《降低化學反應活化能的酶——酶作用和本質》教學設計

一、教材分析

本節內容選自2019年人教版新教材第五章《細胞的能量供應與利用》第一節《降低化學反應活化能的酶》，本節又分為兩小節，第一小節主要是通過實驗和科學史的形式來探究酶的作用及本質;第二小節則是進一步通過實驗和問題串的形式引導學生認識酶的特性。本節課教學內容為第一小節——酶的作用與本質，根據新課標要求，本節需向學生闡明“絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質”這一核心概念。課堂以實驗設計為載體、通過實驗探究，讓學生學習解決問題的方法步驟，體會設計對照實驗的原則，探明酶在細胞中的作用，養成學生科學探究素養。聯系科學史幫助學生認識酶在細胞代謝中的化學本質，并能初步用酶的知識解釋生活中的現象。

二、教學目標

本節內容需要落實新課程標準中“說明絕大多數酶是一類能催化生化反應的蛋白質”的要求。在教學中，教師通過帶領學生回顧“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，引領學生發現酶在細胞代謝中的作用及作用機理。從物質和能量觀出發，讓學生理解細胞的功能大多數基于化學反應，而這些化學反應離不開酶的催化。通過學生演繹課本短劇“關于酶本質的探索”從而歸納酶的本質及概念，了解科學探究過程的曲折;通過師生分享和視頻展示了解酶在生活和科學前沿的作用?；谝陨戏治?，本節課教學目標確定如下：

1、通過對實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，說明酶在細胞代謝中的作用，學會控制自變量、觀察并檢測因變量，以及嘗試設計對照實驗。進行實驗創新，拓展學生視野，強化探究能力。（科學探究、科學思維）

2、通過學生活動學習科學史“關于酶本質的探索”，闡明絕大對數酶的化學本質是蛋白質的事實，認同科學的發展需要不斷地思考探索和爭論質疑，偉大的科學家也有局限性。（科學思維）

3、通過回顧細胞器建立聯系，提出細胞代謝的概念，強調細胞代謝過程伴隨能量的釋放、利用和儲存。（生命觀念）

4、通過師生互動教學將活化能概念形象化，運用思維轉化引導學生獲得酶的作用機理。（科學思維）

5、通過引導學生課后了解酶在生活中的作用，引起學生關注酶在生活生產科學中的重要地位。（社會責任）

三、教學重難點

1、教學重點

酶的作用、酶的本質

2、教學難點

酶能降低化學反應所需的活化能

探究實驗中控制變量的科學方法

四、教學設計思路

本節內容有酶的作用和本質兩個重要的教學內容。

本節課的核心是對實驗現象的觀察和分析，以及對控制變量和設計對照實驗的科學方法的提煉和總結上，教師可設置問題引起學生思考，鍛煉學生的探究能力，發展學生的科學探究素養。關于酶本質的教學，教師指導學生分析“思考討論”中提供的資料，梳理出科學家觀點之間的邏輯關系，分析他們在對酶本質認識上的貢獻與不足。最終學生通過學習酶的作用與本質，建立起“酶”的重要概念（圖1）。

五、教學實施程序

1、創設情景導入新課

以食物消化過程及問題探討“斯帕蘭扎尼實驗”為引入，讓學生通過消化過程初步認識酶。回顧在以往的學習生物膜時涉及到酶，建立酶與細胞、與細胞中的化學反應的關系。強調細胞中的能量的釋放、利用和儲存都依賴于這些化學反應。提出細胞代謝的概念。（設計意圖：生活現象和科學故事引入激發學生興趣，引起學生思考。細胞代謝的介紹引起學生對細胞結構與功能，物質與能量的關注，建立生命觀念，促進學科自然觀和世界觀形成。）

2、設計實驗探究酶的作用

播放視頻回顧學生課前探究實驗“探究過氧化氫在不同條件下的分解”。

問題1：2號試管比1號試管氣泡多，這說明什么？

問題2：在細胞內能用加熱來提高過氧化氫分解速率嗎？

問題3：3號合4號試管未經加熱，也有大量的氣泡產生，這說明說明什么？

問題4：與3號試管相比4號試管的反應速率更快，這又說明了什么？

根據實驗現象和結果，歸納出實驗結論，從而得出酶具有催化作用。

展示實驗記錄表，通過對不同實驗組別的比較分析，引導學生掌握控變量和設計對照實驗的基本思路和科學方法。

（設計意圖：設計科學探究活動，引導學生體驗實驗過程，形成科學思維，獲得實驗結果，感受獲得事實證據、得出結論的過程。理解自變量、因變量、無關變量的概念，體會用用科學方法設置對照實驗的意義。小組實驗提高學生合作動手及溝通能力，使學生形成思維碰撞，產生新的想法，有助于提高語言表達能力和培養創新能力。）

3、理解酶通過降低化學反應的活化能以提高反應速率

通過“敲鈴鐺”互動活動簡化抽象概念。一同學舉高鈴鐺，另一同學跳躍觸碰，當鈴鐺被舉得越高，敲響就越困難，模擬分子達到活化能。將復雜問題簡單化，讓學生結合活化能概念進行思維轉化，解釋催化劑的作用機理。

3、探究酶的本質總結酶的概念

觀看學生表演。與學生一同梳理探究歷程，得出酶的本質，歸納酶的概念。

學生自導自演課本短劇——關于酶本質的探索，體會科學家艱難且漫長的探究歷程。認同“絕大部分酶的化學本質是蛋白質”，結合酶的本質和作用歸納出酶的概念。（設計意圖：提高學生自主學習能力和合作學習能力?？茖W史盡顯科學探究的曲折艱辛、繼承創新，使學生置身于科學的歷史氛圍中領悟認同科學在爭論中前進，在探索中發展。通過重現酶的發現歷程培養學生的科學探究素養。）

4、分享酶的應用——酶為生活添姿彩

師生分享酶在身邊的應用，如生物酶洗衣粉、牙膏;嫩肉粉、多酶片等，讓學生認識到酶不僅在細胞、在實驗室，更在身邊。分享視頻“吃塑料的酶”，引入酶工程技術，讓學生進一步了解酶。（設計意圖：引起學生關注酶在生活生產科學中的重要地位，讓學生知道酶在身邊，能解決生活中的許多問題，增強學生的社會責任感。）

作者簡介

李宜朗（1993.4—），女，湖南邵東人，貴陽市第一中學，初級教師，碩士，研究方向：高中生物教學。