降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶（第1課時(shí)） 教學(xué)設(shè)計(jì)

《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》(第一課時(shí))教學(xué)設(shè)計(jì)安徽省績溪中學(xué)胡媛一、教材分析本節(jié)選自人教版高中生物學(xué)必修1《分子與細(xì)胞》中第5章《細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用》第1節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》。本節(jié)課是學(xué)習(xí)“細(xì)胞呼吸、光合作用”的重要前導(dǎo)知識，同時(shí)回應(yīng)了前面蛋白質(zhì)功能的內(nèi)容，與細(xì)胞代謝息息相關(guān)，是學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀的重要節(jié)點(diǎn)。學(xué)習(xí)如何控制變量和設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的絕佳契機(jī)。本節(jié)課以“過氧化氫的分解”為教學(xué)主線，提供事實(shí)與證據(jù)，將課本的內(nèi)容進(jìn)行拆解重組，針對如何加快化學(xué)反應(yīng)速率層層引導(dǎo)，環(huán)環(huán)相扣，由易及難，使得學(xué)生在理解概念的基礎(chǔ)上逐步形成科學(xué)思維。在學(xué)生具有一定的理論知識的基礎(chǔ)上，利用“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究，采用資料分析和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的方式引導(dǎo)學(xué)生共同推導(dǎo)出酶的作用和本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力和邏輯分析能力，提高其運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力，落實(shí)生物學(xué)核心素養(yǎng)。二、學(xué)情分析本節(jié)授課對象為高一學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)了無機(jī)催化劑、細(xì)胞中的化合物和基本結(jié)構(gòu)以及物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)知識，初步形成了結(jié)構(gòu)與功能觀，對于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有了初步的了解，有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能。通過課前活動(dòng)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)酶在生活中的廣泛應(yīng)用，對探究酶的作用和本質(zhì)很有興趣。但是，在課前學(xué)情測試中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)速率的原理掌握不多，很難說出無機(jī)催化劑是如何具體發(fā)揮作用；學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路和方法還缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識。針對這兩點(diǎn)，在課上將通過資料分析和具體講授進(jìn)行重點(diǎn)突破。三、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：①通過對比分析，歸納總結(jié)酶的作用。②掌握設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)的一般原理和步驟。2.教學(xué)難點(diǎn)：①明確酶顯著能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；②掌握設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)的一般步驟。四、開放性教學(xué)環(huán)境：智慧課堂平臺、小組討論教學(xué)、分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)五、教學(xué)目標(biāo)基于對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析、解讀課程標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)基于學(xué)生的學(xué)情狀況，我制定了如下的教學(xué)目標(biāo)：1.通過資料分析和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，歸納總結(jié)酶的作用。（生命觀念、科學(xué)思維）2.通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，說出變量之間的關(guān)系以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析能力。（科學(xué)探究、科學(xué)思維）3.通過動(dòng)手操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提升科學(xué)探究能力。（科學(xué)探究）4.通過問題情境，解決生活中的生物學(xué)問題，提升愛國情懷和社會責(zé)任。（社會責(zé)任）六、教學(xué)過程教學(xué)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖情境導(dǎo)入【情境導(dǎo)入】“禾下乘涼夢，一夢一人生”。展示在袁隆平爺爺和眾多科研工作者努力下的水稻產(chǎn)業(yè)。提出問題：米飯會越嚼越甜的原因。【社會實(shí)踐】驗(yàn)收課前任務(wù)：尋找“酶”好生活。【過渡】酶到底有什么作用？酶的化學(xué)本質(zhì)是什么？我們這節(jié)課一起探究酶的作用和本質(zhì)。體會科研工作者的辛苦，增強(qiáng)愛國情懷，提升節(jié)約糧食的意識。根據(jù)教師的引導(dǎo)，對米飯變甜的原因進(jìn)行推測：口腔中的唾液淀粉酶。積極討論交流，展示自己發(fā)現(xiàn)的酶。【社會責(zé)任】讓學(xué)生體會科研工作者的艱苦奮斗，增強(qiáng)愛國意識，形成節(jié)約糧食的好習(xí)慣。從身邊的具體實(shí)例發(fā)現(xiàn)酶的重要應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生對酶的作用和本質(zhì)的思考，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。過氧化氫的分解【情境導(dǎo)入】運(yùn)動(dòng)會上學(xué)生受傷，醫(yī)生建議使用過氧化氫進(jìn)行消毒，一定要注意濃度，高濃度的過氧化氫溶液具有腐蝕性。展示相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)細(xì)胞代謝也會產(chǎn)生過氧化氫。提出問題串：該怎么想辦法將它分解呢？怎么判斷過氧化氫是否分解呢？【過氧化氫的分解】展示資料一：過氧化氫在自然條件下就可以分解。做實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察過氧化氫在自然條件下的分解。提出問題：為什么過氧化氫在自然狀態(tài)下分解速率很慢？【播放微課】教師展示課前制作的微課，提醒學(xué)生認(rèn)真觀看微課。請學(xué)生對微課的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。展示化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化圖，以生活中的例子講解活化能的概念。提出問題:怎么樣讓分子獲得更多的能量？【加熱促進(jìn)過氧化氫的分解】展示資料二：當(dāng)我們加熱時(shí)，熱能會傳遞給分子，讓分子具有較高的能量?？偨Y(jié)方法二：加熱。通過生活中的例子講解加熱提高化學(xué)反應(yīng)速率的原理。做實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察過氧化氫在水浴加熱條件下的分解。發(fā)現(xiàn)問題：加熱條件下，過氧化氫溶液的分解速率仍舊不高。利用生活例子引導(dǎo)學(xué)生找到其他方法：降低反應(yīng)活化能的要求?！敬呋瘎┐龠M(jìn)過氧化氫的分解】展示資料三：加入催化劑，此時(shí)分子的能量不會改變，但是會改變分子發(fā)生反應(yīng)所需要的活化能。總結(jié)方法三：加入催化劑。做實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察過氧化氫在加入化學(xué)催化劑條件下的分解。【酶促進(jìn)過氧化氫的分解】提出問題：細(xì)胞里是一個(gè)常溫、常壓的液體環(huán)境，能不能加熱、加無機(jī)催化劑。生物體可以催化過氧化氫的分解嗎？做實(shí)驗(yàn)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察過氧化氫在加入杏鮑菇之后的分解。展示資料四：細(xì)胞里存在過氧化氫酶，可以加速過氧化氫的分解?？偨Y(jié)方法四：過氧化氫酶。聯(lián)系初中所學(xué)知識，進(jìn)行解答。閱讀資料，分析方法。學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。思考，回答問題。認(rèn)真聽講解，理解活化能的概念，思考為什么常溫下過氧化氫的分解速率較慢。學(xué)生閱讀資料，總結(jié)方法。學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。跟隨教師的講解思考其他方法。學(xué)生閱讀資料，總結(jié)方法。學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！究茖W(xué)探究】引導(dǎo)學(xué)生回憶初中所學(xué)知識，引入新課內(nèi)容，構(gòu)建知識體系。通過資料分析，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、歸納總結(jié)的能力。用微課的形式展示復(fù)雜的知識點(diǎn)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。以類比的形式講解活化能的概念和如何加快化學(xué)反應(yīng)速率，更好地幫助學(xué)生構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)。通過資料分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法并且讓學(xué)生親自操作，提升學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。通過資料分析，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、歸納總結(jié)的能力。通過動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，更好地提升小組合作精神，提升動(dòng)手能力?？刂谱兞亢驮O(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)【分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果】引導(dǎo)學(xué)生回歸實(shí)驗(yàn)過程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成課本77頁討論題?！咀兞糠治觥恐v解變量、自變量、因變量、無關(guān)變量等的概念，引導(dǎo)學(xué)生分析本實(shí)驗(yàn)的變量組成。介紹對照實(shí)驗(yàn)的概念和相關(guān)原則，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)。小組合作，思考完成討論題。認(rèn)真聽講，分析相關(guān)概念?！究茖W(xué)探究】學(xué)生根據(jù)問題串，分析實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，形成科學(xué)思維?！究茖W(xué)思維】采用講授法幫助學(xué)生明確重要概念，并且在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中加以應(yīng)用，加深理解。酶的作用【酶的作用】在科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題。設(shè)置疑問：過氧化氫酶對于過氧化氫分解的催化效率比Fe3+更高，會不會是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液含的過氧化氫酶比體積分?jǐn)?shù)為3%的FeCl3溶液分子數(shù)要多呢？展示資料，引導(dǎo)學(xué)生對比分析分子數(shù)，得出結(jié)論。進(jìn)一步思考：過氧化氫酶是如何發(fā)揮作用的？展示資料，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：酶作為生物催化劑，能顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能【播放動(dòng)畫】播放動(dòng)畫：酶降低反應(yīng)活化能的原理。認(rèn)真閱讀教師所給材料，思考問題，得出結(jié)論?！究茖W(xué)思維】學(xué)生通過資料分析的過程，層層深入，推理論證，得出結(jié)論，建立自身知識體系，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。酶的本質(zhì)【酶的本質(zhì)】提出問題：酶的本質(zhì)是什么？展示系列資料，引導(dǎo)學(xué)生推理分析，得出結(jié)論，教師加以引導(dǎo)補(bǔ)充：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。提出思考：該如何驗(yàn)證酶的本質(zhì)？學(xué)生討論交流后，提出實(shí)驗(yàn)思路。引導(dǎo)學(xué)生課后親自做實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究。通過資料分析，小組合作交流，回答問題，并提出實(shí)驗(yàn)思路。通過資料分析，學(xué)生明確酶的本質(zhì)，并產(chǎn)生深刻印象。在小組交流中，產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)思路，形成知識的前后呼應(yīng)，在課后自主探究中進(jìn)一步提升動(dòng)手能力，提升科學(xué)探究能力。小結(jié)與提升引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，鞏固提升。提出《康熙字典》在1716年收錄了酶，引導(dǎo)學(xué)生對酶的探究歷程產(chǎn)生興趣。布置課后探究任務(wù)：觀看暢言智慧課堂的相關(guān)微課作業(yè)，認(rèn)真閱讀相關(guān)資料，了解酶的發(fā)現(xiàn)歷程。形成事實(shí)性知識，課后完成暢言智慧課堂的對應(yīng)練習(xí)和探究作業(yè)。形成知識框架，加以鞏固提升。激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和學(xué)習(xí)積極性，引發(fā)下一步思考。板書設(shè)計(jì)酶的作用和本質(zhì)任務(wù)1探究酶的作用催化任務(wù)2學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)三大變量四大原則任務(wù)3探究酶的本質(zhì)絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)少數(shù)酶是RNA九、作業(yè)布置1.課時(shí)基礎(chǔ)作業(yè)：完成暢言智慧課堂平臺布置的對應(yīng)練習(xí)；2.探究作業(yè)：觀看暢言智慧課堂上的《酶的探索歷程》相關(guān)微課和資料；自主完成酶的本質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。十、教學(xué)反思本節(jié)課基于生活中的情境展開，貼近學(xué)生生活，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中的生物學(xué)知識，提升學(xué)習(xí)積極性。以大量的資料分析，引導(dǎo)學(xué)生逐步找到加快過氧化氫分解的各種方法，解決問題，提升科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，并在此過程中，引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證資料，鍛煉動(dòng)手能力和科學(xué)思維。同時(shí)，借助動(dòng)畫微課突破教學(xué)難點(diǎn)，讓學(xué)生更好地提升學(xué)習(xí)興趣，系