“新陳代謝與酶”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計

張妍瑋

新的生物學(xué)課堂教學(xué)改革以推動教師與學(xué)生的雙向交流、發(fā)展學(xué)生的潛在知能,使學(xué)生獲得豐富的知、情、意、行為目標(biāo)。新課程背景下生物學(xué)課堂教學(xué)要滲透一種什么樣的理念,要解釋和獲得一種怎樣的價值,是達(dá)到教改目標(biāo),落實教育新理念,實現(xiàn)課程教學(xué)優(yōu)化的關(guān)鍵。這不僅是生物學(xué)教育的內(nèi)在要求,更是素質(zhì)教育發(fā)展的必然趨勢。

依據(jù)高中新課程的教學(xué)要求,體現(xiàn)生物學(xué)科的探索性、實驗性的特點,使研究性學(xué)習(xí)課題滲透于課堂教學(xué)。通過探究活動,讓學(xué)生親自獲得知識,尋找規(guī)律。本課時要按新課程標(biāo)準(zhǔn)的思路培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——解決問題”的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)探究思想培養(yǎng)科學(xué)探究能力。對此學(xué)生不知如何探究,教師在處理這塊知識時也感到困難,好在教材中有思路提示,這樣就便于學(xué)生自主學(xué)習(xí),也給了教師根據(jù)學(xué)生和本地實際選擇和創(chuàng)造的空間,便于教師更加有效地組織課堂教學(xué)。下面是我的一些做法:

1課前精心準(zhǔn)備,分發(fā)學(xué)案

學(xué)案中明確了學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo),本節(jié)課堂教學(xué)我們要完成的任務(wù),以及一些與酶相關(guān)的資料,使學(xué)生在課前對本節(jié)內(nèi)容引起極大的興趣。并把學(xué)生分成6個小組,進(jìn)行學(xué)案中問題探討,完成酶專一性、酶高效性的實驗設(shè)計。

2動手操作,引導(dǎo)學(xué)生的自主探究

2.1小組展示,分享成果

教師請各組代表展示自己的實驗設(shè)計,大家集體討論,推選出設(shè)計適合的同學(xué)上臺親自操作他設(shè)計的實驗。在這一活動中,同學(xué)們可充分體會設(shè)計實驗要注意的相關(guān)問題,學(xué)習(xí)怎樣設(shè)計合理的實驗方案,即可獲得知識,又可得到學(xué)習(xí)中的快樂。通過學(xué)案與教材的結(jié)合及同學(xué)做的實驗,學(xué)生很容易掌握酶的專一性與高效性。

2.2探究溫度與PH值對酶活性的影響

(一)提出問題,確定探究主題

設(shè)置情景一:展示實物“一袋加酶洗衣粉”,指出使用說明中要求用溫水洗,提出問題:為什么加酶洗衣粉用溫水洗衣的效果比用冷水的效果好呢?情景二:展示人體消化系統(tǒng),提出問題:唾液淀粉酶與食物一起入胃后能否繼續(xù)催化淀粉的水解呢?學(xué)生通過自身的知識積累提出統(tǒng)一結(jié)論,“溫度和PH對酶的活性有影響”。教師接著提問:同學(xué)們能假設(shè)一下溫度和PH值對酶的活性又怎樣的影響呢?這樣通過生活中常見的實例立即把學(xué)生引入情景,生活情景很能激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。這種方式考察學(xué)生從生活中獲取信息的能力,并激勵學(xué)生樹立從生活中收集知識信息的學(xué)習(xí)素養(yǎng)。通過提問使學(xué)生明確活動的目的,主動參與學(xué)習(xí)過程,并且可以考察學(xué)生對理論知識的掌握程度,了解學(xué)生的學(xué)生狀況。

(二)教師引導(dǎo)學(xué)生完成第一個探究主題

1、確定完整探究方案

以“溫度對酶活性的影響”為例學(xué)習(xí)科學(xué)探究過程,教師展示學(xué)案中實驗材料、試劑與用具。實驗材料為:4%的淀粉溶液、碘液、2%的a-淀粉酶;用具:試管、量筒、小燒杯、大燒杯、滴管、試管夾、酒精燈、石棉網(wǎng)、溫度計、火柴、冰水。為了使試驗設(shè)計更有針對性,教師給出提示:研究三個溫度下的酶活性,0℃、60℃、100℃.給予一定時間,學(xué)生討論實驗的原理,方法步驟,及預(yù)測的實驗結(jié)果,為了避免學(xué)生的盲目性,教師應(yīng)提示學(xué)生實驗原理包括反應(yīng)原理和鑒定原理;實驗步驟的確定結(jié)合實驗設(shè)計的三大原則(即:單一變量,對照原則、等量原則)在學(xué)生討論的過程中,教師也應(yīng)當(dāng)參與到學(xué)生的討論中去,與每組同學(xué)交流,及時發(fā)現(xiàn)不合理的地方,提出來學(xué)生好在修改。這樣便于幫助學(xué)生理清思路,合理設(shè)計,然后每組選一個代表發(fā)表本小組方案。其他組有不同意見可再進(jìn)行討論修改。可能有這樣的一個爭議,”方案一:“先將淀粉溶液在3個溫度下保溫一定時間后再加入淀粉酶溶液呢?”方案二:“先將淀粉和酶溶液混合在放入三個溫度下保溫呢?”學(xué)生討論,有的認(rèn)為只有方案一可以,有的認(rèn)為兩種均可。有的同學(xué)可能會提出:如果加入的淀粉的量較少的話,那么采用方案二溫度有常溫降到0℃或溫度升高到100℃的過程中很可能酶就已經(jīng)將淀粉水解完了,那么必將得到完全不同的實驗結(jié)果,導(dǎo)致得不到正確的實驗結(jié)論。該理由一提出,會得到同學(xué)們的認(rèn)同。最后,教師做總結(jié),得出完整的實驗方案:

實驗?zāi)康?探究溫度對酶活性的影響

實驗原理:淀粉遇碘形成紫藍(lán)色化合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖。麥芽糖和葡萄糖遇碘后,不形成紫藍(lán)色化合物。

實驗步驟:

(1)取三支潔凈的試管,分別編號為Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號,分別加入等量的淀粉溶液;

(2)將三支試管分別放入事先準(zhǔn)備好的0℃的冰水、60℃溫水、100℃沸水中水浴一定時間;

(3)向三支試管中分別加入等量的淀粉酶溶液,混合均與在放入原溫度的水浴環(huán)境中保溫一定時間;

(4)取出三支試管加入等量的碘液,混合均勻,觀察實驗結(jié)果。

預(yù)測實驗結(jié)果:

(1)可能是Ⅰ號試管溶液變藍(lán),Ⅱ號、Ⅲ號試管不變藍(lán);

(2)可能是Ⅰ號、Ⅱ號試管溶液變藍(lán),Ⅲ號不變藍(lán);

(3)可能是Ⅰ號、Ⅲ號試管變藍(lán),Ⅱ號不變藍(lán)。

2、進(jìn)行實驗

本實驗由于三個溫度條件在課堂上不好控制,教師可準(zhǔn)備播放演示實驗,但演示實驗是學(xué)生獨立在實驗室完成的。這種方法可以激發(fā)學(xué)生的動手能力。展示真實的實驗結(jié)果。學(xué)生概括:處于60℃水浴的試管溶液不變藍(lán),而0℃和100℃的試管溶液均變藍(lán)。

教師接著設(shè)疑:如果將0℃和100℃的試管再放入60℃的水浴中一段時間,會是怎樣的結(jié)果呢?學(xué)生思考后,教師展示結(jié)果:原0℃水浴試管藍(lán)色褪去,而原100℃水浴試管藍(lán)色不褪去。由此學(xué)生可得出結(jié)論:低溫是抑制酶的活性,高溫會破壞酶的活性。

教師接著展示實驗結(jié)果,如果我們設(shè)置溫度梯度,可得到溫度-酶活性曲線。

最后教師總結(jié)實驗結(jié)論:溫度影響酶的活性,在最適溫度之前,隨溫度的升高酶的活性不斷增強,在最適溫度時,酶的活性最大;超過最適溫度,酶的活性逐漸降低;低溫抑制酶的活性,條件適宜可恢復(fù);高溫破壞酶的結(jié)構(gòu),會使酶喪失活性,不能恢復(fù)。

(三)學(xué)生獨立完成PH對于酶活性的影響

教師提示學(xué)生,實驗步驟中設(shè)置三個實驗條件:PH=1,PH=7,PH=14.這一環(huán)節(jié)學(xué)生討論的焦點集中在鑒定試劑選用碘液還是斐林試劑。最后得出結(jié)論:碘液中的碘會與氫氧根離子反應(yīng)而喪失鑒定的作用,所以PH對酶活性的影響應(yīng)選用斐林試劑鑒定結(jié)果。實驗方案確定后,在課堂上完成實驗,觀察實驗結(jié)果:過酸和過堿的溶液加入斐林試劑后沒有磚紅色沉淀生成,而呈中性的溶液有磚紅色沉淀生成。

教師同樣可以設(shè)疑引導(dǎo):如果我們將的反應(yīng)溶液的PH值再調(diào)回到中性,再用斐林試劑鑒定會怎樣呢?由于時間關(guān)系,就不在課堂上完成實驗,展示結(jié)果,發(fā)現(xiàn),兩種溶液均沒有磚紅色沉淀生成。學(xué)生由此到結(jié)論,過酸和過堿酶的活性都喪失,不能恢復(fù)。

教師展示設(shè)置PH梯度,得到的實驗結(jié)果,學(xué)生繪制PH-酶活性曲線。

總結(jié)實驗結(jié)論:PH影響酶的活性,在最適PH值之前,隨PH的增加,酶的活性不斷增強,在最適PH值時酶活性達(dá)最大;超過最適PH酶的活性不斷降低;過酸和過堿都會破壞酶的結(jié)構(gòu),使酶喪失活性,不能恢復(fù)。

由于剛剛完成溫度對酶活性影響的探究過程,在教師的適當(dāng)引導(dǎo)下,學(xué)生相對獨立的完成第二個探究主題。這樣可以檢驗學(xué)生的掌握情況,加深學(xué)生對探究過程的理解。

3精選習(xí)題,及時鞏固

展示與實際生產(chǎn)有關(guān)的習(xí)題。培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,訓(xùn)練學(xué)生知識遷移能力。通過學(xué)生對練習(xí)的表達(dá)與評價,了解學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用情況,并對下一步的教學(xué)做及時調(diào)整。

1.在不損壞高等植物細(xì)胞壁的情況下,下列哪種物質(zhì)適于除去細(xì)胞壁?

A.鹽酸B.蛋白酶C.纖維素酶和果膠酶D.淀粉酶

2.在測定胃蛋白酶的活性時,將溶液的PH值由10降到2的過程,胃蛋白酶活性將

A.不斷上升B.沒有變化C.先升后降D.先降后升

3.血液凝固是一系列酶促反應(yīng)過程,采集到的血液在體外下列哪種溫度條件下凝固最快

A.0℃B.15℃C.25℃D.35℃

縱觀這節(jié)課,教學(xué)的重點難點突出,教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極主動的探究學(xué)習(xí),把學(xué)習(xí)的主動權(quán)教給學(xué)生,讓學(xué)生成為課堂的主任,充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主題的教學(xué)觀。課堂氣氛活躍,師生之間交流互動較多,不時有同學(xué)提出一些很有建設(shè)性的問題,達(dá)到了良好的教學(xué)效果。