯度练习题，涵盖概念辨析、逻辑推理与计算应用，全面检测学习成效。最后回归实验数据，强调“理论值 > 实测值”的科学事实，培养学生严谨的科研态度。
作业设计
一、基础巩固
1. 填空：每克糖类贮存的能量约为______kJ，脂肪约为______kJ，蛋白质约为______kJ。
2. 判断：细胞呼吸作用的场所主要在_________，其原料是_________和_________。
3. 简答题：为什么说“细胞呼吸作用是生命活动的根本动力”？请结合实例说明。
二、拓展探究
4. 实验改进设计：你认为如何改进实验装置，可以减少能量散失？请画出你的改进方案，并说明理由。
5. 资料查阅：查找资料，了解“热价”在食品包装上的标注意义，并举例说明。
6. 情境分析：某运动员在比赛前大量摄入巧克力，他认为这样能“充能”。请你用本节课所学知识，分析这种做法是否科学，并给出建议。
三、实践应用
7. 家庭实验：在家用酒精灯或蜡烛，尝试用矿泉水瓶自制简易“热量计”，测量一小块面包或坚果的热价，记录过程并写出实验心得。
【答案解析】
一、基础巩固
1. 17；38；23
2. 线粒体；葡萄糖（或有机物）；氧气
3. 因为细胞呼吸作用能将食物中的化学能转化为可直接利用的能量，用于维持体温、驱动肌肉收缩、支持神经传导等一切生命活动。例如，跑步时腿部肌肉收缩需要能量，正是来源于细胞呼吸作用释放的能量。
二、拓展探究
4. 改进方案示例：在易拉罐外部包裹隔热棉，减少热辐射；在锥形瓶上方加玻璃罩，减少空气对流；使用铜质导热片，加快热量传导。理由：有效阻隔热量散失，提高测量精度。
5. 示例：某品牌巧克力包装标明“每100g含能量2300kJ”，表示其热价为23kJ/g，属于高能量食品，适合长时间运动前补充。
6. 不科学。巧克力虽含能量，但主要为脂肪和糖类，短时间内摄入过多可能导致血糖骤升，胰岛素分泌过快，反而引起疲劳。建议适量摄入，并搭配复合碳水化合物，如全麦面包，更利于持久供能。
三、实践应用
7. 略（鼓励学生记录实验过程、数据、误差分析及感悟）
板书设计
8.1 食物中能量的释放
┌───────────────┐
│ 能量来源：糖类（17kJ/g）
│ 脂肪（38kJ/g）
│ 蛋白质（23kJ/g）
└───────────────┘
┌───────────────┐
│ 测定方法：燃烧法 → 热量计（水温变化）
│ 热价 = 能量 / 质量 (kJ/g)
└───────────────┘
┌───────────────┐
│ 体内释放：细胞呼吸作用
│ C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量
│ 意义：维持体温 + 推动生命活动
└───────────────┘
┌───────────────┐
│ 应用：输液补能、高原运动限制
└───────────────┘
教学反思
成功之处
1. 以真实医疗与高原运动情境导入，激发学生强烈的学习动机，课堂参与度高。
2. 实验设计环环相扣，学生全程动手动脑，真正实现了“做中学”，科学探究能力显著提升。
3. 通过对比实验与类比推理，成功化解“细胞呼吸”这一抽象概念的认知难点，学生理解深刻。
不足之处
1. 部分小组因设备简陋（如易拉罐变形）导致加热不均，影响数据准确性，需提前检查器材。
2. 个别学生对“热价”与“能量”概念混淆，应在后续课中加强概念辨析练习。
3. 时间分配略显紧张，计算题讲解稍显仓促，建议压缩导入环节或增加课前预习任务。