《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶——酶作用和本質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自2019年人教版新教材第五章《細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用》第一節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》，本節(jié)又分為兩小節(jié)，第一小節(jié)主要是通過實(shí)驗(yàn)和科學(xué)史的形式來探究酶的作用及本質(zhì);第二小節(jié)則是進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)和問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)酶的特性。本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容為第一小節(jié)——酶的作用與本質(zhì)，根據(jù)新課標(biāo)要求，本節(jié)需向?qū)W生闡明“絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)”這一核心概念。課堂以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為載體、通過實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生學(xué)習(xí)解決問題的方法步驟，體會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原則，探明酶在細(xì)胞中的作用，養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。聯(lián)系科學(xué)史幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)酶在細(xì)胞代謝中的化學(xué)本質(zhì)，并能初步用酶的知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象。

二、教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)內(nèi)容需要落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)中“說明絕大多數(shù)酶是一類能催化生化反應(yīng)的蛋白質(zhì)”的要求。在教學(xué)中，教師通過帶領(lǐng)學(xué)生回顧“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)酶在細(xì)胞代謝中的作用及作用機(jī)理。從物質(zhì)和能量觀出發(fā)，讓學(xué)生理解細(xì)胞的功能大多數(shù)基于化學(xué)反應(yīng)，而這些化學(xué)反應(yīng)離不開酶的催化。通過學(xué)生演繹課本短劇“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”從而歸納酶的本質(zhì)及概念，了解科學(xué)探究過程的曲折;通過師生分享和視頻展示了解酶在生活和科學(xué)前沿的作用?；谝陨戏治?，本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)確定如下：

1、通過對(duì)實(shí)驗(yàn)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)，說明酶在細(xì)胞代謝中的作用，學(xué)會(huì)控制自變量、觀察并檢測(cè)因變量，以及嘗試設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，拓展學(xué)生視野，強(qiáng)化探究能力。（科學(xué)探究、科學(xué)思維）

2、通過學(xué)生活動(dòng)學(xué)習(xí)科學(xué)史“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”，闡明絕大對(duì)數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的事實(shí)，認(rèn)同科學(xué)的發(fā)展需要不斷地思考探索和爭(zhēng)論質(zhì)疑，偉大的科學(xué)家也有局限性。（科學(xué)思維）

3、通過回顧細(xì)胞器建立聯(lián)系，提出細(xì)胞代謝的概念，強(qiáng)調(diào)細(xì)胞代謝過程伴隨能量的釋放、利用和儲(chǔ)存。（生命觀念）

4、通過師生互動(dòng)教學(xué)將活化能概念形象化，運(yùn)用思維轉(zhuǎn)化引導(dǎo)學(xué)生獲得酶的作用機(jī)理。（科學(xué)思維）

5、通過引導(dǎo)學(xué)生課后了解酶在生活中的作用，引起學(xué)生關(guān)注酶在生活生產(chǎn)科學(xué)中的重要地位。（社會(huì)責(zé)任）

三、教學(xué)重難點(diǎn)

1、教學(xué)重點(diǎn)

酶的作用、酶的本質(zhì)

2、教學(xué)難點(diǎn)

酶能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能

探究實(shí)驗(yàn)中控制變量的科學(xué)方法

四、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本節(jié)內(nèi)容有酶的作用和本質(zhì)兩個(gè)重要的教學(xué)內(nèi)容。

本節(jié)課的核心是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，以及對(duì)控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法的提煉和總結(jié)上，教師可設(shè)置問題引起學(xué)生思考，鍛煉學(xué)生的探究能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。關(guān)于酶本質(zhì)的教學(xué)，教師指導(dǎo)學(xué)生分析“思考討論”中提供的資料，梳理出科學(xué)家觀點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，分析他們?cè)趯?duì)酶本質(zhì)認(rèn)識(shí)上的貢獻(xiàn)與不足。最終學(xué)生通過學(xué)習(xí)酶的作用與本質(zhì)，建立起“酶”的重要概念（圖1）。

五、教學(xué)實(shí)施程序

1、創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入新課

以食物消化過程及問題探討“斯帕蘭扎尼實(shí)驗(yàn)”為引入，讓學(xué)生通過消化過程初步認(rèn)識(shí)酶。回顧在以往的學(xué)習(xí)生物膜時(shí)涉及到酶，建立酶與細(xì)胞、與細(xì)胞中的化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系。強(qiáng)調(diào)細(xì)胞中的能量的釋放、利用和儲(chǔ)存都依賴于這些化學(xué)反應(yīng)。提出細(xì)胞代謝的概念。（設(shè)計(jì)意圖：生活現(xiàn)象和科學(xué)故事引入激發(fā)學(xué)生興趣，引起學(xué)生思考。細(xì)胞代謝的介紹引起學(xué)生對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，物質(zhì)與能量的關(guān)注，建立生命觀念，促進(jìn)學(xué)科自然觀和世界觀形成。）

2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究酶的作用

播放視頻回顧學(xué)生課前探究實(shí)驗(yàn)“探究過氧化氫在不同條件下的分解”。

問題1：2號(hào)試管比1號(hào)試管氣泡多，這說明什么？

問題2：在細(xì)胞內(nèi)能用加熱來提高過氧化氫分解速率嗎？

問題3：3號(hào)合4號(hào)試管未經(jīng)加熱，也有大量的氣泡產(chǎn)生，這說明說明什么？

問題4：與3號(hào)試管相比4號(hào)試管的反應(yīng)速率更快，這又說明了什么？

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而得出酶具有催化作用。

展示實(shí)驗(yàn)記錄表，通過對(duì)不同實(shí)驗(yàn)組別的比較分析，引導(dǎo)學(xué)生掌握控變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的基本思路和科學(xué)方法。

（設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，形成科學(xué)思維，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，感受獲得事實(shí)證據(jù)、得出結(jié)論的過程。理解自變量、因變量、無關(guān)變量的概念，體會(huì)用用科學(xué)方法設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的意義。小組實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生合作動(dòng)手及溝通能力，使學(xué)生形成思維碰撞，產(chǎn)生新的想法，有助于提高語(yǔ)言表達(dá)能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。）

3、理解酶通過降低化學(xué)反應(yīng)的活化能以提高反應(yīng)速率

通過“敲鈴鐺”互動(dòng)活動(dòng)簡(jiǎn)化抽象概念。一同學(xué)舉高鈴鐺，另一同學(xué)跳躍觸碰，當(dāng)鈴鐺被舉得越高，敲響就越困難，模擬分子達(dá)到活化能。將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，讓學(xué)生結(jié)合活化能概念進(jìn)行思維轉(zhuǎn)化，解釋催化劑的作用機(jī)理。

3、探究酶的本質(zhì)總結(jié)酶的概念

觀看學(xué)生表演。與學(xué)生一同梳理探究歷程，得出酶的本質(zhì)，歸納酶的概念。

學(xué)生自導(dǎo)自演課本短劇——關(guān)于酶本質(zhì)的探索，體會(huì)科學(xué)家艱難且漫長(zhǎng)的探究歷程。認(rèn)同“絕大部分酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)”，結(jié)合酶的本質(zhì)和作用歸納出酶的概念。（設(shè)計(jì)意圖：提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)能力?？茖W(xué)史盡顯科學(xué)探究的曲折艱辛、繼承創(chuàng)新，使學(xué)生置身于科學(xué)的歷史氛圍中領(lǐng)悟認(rèn)同科學(xué)在爭(zhēng)論中前進(jìn)，在探索中發(fā)展。通過重現(xiàn)酶的發(fā)現(xiàn)歷程培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。）

4、分享酶的應(yīng)用——酶為生活添姿彩

師生分享酶在身邊的應(yīng)用，如生物酶洗衣粉、牙膏;嫩肉粉、多酶片等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到酶不僅在細(xì)胞、在實(shí)驗(yàn)室，更在身邊。分享視頻“吃塑料的酶”，引入酶工程技術(shù)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解酶。（設(shè)計(jì)意圖：引起學(xué)生關(guān)注酶在生活生產(chǎn)科學(xué)中的重要地位，讓學(xué)生知道酶在身邊，能解決生活中的許多問題，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。）

作者簡(jiǎn)介

李宜朗（1993.4—），女，湖南邵東人，貴陽(yáng)市第一中學(xué)，初級(jí)教師，碩士，研究方向：高中生物教學(xué)。