4-1果胶酶在果汁生产中的作用--教学设计

1、专题4 酶的研究与应用课题1 果胶酶在果汁生产中的作用（刘宇 成都树德中学）一、教材分析本节内容选自人教版高中生物教材选修一专题4第1节.选修一全名的生物技术实践,教材设计者在必修1-3三本必修教材知识传递之后配备实践类的选修一,意在让学生领会科学与技术的关系与差异,因此必修三的教学重点都应落脚在技术的本质以及如何基于生物学知识结合技术手段解决人类生产实践中遇到的问题。而本章内容关注酶这样一种具有催化作用的蛋白质相关的研究与应用，本节关注生活中常用的果胶酶的应用。通过学生尝试提出并实践对果胶酶的研究方案，帮助学生体会工程师的思维模式，体会技术的本质。二、学情分析本节课针对高二年级学生开展，上课

2、学生在前面的生物学学习中已经习得了生物学科的知识框架，已经掌握了“植物细胞结构”、“酶”、“酶活性”等本节内容将涉及的概念，并能够理解温度、酸碱度等环境因素会影响酶的活性，这些知识是本节教学中学生能过提出优化果汁出汁率和清澈度研究方案的基础。然而学生虽然知道很多知识层面的信息，但是对技术与工程学的理解不够深刻，因此本节课的重点不是重复传递相关信息，而是以利用果胶酶优化果汁出汁率和清澈度为例展示并引导学生体验面向问题解决类的研究，引导学生从中领悟技术与工程学的实质，促进学生生物科学素养的提升。三、教学目标知识维度目标：知道果胶在植物细胞结构的哪些部位，对植物生长的意义；理解果胶酶的作用以及影响酶

3、活性的因素。能力维度目标：具备设计研究方案尝试解决社会生产实践中所遇问题的能力；培养严谨的逻辑思维能力；培养大胆假设和发散性思维能力。情感态度价值观维度目标：通过设计研究方案解决相关问题，体会工程师解决问题的常用思路，提升科学素养。四、教学重难点1、教学重点：l 果胶酶对于果汁生产的左右及影响酶活性的因素l 设计针对特定问题的研究方案2、教学难点：l 尝试对设计的研究方案进行分析和评价五、教学设计思路果胶酶在果汁生产中的作用是一个典型的科学知识在生产实践中转化为技术的案例，对于学生认识和体会科学与技术的差异难度合适。由于本节内容知识层面的难度较小，关于酶的基本知识学生在之前的学习中已经有了较好

4、的认识，因此本节教学的重点在于如何将科学领域所发现的知识运用于生产实践中去，也即面向生产实践中出现的问题如何设计针对性的研究方案。因此本节课的教学思路是设计一个相关问题情境，引出在生活中榨果汁时遇到的出汁率低、清澈度差的问题，引导学生思考如何解决问题并优化条件。之后给学生充分的讨论、展示、交流以及相互评价的时间，让学生尝试设计并完善研究方案，并在后续教学中给学生条件让学生进行实验室研究，得出结果结论，从中体会工程师面对问题时解决问题的思维范式，提升学生的科学素养。六、教学准备1、课前在实验室进行的相关实验图片及实物2、上课使用多媒体3、学生使用的课题研究辅助学习单七、教学过程教学环节教师活动学

5、生活动教学意图课题导入【故事引入】讲述作为教师的我为了榨取果汁进行的系列活动，引入本节主题：如何才能解决果汁榨取环节出汁率低带来的浪费问题以及果汁清澈度低带来的品质问题。【提问】为了解决出汁率和清澈度的问题，我们需要知道什么知识呢？【阐述】回答学生需要了解的背景信息，引导学生从果胶和纤维素的角度思考如何解决果汁榨取过程中面临的问题。【提问】为了实现果肉细胞分散的目的最好能够去除果胶和纤维素，你有什么好办法吗?【回答】问题1：榨取果汁的过程发生了什么变化？问题2：果汁榨取过程中什么因素在影响出汁率和清澈度?【回答】利用酶催化果胶与纤维素的分解。通过叙述式的引入方式，将学生带入问题情境中，使学生体

6、会技术与工程学面向的是生产实践中出现的问题。分组设计研究方案【过渡】用酶处理这件事情说起来容易，做起来可就没那么轻松了。温度多少，酸碱度多少，用多大的酶浓度，保温多长时间，压榨力度和方法如何等等都是问题。面对这样的问题我们能怎么解决呢？【提问】如果现在你们要进行研究寻找酶作用的最优条件，你们计划怎么做？需要什么仪器和试剂？【阐述】教师给学生提供研究所需器材和材料，包括： 实验仪器：组织匀浆机（搅拌机）、恒温水浴锅、电子天平、PH计、温度计、烧杯若干（各个型号）、试管若干、玻璃棒、试管架、量筒、漏斗、滴管、纱布、滤纸等 实验材料：苹果、橙子、梨、香蕉等水果 实验试剂：果胶酶溶液、纤维素酶溶液、1

7、mol/L的HCl溶液、 1mol/L的NaOH溶液等请遵照“课题研究辅助学习单”的引导，以2-3人为一小组，尝试设计实验，解决酶在果汁生产中的使用条件优化的一个小问题。【展示与评价】展示学生设计的研究方案，简要评价研究设计，并引导学生自评与互评。【回答】做实验摸索最优条件【回答】自己需要的仪器和试剂【思考并设计】选取一个感兴趣的影响因素，遵循“课题研究辅助学习单”的引导，以2-3人为一小组，设计实验，解决酶在果汁生产中的如何优化该条件。【呈现于评价】展示小组讨论出的研究设计方案，尝试清晰地呈现方案的设计思路，并对别组同学的方案进行评价，在此过程中呈现出自身的科学素养。给学生时间让他们尝试设计研究方案，让学生体会工程学家是如何基于科学知识解决实际问题的，对于学生更好地理解科学和技术的本质。通过阐述和展示研究方案以及批判性评价他人的研究方案，培养学生的批判性思维能力，提升学生的科学素养，利于其更好地应对未来的社会实践。归纳总结【总结】通过今天的学习和尝试，学生应当能回答下列问题： 果胶位于植物细胞结构的什么部位？ 果胶酶为什么可以影响果汁的出汁率与清澈度？ 研究设计的一般思路与方法是什么？ 如何客观地评价一个研究设计的好坏？【归纳整理】课上或课下回答教师提出的问题，并自行归纳整理本节内容