多措并舉讓課堂煥發(fā)生機活力
——以“酶”的一輪復習為例

石 欣

(湖北省咸寧市教育科學研究院)

酶的相關知識是高考中的常見考點,以下案例為新課標背景下的一節(jié)一輪復習課,教師在復習傳統(tǒng)知識的基礎上融入學科核心素養(yǎng),倡導自主學習,嘗試教學評一體化,多措并舉,讓一輪復習課煥發(fā)生機活力。

1.教學設計

1.1 巧用視頻導入,提升科學素養(yǎng)

視頻導入:央視《朝聞天下》中關于“酵素”的一個調查。視頻中展示了保健品市場中一些跟酵素有關的產(chǎn)品夸大宣傳,借用酶的概念,誤導消費者。根據(jù)視頻內(nèi)容,請同學們談談自己的看法。學生在闡述自己觀點時,教師適當引導和評價。

設計意圖：高三的學習比較緊張,復習課通常內(nèi)容多、容量大,很多老師只注重知識點的灌輸,而忽略課堂的氣氛與學生的興趣點。課堂上分秒必爭,情境導入這些環(huán)節(jié)直接省略,學生很難接觸到課本之外的東西。根據(jù)新課標的要求,學生要積極運用生物學的知識和方法,關注社會議題,參與討論并作出理性解釋,辨別迷信和偽科學。筆者在這一堂課中增加了一個關于“酵素”的調查視頻。通過讓學生討論對新聞事件的看法,引導學生用所學的知識辨別生活中的偽科學,提升科學素養(yǎng)。同時讓學生認識到書本知識要活學活用,要應用于生活,服務生活。

1.2 回顧基礎知識,展示典型錯誤

由導入視頻引出酶的概念,并從酶的概念中提煉三個關鍵詞:活細胞、催化、有機物,由這三個關鍵詞延伸出一系列問題,如圖1所示。

圖1 (學生作品)

教師借用視頻展臺展示學生課前完成的學案上的表格及基礎知識檢測中的共性問題和錯誤(圖2),請學生評價和修正,教師輔助講解,學生自主整理。

圖2 (學生作品)

圖3 (學生作品)

圖4 (學生作品)

圖5 (學生作品)

設計意圖：這在高三的復習中,從核心概念中尋找關鍵詞,再以關鍵詞為中心向外發(fā)散,引發(fā)學生思考相關問題,可以有效地拓展學生的思維。課前讓學生完成學案中的內(nèi)容,教師能根據(jù)反饋的情況了解學生的共性問題,課堂上可以有針對性地講解。特別是典型錯誤的展示,可以強化學生的認知。

1.3 依托高考真題 鞏固基礎知識

例1.(2017·全國卷Ⅱ,3)下列關于生物體中酶的敘述,正確的是

A.在細胞中,核外沒有參與DNA合成的酶

B.由活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性

C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法

D.唾液淀粉酶催化反應最適溫度和保存溫度是37℃

參考答案：C

試題解析：由于真核細胞細胞質中的線粒體和葉綠體中含有少量的DNA,能進行自我復制,故核外有參與DNA合成的酶,A錯誤;活細胞產(chǎn)生的酶在生物體外有催化活性,如唾液淀粉酶在試管中仍可發(fā)揮作用,B錯誤;鹽析可使蛋白質在水溶液中的溶解度降低,從而沉淀析出,C正確;酶制劑適于在低溫下保存,D錯誤。

例2.(2020·全國卷Ⅲ,37題節(jié)選)水果可以用來加工制作果汁、果酒和果醋等?；卮鹣铝袉栴}:

(2)用果膠酶處理果泥時,為了提高出汁率,需要控制反應的溫度,原因是____________________。

(3)現(xiàn)有甲乙丙三種不同來源的果膠酶,某同學擬在果泥用量、溫度、pH等所有條件都相同的前提下比較這三種酶的活性。通常,酶活性的高低可用____________________來表示。

參考答案：(2)溫度對果膠酶活性有影響,在最適溫度下,酶活性最高,催化果膠分解的速率快,出汁率最高 (3)在一定條件下,單位時間內(nèi),單位體積中反應物的消耗量或者產(chǎn)物的增加量

試題解析：第(2)問“溫度對酶活性的影響”考查酶的基礎知識,放在一個真實的情境中,考查學生的遷移運用能力;第(3)問考查酶相關實驗中常見的觀測指標或因變量。

設計意圖：例1聚焦酶的基礎知識,除了“鹽析”這個概念學生可能不太熟悉之外,其他的知識點都比較常見,重在知識層面的考查;例2是將酶的基礎知識放在一個真實情境中,考查應用,這是能力層面的考查。通過以上兩道高考真題,檢測和鞏固學生對知識的掌握情況,進一步鞏固酶的概念、本質和特性。

1.4 合作構建模型 培養(yǎng)理性思維

學生分小組合作探究,構建相應的曲線模型,同學交叉互評。

第一類:影響酶促反應速率的因素

第二類:酶的作用原理

第三類:酶的特性

設計意圖：以上曲線對學生來說并不陌生,但新課教學中教師常常直接把曲線呈現(xiàn)給學生,讓學生借助曲線來理解其所表達的含義,再將曲線模型轉換為文字表述,以強化學生對相關知識點的認知。在復習課中,可以加大一點難度,以任務驅動,激發(fā)學生思考,通過合作探究,自主構建模型,提升理性思維能力。

1.5 歸納實驗類型 強化實驗設計

與酶相關的實驗比較多,可歸納為驗證性實驗和探究性實驗。驗證性實驗的實驗思路比較固定,重點是要選準對照組和實驗組。探究性實驗相對比較開放,但在與酶有關的探究性實驗中,最主要的是對自變量的處理和實驗順序設計。因此,這部分內(nèi)容可引導學生自主歸納(圖6、圖7)。

圖6 (學生作品)

圖7 (學生作品)

圖8 (學生作品)

設計意圖：歸納法是科學研究中常用的一種方法,也是提高學生理性思維的一種有效的方法,通過列表的形式將零散的知識進行整理歸納,一方面也促使學生在歸納中思考不同知識點的區(qū)別與聯(lián)系,另一方面可大力培養(yǎng)學生的理性思維。

1.6 知識遷移應用 服務日常生活

酶與生活密切相關,通過閱讀教材上的85頁“科學·技術·社會”欄目,歸納酶在日常生活中的用途,完成表格和例3。

例3.(2022·湖南,3)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象,部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外,加熱也能使堿性蛋白酶失活,如圖9所示。下列敘述錯誤的是

圖9

A.堿性蛋白酶在一定條件下可發(fā)生自溶失活

B.加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的

C.添加酶穩(wěn)定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果

D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環(huán)境污染

參考答案：B

試題解析：由題意中“堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象,部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活”可推知A正確;由圖可知,部分解折疊的堿性蛋白酶可通過降溫恢復到天然狀態(tài),B錯誤;由題意可知,堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象從而影響酶的活性,因此可推測添加酶穩(wěn)定劑可使酶的結構更加穩(wěn)定,洗滌效果更好,C正確;堿性蛋白酶能有效分解附在衣物上的血漬和奶漬等污物中的蛋白質,因此添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環(huán)境污染,D正確。

設計意圖：引導學生領悟酶與生活的實際聯(lián)系,樹立用所學知識造福人類的態(tài)度和價值觀,從日常生活行為參與環(huán)境保護,增強科學研究動力和社會責任感。另外,用前面展示的3個高考真題讓學生感悟近年來關于酶的考查,從知識到能力,再到素養(yǎng)的變化,也引導學生關注新課標背景下核心素養(yǎng)在試題中的真實滲透和呈現(xiàn)方式。

2.教學反思

縱觀近年新課標背景下的大型考試,對酶的考查重在考查酶的應用。除了教材上提到的酶在日常生活中的應用之外,酶在醫(yī)學中的應用更為廣泛,一是用于疾病的診斷和治療,如谷丙轉氨酶可作為判斷肝臟是否有病變的依據(jù);二是作為科研工具促進科學研究,如PCR中的耐高溫聚合酶,基因工程中的限制酶。教師還可以給學生更多地拓展酶在醫(yī)藥方面的應用實例及作用機理。隨著時代的發(fā)展,人們對健康有了更多的認識和關注,生物與醫(yī)學的融合也會是今后生物學考試的一個熱點。