簡海霞 湖南科技大學(xué) 湖南湘潭 411201

核心素養(yǎng)是教學(xué)育人價值的集中體現(xiàn)，具體體現(xiàn)在學(xué)生通過各個學(xué)科學(xué)習(xí)從而形成的正確價值觀念、必備品格以及關(guān)鍵能力。生物學(xué)科素養(yǎng)是由生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面發(fā)展核心素養(yǎng)。生物學(xué)教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中生物學(xué)問題，并且針對某些生物學(xué)現(xiàn)象進行提問，設(shè)計實驗，實施方案，最后進行討論的科學(xué)探究過程。筆者本節(jié)課內(nèi)容通過實驗，多媒體以及學(xué)生扮演科學(xué)家的三個部分教學(xué)活動進行教學(xué)設(shè)計。

1 教材分析

人教版的高中生物學(xué)教材《分子與細胞》必修一第五章的第一節(jié)是“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”。本節(jié)課的重點是酶的作用和本質(zhì)，教學(xué)難點是活化能在酶的作用下降低的理解和控制變量法的運用。在初中接受消化酶為基礎(chǔ)以及“生命活動承擔(dān)者‘蛋白質(zhì)’”一節(jié)也有酶的作用闡述，對酶的作用有所接觸后，再展開酶的作用原理的介紹，知識呈現(xiàn)層層遞進。酶的引入是從細胞開始，細胞無時不刻進行著化學(xué)反應(yīng)，其中產(chǎn)生的有害物質(zhì)要進行分解以及需要能量保證反應(yīng)的正常進行，因而在學(xué)習(xí)細胞的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運輸之后，引入酶的作用和本質(zhì)以及酶的特性學(xué)習(xí)是起著承上啟下作用，為后面細胞的能量和供應(yīng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2 教學(xué)目標

（1）能夠解釋生活中有關(guān)酶參與反應(yīng)的實踐事例。如：對加酶產(chǎn)品的使用的依據(jù)以及使用注意的事項的解釋。

（2）在實驗操作和觀察中，能夠掌握科學(xué)探究中控制變量法原則。課堂中的進行實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的簡單而有效方法，將實驗的引入可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。

（3）能夠自主的填寫表格，畫出圖示來表達酶的作用機制的理性思維。在學(xué)生進行實驗的操作和對象的觀察后，對實驗的原理產(chǎn)生興趣，如果直接講授實驗原理，告訴學(xué)生發(fā)生實驗現(xiàn)象的原因，學(xué)生會覺得知識抽象也易遺忘。

（4）合作學(xué)習(xí)中嘗試擔(dān)任科學(xué)家角色，感受科學(xué)探究歷程中學(xué)習(xí)其精神?？茖W(xué)史重現(xiàn)方式，讓學(xué)生體會科學(xué)家的思考與研究生命現(xiàn)象的歷程，學(xué)會承擔(dān)責(zé)任。

3 設(shè)計思路

實驗課的開展一般在實驗室，而在條件允許的情況，在課堂上進行實驗有利于教師對實驗教學(xué)又不耽誤授課課時。多媒體的應(yīng)用讓學(xué)生對知識的呈現(xiàn)有著直觀的認識，但是筆者發(fā)現(xiàn)在課堂中如果學(xué)生只是走馬觀花似的觀看精美的多媒體課件，沒有帶著問題進行思考和總結(jié)，課堂效果不佳。實施改進措施讓教師創(chuàng)設(shè)問題學(xué)生參與解決。最后對科學(xué)史的合理應(yīng)用，是加深學(xué)生對科學(xué)探究過程理解?？傊?，學(xué)生對生對生物相關(guān)問題能夠找到資料，設(shè)計方案，展開交流這個過程中不斷地改進，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高了自身科學(xué)素養(yǎng)。

4 教學(xué)過程

4.1 聯(lián)系生活，引入新課

生活當(dāng)中，我們吃飯或吃饅頭咀嚼，含在口腔中時間越長，就越感覺甜，這是在初中我們知道饅頭變甜是因為唾液中含有唾液淀粉酶，使得葡萄糖分解為麥芽糖，因而嘗起來便有甜甜的味道。那么唾液淀粉酶，為什么能將淀粉分解？它的本質(zhì)是什么？教師引導(dǎo)學(xué)生思考。設(shè)計意圖：聯(lián)系生活實踐即回顧初中內(nèi)容，學(xué)生主動參與課堂，教師進一步提出相關(guān)的問題，引發(fā)學(xué)生積極思考從而產(chǎn)生探索新知的興趣。

4.2 組織實驗，科學(xué)探究

在課前讓學(xué)生們查找過氧化氫相關(guān)的資料，提出改變不同的條件下分解過氧化氫的速率是怎樣變化的？讓學(xué)生們先做出假設(shè)，考慮實際情況下對設(shè)計相關(guān)的實驗，這個過程學(xué)生對材料的獲取以及實驗條件控制進行思考，讓學(xué)生參照課本以及其它資料進行實驗方案的確定。

在課堂上的實驗條件有限，學(xué)生討論的結(jié)果讓開水放在保溫壺中，其它的器材如同書本列出步驟。實驗前選出六個同學(xué)分為三組，實驗共有四組，第一組不做任何處理，三組同學(xué)所做的是改變的變量，分別是第二組將試管放在90攝氏度水中水浴，第三組和第四組分別放入兩滴的三氯化鐵溶液，新鮮的肝臟研磨液。實驗同時進行，學(xué)生們規(guī)范的完成實驗步驟后，等待2-3min后走下講臺，一邊將點燃的衛(wèi)生香分別放在各組試管中，讓同學(xué)們觀察衛(wèi)生香的燃燒情況，小組討論。

教師在學(xué)生自主進行實驗安排后，布置相關(guān)的作業(yè)任務(wù)完成PPT上的表格填寫，在實驗過程中進行以下提問：

（1）與1組相比，2組試管出現(xiàn)什么不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象說明了什么？

（2）在細胞生活壞境中，能夠通過加熱的方式來提高反應(yīng)速率嗎？

（3）3組和4組未經(jīng)加熱，也有大量氣泡產(chǎn)生說明了什么？

（4）3組試管和4組試管相比較，哪支試管中的反應(yīng)速率快？這說明了什么？

（5）實驗遵循的原則是什么？

表1 實驗現(xiàn)象記錄

請學(xué)生思考和討論后，小組組長總結(jié)答案后進行回答。設(shè)計意圖：學(xué)生自主設(shè)計實驗再將實驗方案實施，完成科學(xué)探究的整個過程。將全班分為小組，請出小組中兩位成員在講臺上做實驗，學(xué)生會注意小組成員的實驗，同時有利于教師輔助指導(dǎo)學(xué)生們規(guī)范操作，起到良好的展示作用。在課堂中，有實驗的演示，讓學(xué)生們直觀的看到實驗現(xiàn)象，從而對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象聯(lián)系實驗原理進行思考討論。有些學(xué)生看到衛(wèi)生香的迅速復(fù)燃會情不自禁的感到很驚奇，對沒有復(fù)燃的試管會產(chǎn)生疑問，自主的探索原因。當(dāng)實驗完成后學(xué)生們自主的填寫PPT的表格內(nèi)容，在教師的引導(dǎo)下進行總結(jié)。填寫表格是學(xué)生觀察實驗相關(guān)總結(jié)，進行提問培養(yǎng)科學(xué)探究思維。

4.3 動畫播放，難點突破。

完成表格相關(guān)想象分析之后，可以得出酶具有催化作用，那么接下來通過2min的動畫視頻一起探討催化作用原理是什么？教師首先介紹動畫中活化能的概念。然后讓學(xué)生仔細觀察動畫，動畫中有常態(tài)分子，活躍分子，活化能作為擋板，開始在常態(tài)下，分子不能跳過動畫擋板到達另外一端，再次展現(xiàn)的是加熱、Fe3+以及過氧化氫酶的條件下，分子通過活化能擋板的情況。最后教師提問：加熱為什么能提高H2O2的分解效率？學(xué)生可以看到分子加熱時跳過擋板的是活躍分子。緊接著提問：加無機鹽Fe3+以及過氧化氫酶是分子是以什么方式成功的跳過活化能擋板的，這兩種物質(zhì)哪種作用更顯著？學(xué)生通過觀看動畫，回答問題。教師進一步要求學(xué)生以反應(yīng)過程為橫軸，能量為豎軸，在草稿紙上畫出酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能圖解，隨機抽取兩位同學(xué)在黑板上畫出其示意圖。

設(shè)計意圖：在觀看動畫的直觀演示和學(xué)生自主的繪制曲線示意圖，教師的提問有效地解釋酶能顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能機制，同時讓學(xué)生分析信息獲得與有效處理數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)對圖表信息轉(zhuǎn)化與模型構(gòu)建能力建立了基礎(chǔ)。在不同條件下，化學(xué)反應(yīng)不同的結(jié)果，使得學(xué)生對控制變量法進一步理解，學(xué)會解釋酶降低化學(xué)反應(yīng)的活化能生物現(xiàn)象的理性思維。

演講完畢幾位同學(xué)都下了講臺，教師總結(jié)酶的本質(zhì)和來源，強調(diào)科學(xué)探索的過程是不斷補充和完善的，這需要科學(xué)家們反復(fù)猜想，不畏困難去探索和實踐。

設(shè)計意圖：在這課程前，學(xué)生自主合作進行解說，培養(yǎng)學(xué)生社會擔(dān)當(dāng)能力，增強了團隊精神。在教學(xué)中利用科學(xué)史歷程有利于學(xué)生站在科學(xué)家的角度去思考問題，同時學(xué)會運用科學(xué)思維嘗試解決生活實際問題，學(xué)習(xí)科學(xué)家對酶的本質(zhì)孜孜不倦的探究精神，以及對成功路上的困難堅持不懈的努力可貴精神。

5 教學(xué)總結(jié)

本文在課堂教學(xué)中，首先教師組織學(xué)生進行課堂實驗，依據(jù)實驗現(xiàn)象，自主討論分析回答表格內(nèi)容。其次講解原理通過動畫的觀看，學(xué)生自主繪圖的形式得出結(jié)論。教師在組織教學(xué)中，聯(lián)系生活實踐引發(fā)學(xué)生思考，實驗教學(xué)活動和科學(xué)家探究實驗的經(jīng)歷，增加探究生命科學(xué)的興趣，同時掌握科學(xué)探究的基本思路和方法運用于生活實踐。