資源簡介

1140460010845800降低化學反應活化能的酶教學設計
教材分析
本節內容較多，不僅有豐富的知識內容，還有按照課程標準要求應該安排3個“探究·實踐”。在第5章中，有關酶的內容作為一節來安排，整章內容的邏輯清楚因此，本節內容不適分兩節，故此采取一節內容分為兩小節的做法:酶的作用和本質、酶的特性。第小節主要通過實驗的形式來探索酶的作用和本質，第二小節則是通過問題串的形式引導學生認識酶的特性。
教材提供的問題探討——斯帕蘭禮尼研究鷹的消化作用實驗，使學生進入有趣的學習情境，問題探究所設計的3個問題，是建立在學生已有經驗—一對消化酶及消化方式（物理性消化和化學消化）的了解基礎之上的，因而能夠引發主動思考和向答，并為引人酶的作用的教學創造了條件。
正文中緊接“問題探討”活動，介紹了斯帕蘭札尼在研究過程中的發現并沒有真正解決問題，并繼續提供德國科學家施旺的發現，提出引起肉消化的化學物質是胃蛋白酶。教材這樣安排的目的:一是承接問題探討中的事實和問題，解決這些問題，使學習具有連貫性；二是隱含科學發現是一個長期的過程，是眾多科學家共同努力的結果；三是有利于引出下文中學生難以理解的重要概念——細胞代謝。在此基礎上，再強調“細胞代謝離不開酶”，為學生探究陣在細胞代謝中的作用提供了學習動力。
二、教學目標的確定
本節課需要落實課程標準中“說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質”要求。在教學中，教師通過組織學生進行“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗，引導學生認識酶在細胞代謝中的作用，同時達到課程標準中的學業要求:從物質與能量視角，理解細胞的功能絕大多數基于化學反應，這些反應的發生離不開酶的催化作用。教師通過指導學生閱讀資料“關于酶本質的探索”歸納出酶的本質。基于以上分析，本節課教學目標確定如下。
1.通過對酶催化作用具體實例的討論，說明酶在細胞代謝中的作用。
2.通過閱讀分析“關于酶本質的探索”的資料，闡明絕大多數酶的化學本質是蛋白質的事實，認同科學是在不斷地探索和爭論中前進的。
3.通過“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，學會控制自變量，觀察和檢測因變量，以及嘗試設置對照組和重復實驗。
三、教學重點和難點
1.教學重點
酶的作用、本質和特性。
2.教學難點
(1)酶能降低化學反應的活化能。
(2)探究實驗中控制變量的科學方法。
四、教學設計思路
本節課有酶的作用和本質兩個重要的教學內容。
本節課的教學難點是對實驗現象的觀察和分析，以及對控制變量和設計對照實驗的科學方法的提煉和總結上，教師可適時設置問題引導學生思考，幫助學生提升探究能力，發展學生科學物究素養。
酶能降低化學反應活化能是本節的重要概念。由于該概念過于抽象，也是教學的難點。教師可以將過氧化氫分解的復雜化學反應與推倒箱子的物理變化作類比，結合分析教材圖5-1,幫助學生突破理解“降低活化能”的難點。
關于酶的本質的教學，教師重在指導分析“思考·討論”中提供的資料，讓學生帶者問題閱讀，列出科學家在探究酶本質的過程中遇到的真實問題，梳理出他們觀點之間的邏輯關系，分析他們在對南本質認識上的貢獻和不足，以及這些不足之處是如何啟發后來者的研究和發現。學生通過討論分析，建立起“酶”的重要概念。
2349599060情境引入
通過觀看視頻，小組討論課題，提出質疑
探究酶的作用
比較“過氧化氫在不同條件下的分解”的分組實驗，得出實驗結果
分析歸納實驗結果，推理出酶在代謝中的作用以及與無機催化劑的差別等實驗結論
通過對該實驗中設置的不同實驗組別比較分析，初步掌握控制變量和設置對照實驗的基本思路和科學方法
嘗試動手實踐推倒箱子，類比推理自主建構“降低化學反應活化能”的概念，理解酶的作用機理。
探究酶的本質
自學“思考·討論”中對酶本質探究的科學史，繪制科學家觀點爭論的邏輯圖，引導概括出酶的本質。
反饋小結
通過回答問題復習鞏固本節知識，鼓勵學生勇于探究生物的奧秘
情境引入
通過觀看視頻，小組討論課題，提出質疑
探究酶的作用
比較“過氧化氫在不同條件下的分解”的分組實驗，得出實驗結果
分析歸納實驗結果，推理出酶在代謝中的作用以及與無機催化劑的差別等實驗結論
通過對該實驗中設置的不同實驗組別比較分析，初步掌握控制變量和設置對照實驗的基本思路和科學方法
嘗試動手實踐推倒箱子，類比推理自主建構“降低化學反應活化能”的概念，理解酶的作用機理。
探究酶的本質
自學“思考·討論”中對酶本質探究的科學史，繪制科學家觀點爭論的邏輯圖，引導概括出酶的本質。
反饋小結
通過回答問題復習鞏固本節知識，鼓勵學生勇于探究生物的奧秘
教學過程
學生任務
教師活動
學生活動
設計意圖
創設情境，導入新課
[視頻]小實驗:普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果。體會酶與日常生活的緊密聯系。
針對課題“降低化學反應活化能的酶”，讓學生質疑。引人本節課的課題。
觀看視頻，談體會。
小組討論，提出問題，如:什么是化學反應活化能?酶到底是什么物質?酶有什么作用?等等。
激發學生的好奇心和學習興趣。
激勵學生質疑，提高學習的主動性。
進行探究實驗，分享實驗結果
根據提供的實驗材料用具，按照“探究.實踐”中的方法步驟，小組成員分工協作完成“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，填寫實驗結果記錄表，交流討論實驗結果。
閱讀教材，按照實驗方法步驟進行實驗操作;記錄實驗結果。
試管編號
1
2
3
4
氣泡產生情況
衛生香的復燃情況
鞏固學生基本實驗操作技能，增強好奇心和求知欲，提高實踐和語言表達能力。
分析實驗結果，認識酶的作用
根據“過氧化氫在不同條件下的分解速率不同”的實驗結果，指導分析得出結論。
2.結合“科學方法”的文字資料，引導學生獲得自變量、因變量和無關變量的概念，分析實驗中設置對照的意義，嘗試設置新的對照組。
[布置任務]列表總結上述實驗中的變量以及變量控制的基本思路和方法。
[小組討論]小組合作討論基于實驗“探究.實踐”中的討論題，得事實，經過分出實驗結論，認識酶在生化反析歸納出酶在應中的作用。
[思考并討論?]運用三種變?作用;理解自量的概念，回顧上述實驗，找變量、因變出對應的變量;運用對照實驗量、無關變量的科學方法，在原對照組基礎上，嘗試增加新的對照組。
[獨立思考]將“比較過氧的意義。化氫在不同條件下的分解”實驗中的變量，分析歸納成表格或者概念圖。
設計意圖基于實驗事實，經過分析歸納出酶在細胞中的重要作用;理解自變量、因變量、無關變量的概念，體會設置對照實驗的意義。
理解“酶能降低化學反應的活化能”
[布置任務]使用實物教具推倒一個長方體的小箱子，|觀察箱子的重心變化軌跡，繪制其重心隨時間變化的坐標曲線圖。
[提問?]根據推倒箱子實踐體驗，思考并討論:
是否全程需要用力?
推到何處不需用力箱子會自行倒下?
怎樣更容易地將箱子量?甚至是不推的情況下，箱子自然倒下?
[難點突破]
閱讀教材中關于活化能的文字敘述，將化學反應與推箱子的物理變化類比分析得出分子能量隨反應過程而變化的數學模型。引導構建活化能的概念。(A和D間的能量差值即為活化能）。
動畫演示分子在常態、加熱、加催化劑等不同條件下的活躍狀態，明確酶等催化劑的作用原理。
結合教材圖5-1進一步理解“降低化學反應的活化能”。
[建構模型]動手實踐（推倒箱子）
畫出箱子從A→D→B過程中重心的變化曲線，構建數學模型。
[討論交流]小組合作討論提問，積極思考。
類比思考:A→D重心升高需要外力做功獲得能量，化學反應過程中分子怎樣獲得能量？催化劑在化學變化中的作用相當于該物理變化的什么過程？
[思考與分析]類比畫出化學變化中的能量坐標曲線圖。
[觀察動畫]思考:什么是活化能?酶的作用原理是什么?
[獨立思考]降低反應活化能的含義。
通過構建數學模型訓練學生的科學思維
探究酶的本質
[布置任務]
自學教材“思考·討論”資料并將幾位科學家觀點之間的邏輯關系構建成聯系圖。
獨立思考“思考.討論”中設置的討論題，小組交流各自觀點。?
引導學生歸納概括出酶的定義。
[繪制聯系圖]?分析巴斯德、李比希兩位科學家產生爭論的原因。理解此爭論在研究酶的本質時所起的作用。
?[交流感悟]?交流學習感悟。
[歸納]嘗試給酶下定義。
提高學生自主學習的能力。
通過學習科學史，認同科學在爭論中前進，在不斷探索中發展。
反饋與拓展
[課堂反饋]根據本節學習內容，設計搶答闖關問題鞏固所學知識。如:
酶的合成部位在哪里?
絕大多數酶的合成原料是什么?
3.4號試管過一段時間后，反應停止了，是過氧化氫耗盡還是酶失效?請設計一個簡便的實驗來驗證你的推測。
[課后延伸]查詢關于“酶的本質”探究中的諾貝爾獎獲得者所做的研究及貢獻;查詢感興趣的某些酶的結構和功能，如消化酶、基因工程中的酶等；查詢了解酶研究的前沿技術等。
[復習鞏固]
學生思考、討論、搶答，找出學習的“漏洞”。
[拓展]
以小組為單位完成課后查詢，做成PPT或者小報，進行班內交流。
活躍課堂，及時復習鞏固，適度拓展延伸。
激勵學生學習科學家的
科學精神，自覺培養優良品格。
評析
本案例以“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的探究性學習活動為切人點，通過實驗操作、模型構建、類比推理及有關科學史的了解等，幫助學生逐步建立有關酶的生物學概念，并初步了解變量控制、設置對照及重復實驗等科學探究方法，教學目標設計合理，學生自主性活動充分而廣泛，教學設計深度恰當，主要特點如下。
1.運用全新而又直觀的教學手段引入，使學生形成對酶的初步認識
本案例的設計并沒有按照教材中的“問題探討”引入教學，而是以生活中的案例作為情境，體現了教師對教法的靈活運用，因結合生活實際，能使學生感同身受，遵循了學生的認知規律，適時激發了學生的學習興趣。
2.變演示實驗為學生分組實驗，培養學生的動手能力
通過落實教材中的“活動”內容培養學生勤于探究、樂于質疑的科學品質。本案例涉及“活動”的內容較多，教師能根據實際，靈活掌握“活動”的內容、難度和形式。重視活動過程，盡量讓學生自己動手。并引導學生在科學探究中進行科學思維，了解到變量控制的一般方法，?對學生科學探究能力的提高，實事求是的科學態度的培養起到促進作用。同時學生在針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的過程中能加深對“酶的作用”的認識、培養學生的團隊合作意識。
3.運用模型構建及類比推理等科學研究方法，逐步推理出酶的作用機理，明確酶在新陳代謝中所起的作用
本案例運用模型演示及類比推理的方法對知識進行簡易化和規律化，逐步構建出“酶的作用”的概念，通過學生的動手及概念類比，演繹與推理、模型與建模，一定程度上啟發了學生的科學思維，有利于學生進一步建立物質與能量觀，并對學生邏輯分析能力提高有一定的促進作用。
4.通過研讀酶的發現科學史，知道酶的本質
在案例中，教師引導學生回歸教材，通過對酶的發現史的研讀，學生能從科學家的研究了解“酶的本質”的生物學概念，同時通過對科學家們的科學探究過程的了解，認識到一個科學事實的獲得，需要眾多科學家進行大量的工作和長期艱辛的付出，以此培養學生嚴謹的科學態度、吃苦耐勞的品德及為科學獻身的社會責任意識。
總之，本案例采用了多種教學手段，能實現教與學的相生相長，師生互動環節多，學生參與的成分多，數學過程中，在輕松推演出核心概念的同時，學生的邏輯思維能力、實踐動手能力及科學態度等學科素質得到一定的培音養與提高。

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