如何在生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)

陳秀斌

摘 要：酶是高中生物中的重要內(nèi)容之一，課本中對酶的作用、本質(zhì)和特性作了詳細(xì)的說明和探究，在近年來的高考試卷中關(guān)于酶的知識也成為常見的內(nèi)容。由于酶在生物新陳代謝中有著重要作用及其生理特性，所以自然界中的一切生命現(xiàn)象離開了酶的活動(dòng)都成為空談。為了建立科學(xué)的思維方法和培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)，文章就從酶的特性說起。

關(guān)鍵詞：酶的特性 生物 學(xué)科素養(yǎng)

一、目標(biāo)引領(lǐng)，追求目標(biāo)才能驅(qū)動(dòng)探究的能力

為了讓學(xué)生在目標(biāo)中激勵(lì)自己去進(jìn)行科學(xué)探究，需要讓學(xué)生研讀課本相關(guān)內(nèi)容，并能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案，從而到達(dá)啟迪學(xué)生創(chuàng)造思維、促進(jìn)形成科學(xué)實(shí)踐能力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是為探究實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)探究過程中，可以采用以小組式的學(xué)習(xí)方法，這樣更能夠增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識，更能使學(xué)生感悟與人交流和合作探究的快樂。作為本節(jié)課，有了這種對酶的生物活性及其特性的探究性學(xué)習(xí)的目標(biāo)追求，學(xué)生崇尚科學(xué)的態(tài)度和實(shí)事求是的精神一定能夠發(fā)揚(yáng)光大。

二、探究互動(dòng)，實(shí)驗(yàn)探究才能了解知識的真諦

（一）多媒體輔助，讓學(xué)生打開記憶之門，繼往開來

現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)與教育教學(xué)形影不離，課堂上利用多媒體技術(shù)可以有效地將酶的特性探究實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)給學(xué)生，幫助他們構(gòu)建關(guān)于酶的正確、系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。

學(xué)生可以通過酶和化學(xué)反應(yīng)中的催化劑對比發(fā)現(xiàn)酶有著一些更為特殊的地方。然而，教材中紙面上所解說的實(shí)驗(yàn)沒有“動(dòng)態(tài)”的流程，學(xué)生對枯燥的文字毫無興趣。為了讓課堂上活躍，讓實(shí)驗(yàn)“流淌”于學(xué)生眼前，將“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)輔助以動(dòng)畫，學(xué)生就會(huì)真正理解“酶的高效性”實(shí)驗(yàn)的過程與方法。

（二）實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生開啟認(rèn)知的航船，揚(yáng)帆遠(yuǎn)航

通過動(dòng)畫讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)“電影化”，觀后就可以激發(fā)學(xué)生去驗(yàn)證動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)的真?zhèn)危M(jìn)入實(shí)驗(yàn)科研人員的角色，“照貓畫虎”，就能事半功倍。盡管利用信息科技可以進(jìn)行模擬的實(shí)驗(yàn)操作過程，然而客觀事實(shí)與模擬的結(jié)構(gòu)能否異曲同工，學(xué)生是可以產(chǎn)生質(zhì)疑的。在實(shí)驗(yàn)過程中要給學(xué)生設(shè)置一些障礙，讓他們產(chǎn)生質(zhì)疑，然后通過實(shí)驗(yàn)探究讓他們進(jìn)一步釋疑。譬如探究中學(xué)生會(huì)提出下列問題：

1.實(shí)驗(yàn)中能否用冷藏的肝臟代替新鮮的肝臟？

2.研磨碎肝臟與塊狀肝臟的效果有何不同？

3.從上面兩個(gè)問題來看什么類型的實(shí)驗(yàn)更為合理？

設(shè)置出來的障礙讓學(xué)生浮想聯(lián)翩，但目的只有一個(gè)，那就是引導(dǎo)學(xué)生注意“酶具有生物活性”這一概念，并激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考、大膽嘗試設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的方法是多樣的，設(shè)計(jì)過程也是多樣的。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作與交流，讓學(xué)生形成學(xué)科素養(yǎng)，創(chuàng)新發(fā)展

既然生物實(shí)驗(yàn)的方法可以多樣化，那么，設(shè)計(jì)的方法就可以千變?nèi)f化。如在課堂上教師可以通過學(xué)生進(jìn)行小組討論方式，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料及器材來驗(yàn)證酶的專一性。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)必須讓學(xué)生討論以下環(huán)節(jié)問題：

1.對實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要到達(dá)的目的是什么？

2.對實(shí)驗(yàn)方案中預(yù)設(shè)的結(jié)果可以作出哪些方面的假設(shè)？

實(shí)驗(yàn)的預(yù)設(shè)是簡單的、小組不同，方案不同。這是實(shí)驗(yàn)探究的前奏，是不容忽略的階段，它能激發(fā)學(xué)生探究真理的熱情。

在實(shí)驗(yàn)過程中，抓住實(shí)驗(yàn)的核心環(huán)節(jié)是很有必要的。譬如，在實(shí)驗(yàn)過程中怎樣去選取實(shí)驗(yàn)器材、如何程序化實(shí)驗(yàn)步驟、怎樣觀察現(xiàn)象并從中抽絲剝繭進(jìn)行分析并得出合理的結(jié)論，這些都是培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)。

實(shí)踐證明，由于小組不同而選出的方案不同，但最終得出的生物知識規(guī)律是相同的。為了讓實(shí)驗(yàn)更加合理，課堂上必須讓小組之間進(jìn)行交流，學(xué)生可以把實(shí)驗(yàn)過程拍攝為視頻，在交流中展示自己的成果。通過交流，學(xué)生在存異求同的思維撞擊中不斷對生物知識進(jìn)行升華，讓自己的智慧在千錘百煉中閃耀光芒。

例如，學(xué)生設(shè)計(jì)的在30℃條件下驗(yàn)證唾液淀粉酶的專一性實(shí)驗(yàn)方案中，以表格形式呈現(xiàn)出來的對照實(shí)驗(yàn)，成為班級的佳話：

課堂上教師需要對小組的探究討論活動(dòng)的交流給予鼓勵(lì)評價(jià)，讓學(xué)生在自豪感中更加信心百倍的去進(jìn)行更多關(guān)于酶的特性的實(shí)驗(yàn)探究。

三、長于實(shí)踐，知識的積累才能形成學(xué)科素養(yǎng)

[典例]大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟(jì)魚類。研究性學(xué)習(xí)小組嘗試對大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性進(jìn)行研究。

1.查詢資料得知，18℃時(shí)，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如下圖1，由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是_________________。

2.資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15～18℃之間，學(xué)習(xí)小組假設(shè)：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15-18℃間。他們設(shè)置15℃、16℃、17℃、18℃的實(shí)驗(yàn)溫度，探究三種酶的最適溫度。

……

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立？說明理由。

分析圖1可知，三種蛋白酶在各自最適pH下，幽門盲囊蛋白酶對應(yīng)的酶活性峰值最大，因此，其催化效率最高。通過試題可以給學(xué)生的學(xué)習(xí)作以方向性引導(dǎo)，雖然考查的是學(xué)生的讀圖能力，但是，其考查知識內(nèi)容卻是明確條件對酶的活性產(chǎn)生影響，只有將二者統(tǒng)一起來這才是試題所折射出來的學(xué)習(xí)知識的真正內(nèi)涵。

分析圖2曲線可知，當(dāng)溫度從15℃-18℃的變化過程中，隨著溫度的升高，三種蛋白酶的活性都是在遞增，大于18℃后，它們的活性如何變化是不得而知，所以，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃-18℃結(jié)論。

總之，生物課堂可以采用不同方式的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在過程中掌握知識、鞏固知識。

參考文獻(xiàn)

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