生物必修1《分子与细胞》酶的特性第2课时教学设计及反思

这是一份生物必修1《分子与细胞》酶的特性第2课时教学设计及反思，共7页。教案主要包含了教学重难点等内容，欢迎下载使用。
“比较过氧化氢在不同条件下的分解”是认识酶在细胞代谢中作用的重要载体。在实验前有一段文字说明了完成该实验的必要性，也是从实际问题方面说明酶的要作用。这充分体现了现了环展探究活动的必要性，也是落实从情境中发展学生核心素养的具体现。
本实验设置了4种实验处理，体现了遵循对事物的认知逐步递进的的探究思路:首先了解过氧化氢在常温下能否分解，因此就有了第1种实验处理，实验结果表明过氧化氢不容易分解；如果过氧化氢在常温下不容易分解，那么给过氧化氢溶液加热，观察其能否分解，这就有了第2种实验处理。实验表明，过氧化氢能够分解，但分解的速率并不是很明显；初中生学习过无机催化剂对化学反应具有催化作用，那么用FeCl3溶液作为无机催化剂，过氧化氢的分解效果何呢?第3种实验处理表明，无机催化剂与加热相比，能够使反应更快地进行；与无机催化剂相比，有机催化剂——酶的催化效果如何?第4种实验处理表明，酶的催化作用比无机催化剂的作用效果更明显，能更好地降低化学反应的活化能。这个实验的设计也体现了化学反应能够进行的两个条件:在体外可通过加热或使用无机催化剂，在体内或细胞内部则需要通过酶的催化作用。同时也说明，细胞内部不可能进行加热，但细胞中的化学反应能够高效有序地进行，是因为细胞内有酶起作用，从而体现了酶在细胞代谢中的重要作用。
教材安排的“科学方法一控制变量和设计对照实验”，与本节的实验设计密切相关，同时也是从科学方法的角度进行提炼和总结，学习这种科学方法，提升探究能力，是发展学生科学地究素养的重要内容。
酶能降低化学反应的活化能，是本节学习的重要概念，教材除了通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验进行说明外，还用示意图进行了比较说明。至于酶降低化学反应的活化能的原理，因涉及酶分子的空间结构，教材没有展开讨论。在介绍酶的本质时，教材安排了“关于酶本质的探索”的思考与讨论活动，通过回顾酶的发现历史，挖掘科学家从生活现象中发现问题、不断探究、不断进行实验，最终揭示酶的本质的探索历程，帮助学生理解绝大多数酶是蛋白质的事实。同时，教材特别增加了我国历史上有关酶的探索的2个资料，潜移默化地进行传统文化的熏陶。
对酶特性的介绍，是建立在实验的基础上。酶的高效性在“比较过氧化氯在不同条件下的分解”的实验中得到了很好的体现，基于该实验在前面已学习过，因此，教材在此只是进行了简单的总结；酶的专一性，是通过探究活动“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”来阐述的；酶的作用条件比较温和，是通过探究实验“影响酶活性的条件”来阐述的。通过实验探究的方式来呈现酶的特性，一是这些实验可以在较短的处理时间内就观察到明显的实验现象，宜于开展；二是用事实来建构概念，符合自然科学的认知规律。另外，通过实验建构概念，也有利于学生在探究过程中学习和运用控制变量，设置对照实验的方法，提高学生的探究技能。
在介绍过酶作用的条件后，特别增加了酶的分布与细胞结构和功能的关系，这一知识既与前面第3章细胞亚显微结构相关内容相联系，也与本章后面的第3节细胞呼吸和第4节光合作用相关知识相呼应，有助于学生更好地树立结构和功能相适应的生命观念。
在“与社会的联系”中葡萄糖的生产过程所用到的催化剂，进步对比了酶与无机催化制的区别。通过具体实例，使学生了解酶的应用，加深对酶作为有机催化剂与无机催化剂所需要条件的认识。
在“科学·技术·社会"栏目的“酶为生活添姿彩”专题里，介绍了酶在生产、生活中的应用。通过具体实例，领悟酶与生活的密切联系，增强科学研究的社会责任感。
教学目标
根据课标的内容要求，学生在学习本节课之前，已经在第1课时“酶的作用和本质”以及初中生物学中了解了人体内消化酶的相关知识，因此，本节课在此知识储备的基础上，结合教材“探究·实践”，需要达到:一是让学生进一步理解酶的三大特性；二是让学生能以教材“探究·实践淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”为參照，关注控制变量，制订“影响酶活性的条件”中简单的实验方案或在给出的多个方案中选取恰当的方案；三是让学生能与他人合作开展探究话动，与他人交流所得的结果和讨论存在的问题；四是让学生关注酶的科学知识与生活和生产之间紧密的关系，即通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的联系。为此，将本节课的教学目标设定如下。
1.通过“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”的探究活动，阐明酶具有专一性，学会“控制变量和设计对照实验”的科学方法。
2.通过“pH和温度对酶活性影响”的探究活动，分析推导“酶的作用条件较温和”的特性，训练模型建构的科学思维。
3.通过酶在生活、生产中应用的实例，认同酶在生产实践上应用具有高效、环保、节能等特点。
三、教学重难点
教学重点
酶的本质和特性
教学难点
酶的特性
教学设计思路
教师根据教材内容为学生提供亲身体验“科学思维”和“科学探究”的机会。本节课以生物学实验为支撑，以科学思维和方法为工具，采用“自主学习”和“合作探究”相结合的途径，通过实验和讨论等学习的方式来获得“酶具有专一性、高效性和作用条件温和”的直接经验，结合“酶的特性”安排合理的探究实践活动，让学生通过设计和实施实验方案，以及在获取事实证据、批判性思考实验结果的过程中，理解“酶的特性”的同时，学习科学实验的方法，训练科学思维。另外，教师还需要注意渗透学习内容与现实生活、社会发展、科技进步的联系，从而促进学生学科素养的发展。
教学环节 教学任务 教学内容
实践探索
课后实践
自主学习
合作交流
展示评价
构建模型
课堂实施
2.完成“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验的相关变量分析表格，通过小组交流，初步认识“酶具有专一性”特点。
3.完成“影响酶活性的条件”小课题，合作探究设计实验方案，小组展示交流完善方案。通过展示、交流与评价形成“温度和pH都影响酶的活性”的观点，并构建数学模型。
4.“结构和功能观”是基本的生命观念，以课后习题为基础，从蛋白质的结构与功能相适应的角度，构建“酶作用的模型”。
事实呈现
合作探究
概念生成
设计方案
交流展示
模型构建
实施方案
拓展应用
以小组为单位完成自主设计的“实验方案”，记录相关数据，分析并得出结论，理解“酶的作用条件较温和”的特点。
自主阅读“酶为生活添姿彩”的内容，收集“酶与社会的联系”相关资料，通过小组文献展示，认识酶在生活、生产中的应用。
1.填写实验表格，回顾“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，巩固控制变量和设计对照实验的科学方法，理解“酶具有高效性”特点。
自主学习
课前任务
回顾实验
巩固概念

教学过程
评析
本案例以“酶的特性”为知识核心，通过“探究影响酶活性的条件”的实验设计为情境，以小组合作形式进行学习，在课堂教学过程中采用分析、归纳、交流、合作等形式，让学生在理解“酶的特性”的同时，获得科学思维和方法的训练。该案例的主要特点如下。
1.创设多种学习活动，提升学生理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力和综合运用知识的能力
学生通过课前回顾“酶的作用本质”和“控制变量”来进一步理解酶的概念；课堂中通过以小组为事位进行“用的特性”相关实验的设计和探讨，培养学生的实验与探究能力；通过阅读资料和问题引导，提升学生获取信息的能力；通过将课堂实验设计于课后实践，并在实践中改进完善方案的过程，提高综合运用所学知识的能力。
2.高度重视实验设计活动的育人价值
学生在“影响离活性的条件”实验设计活动中进一步理解了科学探究的过程、方法和技能，教学中既有小组合作探索、讨论和分享，又有个人自主学习、观察、思考等形式，不仅能培养学生合作学习的能力，还能有效提高学生科学思维。同时，还可以在学生学习过程中渗透科学研究密切影响人类健康的社会责任意识，形成“结构与功能相适应”的生命观念。
3.在合作学习和探究的过程中落实教学目标
该案例分课前、课中、课后三部分，始终以学生为学习主体，包含学生自主学习、合作文流、实践探索等环节，并在合作学习和探究的过程中落实教学目标。能较好地解决普遍存在的“教师主讲”和“学生活动”不能有效契合的难题，值得推广和参考。
参考本案例的教学需要注意它的适用情况:本课的容量比较大，尤其是教学资源的筛选和学引导问题的设置，需要教师根据不同层次的学生进行大量收集，认真梳理和筛选；需要教师日常教学中持续地培养学生合作学习和交流讨论的习惯，这样学生才能在课堂学习时合作协交流顺畅。学习任务
教师组织与引导
学生活动
设计意图
初步形成“酶具有专一性”的认识，掌握“控制变量和设计对照实验”的科学方法
准备实验材料和学案。发布课前任务。
回顾“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，巩固控制变量和设计对照实验的科学方法，填写实验表格。
2.归纳总结酶的催化作用与无机催化剂有什么不同?请画出它们之间的关系。
3.预习课本，找出“酶的特性”是什么?
4.[挑战任务]预习影响酶活性的条件”的实验，以学习小组为单位，选择学案中的小课题，自主设计实验方案。
1.自主阅读学案和课文，完成下列表格。
序号
操作
试管1
试管2
试管3
试管4
1
2
3
4
5
现象
组别
自变量
因变量
无关变量
实验结论
2.进一步复习和巩固酶概念的相关知识，完成关系图的制作，为后续学习酶的特性作铺垫。
3.学习小组长根据小组 讨论结果选择[ 挑战任务]，安排本小组的学习任务，以备课堂使用。
1.将回顾知识提前到课前，通过回顾“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，结合自主阅读、合作探究、小组交流，初步认识“酶的特性”。
此环节设置也在于加强学生的小组合作精神和提升交流探讨的能力。
2.根据课堂需求和教材内容设计[挑战任务]，激发学生的学习信心和成就感。
引发对酶与生活关系的思考
1.利用视频导人新课:[播放视频]《辅酶Q10对人体健康的作用》《酵素》等视频。通过多个侧面，体现酶与人类生活的密切关系。
2.呈现本节课的学习目标和要求。
观看视频，关注酶对人健康的影响，产生学习酶特性的兴趣。
明确本节课的学习目标。
1.开阔学生的视野，激发学习兴趣。
2.明确本节课的学习目标，增强学习的有效性。
尝试模仿“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验进行实验设计
环节一
发布任务]回忆“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中的实验变量，分析“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”中的自变量、因变量和无关变量。
学生代表展示学习成果，其他同学进行点评。
序号
加入物质
试管号
1
淀粉溶液
1
2
2
蔗糖溶液
2ml
3
2ml
4
5
6
完成表格。学生代表展示学习成果，其他同学进行点评。
设计意图通过分析变量及它们之间的关系，进一步理解实验中对变量的处理。学会控制变量的科学方法。
通过设计“影响酶活性的条件”的实验方案，应用所学知识解决实际问题
环节二
1.[展示资料]提供与酶关系密切的生活资料，如“加酶洗衣粉”“感冒发烧时食欲不振”等。
2.[发布任务]呈现教材和相关背景知识，布置任务让学生从“影响酶活性的条件”的探究活动中选择一个课题，分小组讨论要探究的课题，写好实验设计方案。
1.阅读展示的资料，加深对酶特性的理解。
2.小组内讨论方案，形成完善的实验设计方案，由小组代表向其他小组展示方案。
小组合作探究、交流讨论，培养学生科学探究能力和阅读理解能力，提升学生合作学习的意识和能力。
在思考观察评价交流中总结酶的特性，梳理实验设计的基本过程
环节三
小组展示实验设计方案，适时给予评价和鼓励。
1.小组展示各自的最终方案，其他小组进行评议。2.小组根据评议进行修改和完善。
1.在展示与评价环节凸显学生的批判性思维和科学研究中严谨的态度。
2.培养学生的交流与合作精神。
总结归纳酶的特性，形成对核心知识“酶的特性”的理解
环节四
1.[展示资料]教师讲解蛋白质的结构和酶作用原理。
[布置作业]拓展题中的第1题。
3.[展示资料]引导学生根据实验结果绘出温度和pH变化与酶活性的关系曲线图。用语言描述度和pH变化与酶活性的关系。
[布置作业]拓展题中的第2题。
4.引导学生进行课堂小结。
聆听教师讲解，思考所学，完成作业。
学生描述:在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
1.从结构与功能相适应的角度，构建“酶作用的模型”。
2.训练学生的语言表达能力，强化学生从整体上达成对“酶的特性”认知与理解。
将本节内容运用于课后实践
1.条件允许的情况下，根据小组申请准备的实验材料，并对学生的实验过程进行跟踪辅导。”2.为学生自主收集资料的活动提供必要的方法指导和途径支持。
1.根据小组设计的方案进行实践操作，并改进完善设计方案。
2.阅读“酶为生活添姿彩”的课后材料，收集“酶与社会的联系”相关资料，展示收集的资料。
1.培养学生的实验与探究能力。
2.理解酶在生产和生活中的重要作用。提升综合运用知识的能力。
3.引导学生关注社会关联性的知识，培养学生的社会责任意识。