“酶與酶促反應”一節（第一課時）的教學設計

1.教材分析

“酶與酶促反應”是蘇教版《必修1·分子與細胞》第四章第一節的內容，它是生物代謝活動過程中的重要物質，是學習光合作用和細胞呼吸的必備知識，其基本內容包括酶的概念和酶的催化特性。

在蘇教版初中生物7年級下冊第九章第二節“人體的消化和吸收”中學生已經知道了酶是活細胞產生的，具有生物催化作用。高中教學就應該在此基礎上豐富學生的認知，通過教學使他們進一步知道酶的化學本質、酶的催化特性和影響酶活性的因素。

1.1教學目標

知識目標：說出酶的本質；簡述酶的催化機理；說明酶的特性。

能力目標：通過小組合作討論實驗方案、完成實驗操作，培養分工協作能力、科學設計實驗的能力和進行科學對照實驗的能力。

情感目標：通過對酶本質的探討，體驗科學發展的一般過程，感受科研的不易以及養成正確對待實驗結果的態度。

1.2教學重點和難點

教學重點：酶的本質；酶催化的高效性、特異性。

教學難點：組織和引導學生完善探究酶高效性的實驗操作、驗證酶具有特異性的實驗方案設計。

2.教學過程

2.1喚起初中知識，尊重并豐富之（導入）

在初中生物課上，學生已經通過“口腔內的化學性消化”的探究活動知道酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物。因此教師利用初中課本的活動內容來引入，“白饅頭多嚼嚼會變甜，因為產生了麥芽糖，口腔中的什么物質導致了麥芽糖的生成”，從而可以喚起學生的舊知識，并在此基礎上繼續構建學生新的知識框架，符合學生的認知規律。

2.2實驗加文本，構建酶概念

順著學生的思維追問：“如果你是一名科研工作者，你想繼續研究什么？”基于學科問題，引導學生提出問題，以學生問題為起點，從而使學生在本節課的學習上化被動為主動。學生在本冊第二章中學習了有關蛋白質的內容，知道某些蛋白質的作用是催化，所以對于“酶是什么物質”這個問題，有學生會回答“酶是蛋白質”。教師可及時抓住這樣的課堂生成追問：“有同學說酶是蛋白質，你將用什么方法來檢測？”并鼓勵學生當堂實驗。就著針對實驗結果紫色不明顯的疑問追問：為什么看不到紫色？如果換成淺色的實驗材料結果會怎樣？……以這些問題引導學生理解實驗材料的選擇不能影響實驗現象的觀察；鑒定酶的本質，需要先提取酶。在學生理解了研究思路后，給出兩段文本科研史實。通過引導模擬探究過程，讓學生參與其中，深刻體會酶本質的研究過程，利用發現教學法化被動學習為主動學習。科研史實讓學生感受科研的不易以及正確對待實驗結果的態度，同時讓學生養成“不能惟教材是瞻”的觀念，鼓勵新發現。在學生知道了酶的本質以后，水到渠成地讓學生完成對酶概念的總結。

2.3比喻加板演，突破重難點

借助概念設問“酶是如何實現催化性的”，自然而然轉入酶的作用機理的學習。由于化學知識的不同步，教師首先用比喻的方法解釋一個抽象的概念——活化能，讓學生知道酶的催化機理就是降低反應的活化能。然后給出過氧化氫酶降低H₂O₂分解反應活化能的示意圖，讓學生指出圖中哪一段表示過氧化氫酶所降低的活化能，并及時反饋學生的掌握情況。教師在以時間為橫軸、產生的O₂總體積為縱軸的坐標中畫出沒有酶加入情況下H₂O₂緩慢分解的曲線，讓學生在黑板上畫出加入豬肝研磨液后的曲線。通過對學生所畫曲線（在原曲線的上方，但最終兩曲線合二為一）的點評，讓學生更加深刻認識酶的催化機理——只是降低活化能，從而影響反應速率，但不會改變最終生成物的量。

2.4充分發掘實驗資源，面向全體深入探究

學生在化學課上知道Mno₂、Fe3+等無機催化劑也能催化H₂O₂分解，順勢提出：“無機催化劑和生物催化劑哪個降低的活化能更多呢？”從而轉入對酶高效性的探討。教師先給出過氧化氫溶液、質量分數為20%的豬肝研磨液、質量分數為3.5%的FeCl₃溶液等材料，讓學生分組自行探究。在學生完成小組探究后，引導各小組討論分析得出：酶促反應速率與所加的酶的量有關；實驗時要養成貼標簽等規范操作的習慣；對照實驗應注意保證單一變量的原則。在此處，幾乎所有的學生都認為控制單一變量就是要滴加等體積的豬肝研磨液和FeCl₃溶液。最后在大部分學生都因為加入豬肝研磨液的試管產生的氣泡快而得出“過氧化氫酶比FeCl₃的催化效率高”的結論時，反問：“這樣的實驗果真能得出該結論嗎？”進一步引導學生說出“試劑的量≠酶的數量”，這里的控制單一變量應保證酶的數量相同。當學生處于“這不就沒法比了”的困惑中時，給出小資料“經計算，質量分數為3.5%的FeCl₃溶液和質量分數為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl₃溶液中的Fe³⁺數，大約是每滴研磨液中過氧化氫酶分子數的25萬倍”。最終得出酶的第一個催化特性——高效性。

此處的設計意圖：希望通過學生的小組實驗，培養學生的分工、協作能力；希望通過學生的操作，提高學生的實驗動手能力；在學生有了自己實驗的直觀感受后，再引導學生感受實驗中應該注意的規范操作、控制變量等，這比直接告訴學生應該怎么做要有效得多；“試劑的量≠酶的數量”的引導，讓學生真正深刻理解“單一變量原則”，從而養成科學嚴謹的思維習慣。

關于酶的特異性，給出材料“淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、新制斐林試劑、碘液、2支試管”，讓學生分組討論實驗方案。最后引導學生對4個方案進行可行性分析，并創設情境（試劑齊全、需要盡快得出結論；沒有試劑，經費不足），對方案進行取舍。最后動畫演示實驗結果，得出酶具有特異性的結論。

此處的設計意圖：希望通過一個開放性的實驗設計，點滴滲透，讓學生感受在真實的科研過程中需要考慮的因素：方案的科學準確，操作的難易，成本的高低等。

2.5人文總結，留白延伸

在完成本節課對“酶的本質”和“酶的特性”這兩個知識目標的基礎上，讓學生觀察，并加入豬肝研磨液的試管，此時生成氣泡的速率；酶沒有了還是H₂O₂沒有了，并如何證明你的觀點。最后鼓勵學生加入

3.mL H₂O₂溶液進行實驗。

設計意圖：充分利用課堂資源，既能起到反饋練習的效果，又能讓學生擁有直觀感受，印象深刻。

最后，以一首改編的詞《卜算子·詠酶》總結本節課的內容，讓學生在科學課堂上也能感受人文氣息。再配以一串文本問題，讓學生加強對本節課知識的鞏固，同時也為下節課的內容留下伏筆。

3.教學反思

新課程提倡面向全體學生，注重能力的培養。本節課的可取之處：著眼于學生已有的認知，尊重并適當地去豐富他的認知；充分發掘了可以利用的實驗資源，在探究酶的本質、酶的高效性和酶的特異性這三個環節緊扣實驗，各有側重，分別注重探究思路、科學實驗應注意的一般原則和實驗方案的設計、取舍，讓學生體驗生物學研究的一般過程，領悟生物學研究思想，加強學生實驗能力的訓練；在課堂小結部分，以貫穿本節課的“過氧化氫酶催化H₂O₂分解”實驗為素材，形式新穎；以一首詞的形式概括本節知識點，讓學生印象深刻，最后又為下節課的教學埋下伏筆，為學生的課后思考留下空間。

不足之處：①這種開放性比較強的課，課堂掌控能力還需加強，對有些偏離預期的課堂生成未能很好利用。②對探究性較強的課堂設計，如何恰當地處理好知識、能力和情感這三維目標之間的關系，還有待進一步思考。③當課堂“遭遇”積極分子，如何既能鼓勵和保護到這些學生的積極性，又能使得更多的學生參與到課堂中來也是需要探討的問題。