张俊莲：“酶在细胞代谢中的作用”教学设计.docVIP

“酶在细胞代谢中的作用”教学设计江苏省大港中学 张俊莲摘要：在完成教材“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验基础上，体验酶的作用，结合课件动画，理解酶的作用原理。通过对实验过程中遇到的问题进行进一步探究，加深对对照试验、自变量、因变量、无关变量等重要概念的理解，同时让学生感悟实验设计的基本原则，提高学生的科学素养。关键词：酶；过氧化氢；实验教学1 教材分析人教版高中生物必修一“分子与细胞”第五章第一节“降低化学反应活化能的酶”，是在之前学习了走进细胞、组成细胞的分子、细胞的基本结构及细胞的物质输入和输出基础上展开的，同时又为后面学习呼吸作用、光合作用等知识做了铺垫。这节内容的第一部分“酶在细胞代谢中的作用”，是让学生在亲历“比较过氧化氢在不同条件下的分解”这个实验的基础上，感受酶的催化作用，进一步理解对照实验、自变量、因变量、无关变量、单一变量原则、对照实验原则、活化能等重要概念。笔者在此基础上，结合探究实验的一般方法，引导学生思考、提出问题、作出假设、尝试设计实验并验证实验，在学习核心概念的同时，培养学生科学探究能力，提高学生的科学素养。2 教学目标2.1知识目标说明酶在细胞代谢中的作用。2.2能力目标进行过氧化氢分解实验，培养学生观察能力、分析实验现象的能力，积极参与讨论，提高语言表达能力；进行有关的探究实验，体验设置对照实验的方法，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化。2.3情感、态度与价值观目标通过实验的探索，培养学生学习生物的兴趣、合作精神和创新精神。3 教学重难点重点：酶的作用；酶降低活化能的原理。难点：实验中控制变量的科学方法。4 材料用具及课前准备4.1材料用具试管、烧杯、铁架台、镊子、卫生香、火柴、20%的新鲜肝脏研磨液、20%的不新鲜肝脏研磨液、新鲜肝脏块（未研磨）、3%的过氧化氢溶液。4.2课前准备教师制作课件、编制学案、分好实验小组及准备实验用具、材料。学生在学案引导下预习酶在细胞代谢中的作用，了解“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的原理、目的要求、实验步骤。5 教学过程5.1创设情景、导入新课视频：加酶洗衣粉广告。联系生活，激发学生学习的兴趣。为什么洗衣粉加了酶，洗衣效果更好，酶的作用到底是什么，引入新课。5.2问题引导、温故知新过氧化氢分解产物是什么？哪些条件可以使过氧化氢分解速率加快？学生回顾初中所学化学知识回答：过氧化氢分解产物是水和氧气，加热、二氧化锰、三氯化铁可以使此反应加快。思考：肝脏中含有过氧化氢酶，能使过氧化氢分解加快吗？如果可以，它与加热、三氯化铁相比，谁的效果更好呢？学生带着问题进行过氧化氢在不同条件下的分解速率实验。实验前教师强调操作的规范性和注意事项。学生分组完成，观察实验现象并记录。教师引导学生比较、讨论各组实验现象的异同。5.3实验操作、记录现象试管1号2号3号4号步骤14只试管分别加入2ml 3%的H2O2溶液步骤2常温90水浴常温常温步骤3加2滴3.5%的FeCl3溶液加2滴20%的新鲜肝脏研磨液步骤4轻微震荡3号、4号试管步骤5将点燃的卫生香分别放入3号、4号试管内液面上方步骤6观察、比较4只试管中气泡产生的多少，3号、4号试管中卫生香燃烧情况实验现象产生气泡多少卫生香燃烧情况5.4自学概念、讨论交流学生自学课本79页控制变量相关内容，小组讨论完成下表中各变量、对照组、实验组等的分析。在学生自学、分析的基础上，教师课件展示对照实验、自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组等概念，并适当讲解，其中无关变量是难点，教师要点拨，并启发学生对每组对照实验多举一些无关变量的例子。自变量因变量无关变量对照组实验组实验结论1号与2号比较1号与3号比较1号与4号比较5.5自主设计、合作探究在完成课本实验的基础上，思考：本实验中肝脏研磨液为什么需要新鲜、充分研磨？学生讨论，教师课件展示探究实验的一般步骤：提出问题做出假设设计实验实施实验分析结果、得出结论。首先小组合作进行假设、设计实验并记录，小组代表展示结果： 实验假设肝脏研磨液不新鲜，酶的活性会减小，催化过氧化氢分解的效率会下降。肝脏没有充分研磨，酶的数量会减少，催化过氧化氢分解的效率会下降。实验设计步骤1取两只试管编号，分别加入2ml 3%的H2O2溶液。步骤21号试管加2滴新鲜20%的肝脏研磨液；2号试管加2滴不新鲜20%的肝脏研磨液。1号试管加2滴新鲜20%的肝脏研磨液；2号试管加一小块未研磨肝脏。步骤3轻微震荡1号、2号试管，观察、比较2只试管中气泡产生的多少。步骤4将点燃的卫生香分别放入两只试管内液面上方，比较两只试管中卫生香燃烧情况。接下来学生根据自己设计的实验进行实验的操作，分析结果、得出结论。教师点评、补充：不新鲜的肝脏因为与空气接触时间长，受空气中温度、微生物等的影响，酶的活性会降低并慢慢失活。肝脏不研磨，过氧化氢酶不能充分释放出来，与反应物接触面积小，反应速率也会减慢。5.6 动画展示、释疑解惑根据对课本实验操作的结果，学生总结提高过氧化氢分解速率的途径有：加热、三氯化铁、过氧化氢酶。教师提供材料，学生思考：1mol H2O2由常态变为活跃的状态时需要吸收75 KJ的热量，这75 KJ的能量就是每mol H2O2的活化能。但加入过氧化氢酶时，H2O2只要吸收29 KJ的热量就可以转变为活跃的状态。少了46 KJ的热量是不是由过氧化氢酶提供的呢？如果不是由过氧化氢酶提供的，那么如何解释为何少了46 KJ的热量呢？教师展示课件，蓝色小球代表H2O2常态分子，黄色小球代表H2O2活跃状态，把化学反应比喻成跳高，横杆高度代表不同条件下H2O2分解所需的能量，课件逐一展示：常态下每molH2O2获得75KJ的能量很难，所以只有个别H2O2分子可以跨越横杆；加热条件下，横杆高度没有改变，但给H2O2提供了能量，较多的H2O2分子可以跨越横杆；Fe3+条件下，没有给H2O2提供了能量，横杆的高度却下降了，更多的H2O2分子可以跨越；过氧化氢酶的条件下，也没有给H2O2提供了能量，横杆的高度下降的更低，几乎所有H2O2分子都可以跨越。学生通过无声的动画，理解了不同条件下过氧化氢分解速率快慢的原理。将语言难以解释清楚的问题转化成媒介语言，给学生留下深刻的印象，达到“无声胜有声”的教学效果。6 教学反思本节教学中，让学生亲手做实验，描述实验的现象，分析实验的结论，对各种条件下过氧化氢分解速率不同的原理通过课件动画模拟展示。学生自学和小组合作交流来理解自变量、因变量、无关变量、对照实验等概念。让学生进一步熟悉探究实验的基本步骤，对实验过程中遇到的问题尝试进行探究，重点培养学生设计实验的能力。整个教学过程中突出学生的主体作用，促使学生积极参与、亲生体验、主动思考、合作交流，提高了课堂教学的有效性。但也有不足之处：整节课几乎所有问题都是教师预设好的，包括探究实验第一步骤提出问题，实际也是教师在提问，学生跟着教师的思路在思考。教师没有鼓