巧設問題情境,構建高效課堂

1 教材分析

人教版高中生物教材必修1中“降低化學反應活化能的酶”的內容主要包括酶的作用和本質兩部分，潛在的知識和能力要求比較高。酶的知識貫穿在整個生物學，是生物學的筋絡之一；通過對實驗的分析、探究，幫助學生建立“單一變量”的思想，領悟對照實驗、變量分析能力和生物學研究思想。

2 教學目標

知識目標：說明酶在代謝中的作用和本質。

能力目標：進行“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗和探索，正確完成相關的實驗操作，學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化以及設置對照組和重復實驗。

情感、態度和價值目標：客觀評價自己的實驗結果；參與交流，聽取別人的正確意見；通過分析“有關酶本質的探索”的資料，認同科學在不斷地探索和爭論中前進。

3 教學重、難點及解決方法

3.1 教學重點

酶的作用和本質。

3.2 教學難點

①酶降低化學反應活化能的原理；②控制變量的科學方法。解決方法：利用教材上形象、直觀的圖解和文字說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。通過比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗，使學生感悟酶作為催化劑的特點及控制變量的方法。

關于控制變量的內容，本節教材介紹了控制變量的系列名詞，但對剛剛接觸高中生物實驗的學生是一個難點。

4 教學策略的選擇

本節課的設計理念是“問題引導——科學探究”教學方式來學習科學研究的方法。符合《基礎教育課程改革綱要(試行)》的要求。學生由以前的“學會”到“想學”再到“會學”，“問題引導——科學探究”發現式教學法就是在這種理念下應運而生的，該教學法以問題解決為中心。在問題的推動下、在教師的引導下，學生學得主動，學得積極，真正體現了“教為主導，學為主體”的思想。

5 課程準備

教具準備：制PPT幻燈片、實驗材料、器材。

6 教學過程設計

6.1 創設與現實生活相聯系的教學情境，導入主題

教師首先復習：物質跨膜運輸中的主動運輸需要的條件。

師生共同活動：

綠色植物能把太陽能轉化為自身生命活動所需的能量，而動物不具有該能力，其生命活動所需的能量來源于那兒呢?

鳥類的消化系統的組成?消化分為幾類及其主要場所在哪里?

學生活動：回憶初中知識。

PPT展示斯帕蘭札尼的實驗并提出問題：

這個實驗要解決什么問題?

是什么物質使肉塊消失了?

與外界的化學反應相比，生物體內的化學反應有什么特點?

在學習化學知識中，為了讓一些化學反應更容易地進行，會使用催化劑，那無機物催化劑和生物體內的催化劑在反應條件上、效率上有什么區別?

學生活動：閱讀問題，探討內容，進行相關的討論思考教師提出的問題。學生回答，學生評價、討論、歸納、總結。

教師歸納：在化學課上，有些化學反應容易進行，有些化學反應需要添加某種物質之后并且可能需要在特定的環境中才能進行。這種能夠促進化學反應進行的物質，叫催化劑。正如二氧化錳在氧氣的制作中起重要的催化作用。

細胞中的化學反應比起化學課上所學的反應要復雜得多，而且有些反應在細胞外，單純用化學的手段是無法進行的，而在細胞內卻可以快速順利地進行。這是為什么?

對于生物體來說要進行的生理活動非常之多，構成生物體的每一個細胞物質需要不斷的合成和分解，不斷地處于自我更新的狀態，這種自我更新完全依賴于細胞內發生的生物化學反應，每一個化學反應都伴隨能量變化。

6.2 創設情境，設疑過渡

教師活動：細胞內的環境是一個常溫常壓下的狀態，在這種環境下化學反應卻能高效有序地發生，即細胞代謝。而細胞代謝應該有適合的生物催化劑——酶。教師引導學生產生疑問：酶在細胞代謝中起了什么作用?究竟是怎樣起作用的?

6.3 巧妙利用典型實驗，引導學生進行探究式學習

教師指導學生閱讀，設計實驗觀察表格，分組完成實驗。

學生活動：閱讀相關的課文內容，設計表格；

學生進行分組實驗。

師生共同分析總結：表格的設計；記錄實驗結果。

教師用PPT展示問題：

2號管發生了什么現象，說明了什么?

3、4號管中，FeCl₃和過氧化氫酶起了什么作用。(說明催化劑并沒有并沒有提高分子的能量，而是把發生反應所需要的活化能降低了)

3、4號管中，哪個反應速度快?說明什么問題?(說明酶具有高效性)

這個實驗的結論是什么?

通過實驗你還能提出什么問題?

學生可能提出以下的問題：

①該實驗的原理是什么?

②這個實驗為什么要選用新鮮的肝臟?

③為什么要將肝臟制成研磨液?

④滴入肝臟研磨液和氯化鐵溶液時，可否共用一個吸管?為什么?

⑤實驗的關鍵是什么?判斷依據是什么?

學生展開討論，并回答問題。完成探究活動，教師引導并進行交流和表達，可采取同伴互助的形式，一學生提出問題，由其他學生解答。

6.4 學會控制變量，體驗科學探究的思想

教師引導學生分析教材P79相關內容，讓學生了解實驗設計的原則。

學生活動：指出“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中自變量、因變量、無關變量、對照組、實驗組。知識難點采取小組合作學習方式，利于難點突破。

教師用PPT展示下列問題：

自變量中FeCl₃如果改成滴加8滴則實驗結果如何?是否違背對照實驗設計原則?

自變量、無關變量能否發生轉變?

學生活動：進行求異思維訓練。

6.5 體驗科學發現歷程，感悟研究探索的奧秘

教師組織學生閱讀“關于酶本質的思考”，并要求學生思考以下幾個問題：

①巴斯德的觀點哪些是正確的，哪些是錯誤的?李畢希的呢?

②從畢希納實驗示意圖中可得出什么結論?為什么當時只能推測酶是蛋白質，而不能證明酶是蛋白質?

③根據酶本質的探索歷程，生物學實驗研究一般思想是什么?

④用自己的話給酶下個定義。酶的本質是什么?

教師結合酶學研究簡史的介紹，組織學生歸納研究過程和生物學實驗研究一般方法、思想(即現象到結構，然后是物質，最后對物質進行分離、提純和鑒定)。

6.6 設疑歸納得概念，巧用概念圖構網絡

概念圖的理論基礎是奧節伯爾的學習理論。知識的構建是通過已有的概念對事物的觀察和認識開始的。學習就是建立一個概念網絡，不斷地向網絡增添新內容，為了使學習有意義，學習者個體必須把新知識和學過的概念聯系起來。

教師活動：引導學生分析，“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，2號試管產生氣泡較多是因為加熱所致，加熱使H₂O₂分子得到了能量，從常態轉變為容易分解的活躍狀態。生物學上把分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量稱為活化能。

教師用PPT展示H₂O₂分子由常態形成活躍狀態并要求學生思考下列問題：

汽油在常溫下會自發地起火?為什么?

為什么鐵和過氧化氫酶能提高過氧化氫的分解反應的速率呢?

表1是在20℃測得的不同條件下過氧化氫分解的活化能，從中你能得出什么結論?

請將教科書圖5-2在坐標中繪制出來。

學生活動：閱讀教材，結合實驗，加深對活化能這一概念的理解。

師生活動：教師利用概念圖的方法，把本節課關于酶的相關概念，根據其關系構建知識網絡。這樣的歸納方法會幫助學生構建知識體系，便于復習歸納。