《探究影响酶活性因素》获奖教学设计.docx
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《探究影响酶活性因素》获奖教学设计
《探究影响酶活性的因素》获奖教学设计
一、教学设计思路
“长期培养学生的科学素养，倡导合作探究性学习”是高中生物新课程课标的基本要求。
本课通过组织学生“观察现象——发现问题——分析问题——设计策略——解决问题”的实验探究过程，可以有效拓展高中年级学生学习生物课程的认知思维，掌握高中生物实验探究的一般方法，丰富学生的学科素养，培养学生科学探究和合作学习的基本技能。
同时，本课通过学生亲身体验实验探究过程，将有助于学生良好学习态度与价值观的形成。
科学分组：
将学生分为两个大组，每个大组有四个小组，第一大组每个小组有两女一男，第二大组每个小组有两女两男。
每个小组将不同程度学生均匀搭配，各小组间力求均衡，无明显差异，以便于公平竞争，便于评价。
本节课的主要目的是让学生体验科学探究的过程，所以我安排第一探索PH对过氧化氢酶活性的影响，第二大组探索温度对淀粉酶活性的影响。
这样便于讨论与交流。
座位表如下，学生进到实验室幻灯片已打出，按序就坐。
二．实验内容分析:
本节是必修Ⅰ《分子与细胞》“降低化学反应活化能的酶”中内容，本节教学需两课时，第一课时学习酶的发现、概念和特性；第二课时学生完成“影响酶活性的因素”探究实验。
本节课是第二课时“探究影响酶活性的因素”的教学设计。
教师在第一节课演示了“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学生基本上学会了设计实验时控制变量的方法，在此基础上，进一步引导学生体验科学探究的过程。
本实验的原理是：
淀粉是非还原糖，在淀粉酶的作用下，逐步水解成麦芽糖，碘液检验淀粉的剩余量。
过氧化氢在过氧化氢酶的催化下分解为水和氧气，氧气释放的多少和卫生香的复燃程度都可衡量过氧化氢酶的活性。
不同的温度、不同的PH分别影响淀粉酶和过氧化氢酶的活性，在最适温度、最适PH的条件下，酶的活性最大，产物生成的量最多，偏离最适温度、最适PH，酶的活性减弱，甚至失活。
三、实验目标
1.知识目标：
能区分实验反应原理和鉴定原理。
学会设置自变量、控制无关变量、观察和检测因变量，预测实验结果的能力。
熟练掌握探究实验的过程。
探究
过程
评价内容
自我评价
成员
互评
学生探究能力评价
3、能否按照实验计划准备实验材料，在步骤地进行实验
4、能否按照实验操作的规范要求完成实验
5、能否安全地使用各种实验数据
6、能否实事求是地记录和收集实验数据
7、能否分析实验数据的相关性并得出结论
2.技能方面：
让学生学会选择合适的实验方法，按所设计的实验方案和步骤，正确完成相关的实验操作。
学会用准确的语言阐明实验探究的结果，提高学生动手动脑能力。
3.情感目标：
体验科学探究过程,领悟科学探究方法，增强师生、生生之间的互动交流，通过分工合作，领悟团队协助精神，体验学习的快乐。
四、教学重点及解决的具体策略
进行实验，用准确的语言阐明实验探究的结果，总结实验的结论是本教学的重点。
我的做法是要求各组根据自己制定的方案展开实验，要求小组成员要相互合作，仔细观察，按照探究能力表现评价表的内容去做。
该表对学生是行为上的指引和约束。
并展示以下注意事项：
（1）试管烧杯要编号，以免混淆。
（2）取底物或酶液要注意用量，取用的步骤与方法（3）要正确使用酒精灯，避免烫伤。
使用酸碱溶液时，务必注意安全。
（4）淀粉溶液用玻璃棒搅匀再取。
淀粉液和淀粉酶液混合前一定要按设定的温度预处理。
（5）及时填写实验结果。
到各组中关注学生的操作情况并适时地讨论，针对不同组的情况，提出一些小问题，引导学生进行深层次的思考。
特别是教师的参与，可以了解学生实验的速度和实验过程中出现的不可预计的问题，使自己很好地驾驭课堂，又作为学习者参与讨论过程，营造宽松和谐的学习氛围。
对照1
对照2
0℃
25℃
50℃
75℃
100℃
预测实
验现象
做的实
验现象
10％的
盐酸
0.1％的
盐酸
蒸馏
水
0.1％的氢
氧化钠
10%的氢
氧化钠
预测实验现象
做的实验现象
实验结束后，教师请各组学生代表汇报实验结果，在交流过程中会发现不同组的实验结果可能有所不同，由此引出学生对自己的实验操作过程进行充分的讨论，总结出影响实验结果的一些因素。
这是学生回忆实验操作、进行自我反省和相互评价的过程，一个个的问题点燃了学生质疑的火花，学生的发散思维和创新思维在此体现得淋漓尽致。
最后教师对学生的发言进行充分的肯定，激发了学生的学习热情和积极性。
理论要在实践中检验，进入实验阶段，学生兴趣更加浓厚，培养学生探究实验动手、动脑的能力。
看看自己的实验结果与预期的结果是否一致。
预测实验现象与做的实验现象之间有差距，学生就体会到凭感觉不科学，生物是实验性学科，真实的结论来自亲身实践。
学生与老师一起将结果以坐标图的形式直观画出，总结实验结论，相互补充，填写在报告单上。
选择材料、用具
名称个数
作用
酶
反应物
试管
烧杯
温度计
铁架台
其他用具
然后教师让学生分辨课本上的图与我们画的图的不同之处，引出其他探究的问题，体会到成功的喜悦及分享信任，分享实验成果的乐趣。
创造一种生生交流、师生交流的氛围。
在结果分析、交流环节，培养学生语言表达的能力。
五、教学难点及突破的具体办法：
教学难点是设计“影响酶活性的因素”的实验方案。
我的做法是分解设计小组探究性实验设计方案，学生每人一张，第一环节让学生独立清点实验台上材料用具分析其可能的作用，填写在方案上。
这样学生不会相互依赖，即熟悉实验用具，也培养学生观察能力。
然后确定实验课题：
探究 PH对过氧化氢酶活性影响，探究温度对淀粉酶活性影响。
这一活动学生自己决定设计探究的方向和实验的材料判断选择。
第二环节用课件展示原理和步骤，学生在小组探究性实验设计方案中自己填写。
五分钟后让学生小组内讨论，在小组的表上有书写规范的同学执笔写出本组方案。
这对于学生来说是非常具有挑战性的。
第三环节大组交流，教师在黑板上用图示展示各组方案。
组织学生交流设计的方案、评价别人的方案、维护或修改自己设计的方案中的缺陷和错误，教师要把握课堂讨论的方向，做必要的铺垫，把学生的思维活动引向深入，驾驭课堂处理出现的意外事件。
出错的小组领取一张表填写修改后的实验方案，这样水到渠成，学生比较容易掌握，有利于调动学生的学习积极性和特长的发挥，又在教师可控制范围之内，使探究活动按照教师的预设顺利进行。
小组内相互讨论，根据学生已学理论知识，分析完成这些问题，使实验设计更加完善，给学生创造的空间，培养学生各种能力。
第四环节学生预测实验结果，个别学生交流，预测不一样的再补充，教师不作评价，强调把自己的预测记录在表上，究竟谁的预测最准确，只有做实验，用事实说话，引出下一个环节。
10％的
盐酸
0.1％的
盐酸
蒸馏水
0.1％的氢氧化钠
10%的氢氧化钠
预测实验现象
对照1
对照2
0℃
25℃
50℃
75℃
100℃
预测实验现象
六、实验准备
探究性实验材料、教学课件、事物展示台、探究能力表现评价表、小组探究性实验设计方案报告单等。
七、教学流程图
八、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设 计 意 图
直入主题
课件展示1：
给出标题，背景为学生做实验是的照片。
课件展示2：
出示座位表
课件展示3：
，分析什么是酶的活性。
快速就坐
学习基础概念。
明确学习主题。
提出问题
课件展示4：
同学们怎样把脏衣服洗干净？
教师把学生说的写在黑板上，与学生逐一分析哪个才有探究的价值，
课件展示5：
给出背景资料，加酶洗衣粉使用指南标定，“请勿用60℃以上的水冲泡该洗衣粉，以免酶失效”。
明确探究主题。
学生回答：
用水量、洗衣粉的量、衣服质的、
浸泡时间、洗涤的方式、水温
“温度影响酶的活性？
”
考查学生从生活中获取信息的能力，并激励学生树立从生活中收集知识信息的学习素养。
通过提问使学生明确活动的目的，主动地参与学习过程。
明确探究主题。
提出问题约5分钟
课件展示6：
给出背景资料人的消化系统的构成，注解：
口腔唾液淀粉酶的PH为6.2—7.4。
胃内胃液PH为0.9-1.5，小肠内肠液PH为7.6。
课件展示6：
提出问题，唾液淀粉酶与混合食物入胃后，是否还具有酶的活性？
能说明什么因素影响酶的活性？
学生观察、倾听、思考后分析回答。
“PH值影响酶活性的？
”
通过学生对示意图解的观察、分析和倾听老师的讲解，引导学生的学习激情，考查学生对理论知识的掌握程度，了解学生的学习状态。
明确探究主题。
设
计
实
验约15分钟
课件展示7：
让学生清点实验台上材料用具，分析其可能的作用。
每人一张，都要填写
一、实验课题：
探究 对 酶活性的影响
选择材料、用具
名称个数
作用
酶
反应物
试管
烧杯
温度计
铁架台
其他用具
课件展示8：
让学生清点实验台上材料用具，分析其可能的作用。
每人一张，都要填写
一、实验课题：
探究 对 酶活性的影响
名称及个数
作用
酶
反应物
试管
其他用具
课件展示9：
二、实验原理：
1．反应原理：
2．鉴定原理：
四．实验步骤：
（表达清晰，注意等量原则、单因子变量原则、对照原则和可行性原则）
①准备 。
②调自变量 。
③控制无关变量 。
④检测因变量 。
课件展示10：
让学生预测实验现象，并填写在表上。
10％的
盐酸
0.1％的盐酸
蒸馏水
0.1％的氢氧化钠
10%的氢氧化钠
预测
实验
现象
对照1
对照2
0℃
25℃
50℃
75℃
100℃
预测实
验现象
组织学生交流设计的方案、评价别人的方案、维护或修改自己设计的方案中的缺陷和错误，出错的小组领取一张表填写修改后的实验方案。
对实验现象的预测各组都有差异，谁的正确？
学生清点实验台上材料用具，分析其可能的作用，认真填写。
设计实验方案，并写出实验步骤。
学生预测实验现象，并填写在
表上。
学生利用实物展台展示所写内容，同一主题的同学找出设
计的差异，在教师的组织下共同分析出合理的步骤。
交流的小组边讲，教师边把主要内容写在该处。
引出下一个环节。
这样学生不会相互依赖，即熟悉实验用具，也培养学生观察能力。
从实验原理、材料选择，实验装置，实验过程，实验结果预测，培养学生突破知识难点设计实验的能力。
教师引领，使学生减少盲目性，树立自信。
与学生活动相联系，有利于训练学生的发散思维。
突出学生是学习和教育的主体培养学生准确的语言表达能力和严谨的探究性学习能力。
启发学生要相互合作，资源共享，同时，同学之间要学会理解和欣赏他人，从而不断完善和提高自己的学习能力。
这样便于其他组的同学找出与本组的不同之处，然后师生共同分析各设计的合理之处，各小组修改本组的设计方案。
进
行
实
验
约15分钟
课件展示11：
进行实验，展示以下注意事项：
（1）试管烧杯要编号，以免混淆。
（2）取底物或酶液要注意用量，取用的步骤与方法（3）要正确使用酒精灯，避免烫伤。
使用酸碱溶液时，务必注意安全。
（4）淀粉溶液用玻璃棒搅匀再取。
淀粉液和淀粉酶液混合前一定要按设定的温度预处理。
（5）及时填写实验结果。
巡视实验进行的情况，观察各小组的活动，对学生实验活动中出现的不同问题做必要的指导。
课件展示12、13
10％的
盐酸
0.1％的盐酸
蒸馏水
0.1％的氢氧化钠
10%的氢氧化钠
做的
实验
现象
对照1
对照2
0℃
25℃
50℃
75℃
100℃
预测实
验现象
按实验方案进行操作，仔细观察，认真记录，相互协作。
通过学生体验实验过程，培养学生实验的操作能力，实验现象的观察能力和分析汇总实验结果的能力。
老师及时了解各小组的实验进展情况，及时纠正错误，激励学生积极参与实验，强调对学生的过程性评价。
分
析
结
果
并
交
流约6分钟
课件展示14、15与学生分析实验结果，绘制实验图像，定性得出实验结论。
课件展示16：
10％
的盐
酸
0.1％
的盐酸
蒸馏水
0.1％
的氢氧
化钠
10%的氢氧化钠
实验
结论
1. PH值影响过氧化氢酶的活性；
2. 强酸对过氧化氢酶的活性影响更大
其他
探究
的问题
1.PH值对淀粉酶活性的影响？
2.PH胃蛋白酶肠肽酶的影响？
课件展示17：
对照1
对照2
0℃
25℃
50℃
75℃
100℃
实验
结论
1.温度影响淀粉酶的活性；100℃淀粉酶没有活性；2.0℃淀粉酶的活性很低；4.50℃与75℃颜色差别不大，说明最是温度在这两个温度之间。
其他
探究的
问题
1.能否用过氧化氢和肝脏研磨液来探究温度对酶活性的影响？
2.探究“温度对淀粉酶活性的影响”的实验中，同学用老师准备的碘液检测实验结果，用斐林试剂检测行吗？
3.其他酶是如何受温度和酸碱度影响的?
分析、总结
分组交流，相互学习，在学习目标上实现双赢。
引导学生通过实验数据绘制实验图像，培养学生分析实验现象，定性获取实验结果的能力。
学生体会到成功的喜悦及分享信任，分享实验成果的乐趣。
创造一种生生交流、师生交流的氛围。
训练学生获取、加工和表达信息的能力。
使学生获得科学探究的经验，培养学生严谨的探究性学习作风。
轶事记录
3分钟
课件展示18
轶事记录
分析原因
教师建议
1
淀粉沉在瓶底
搅匀在取
2
加热时间太长
温度调好在放入加了淀粉的试管
3
盐酸没加
做实验操作要规范
4
学生填写
1对照1试管加入的是淀粉和碘液没有出现蓝色；
2加入淀粉的试管在高温水浴中加热时胡在试管底；
3在强酸中过氧化氢分解释放大量氧气。
便于以后教学借鉴。
探究过程评价
课件展示19
探究过程
评价内容
自我评价
成员互评
实验与
验证
3、能否按照实验计划准备实验材料，在步骤地进行实验
4、能否按照实验操作的规范要求完成实验
5、能否安全地使用各种实验数据
6、能否实事求是地记录和收集实验数据
7、能否分析实验数据的相关性并得出结论
结果交流
8、能否在探究活动中与他人合作交流
学生填写
该评价表符合新课程理念，即注重过程评价，又注重结果评价，对学生也是行为上的指引和约束。
九．板书设计：
探究影响酶活性的因素
1.创设生活情境
用水量
2.确定探究主题
洗衣粉的量
3.作出假设
衣服质的
4.设计实验
浸泡时间
5.进行实验
洗涤的方式
6.结果分析，全班交流
水温
十．教学反思
1.本节课教学目标在学生实验探究的亲身体验过程中得到了有效落实，使学生在获取知识的基础之上培养并提高了自身的认知水平和探究能力。
（1）知识目标：
我采用提前设计的探究性活动的实验报告单，学生在写实验方案时，直接写在上面，便于后面用事物展台展示和交流，交流之后学生自己总结成功的经验、分析失败的原因，实践加反思才能更好的掌握和落实知识目标。
（2）技能目标：
不做，真的困难重重！
教师首先要端正态度，不怕麻烦，教师也是在实践中成长起来的。
学生，课堂都是新课程改革的实验场，理论要在实践中检验，也只有去做了，才能发现问题，解决问题。
这样新课程理论才能找到支点，教师组织驾驭探究课的能力才能得到提高，学生实验探究能力才能得到培养。
（3）情感目标：
在提问交流设计方案，做实验的各个环节，对学生的回答教师都给予及时的评价，学生亲历了探究的全过程，对之后的学习问题，就有了解决的方法。
2.教学流程设计严密，操作性强，适合高二年级学生的认知需求，益于激发学生的探究兴趣和学习热情，有利于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
（1）创设情景，引导深入。
创设加酶洗衣粉洗衣小窍门和人体消化系统结构示意图情境，引导学生提出问题。
课件背景用黑色象征探究活动就象在黑夜里长征，绽放的礼花象征着知识的瑰宝引导着探究的主题勇往直前。
（2）设计合理，准备充分。
各环节时间的把握，过度语言的组织，使衔接要自然，不能把探究的六个环节割裂开来。
列如在创设生活情境确定探究主题作出假设的前三个环节我的设计是一气呵成的。
在两个实验中，温度的实验所需时间长，所以在每个环节讨论时，都放在前，但在实验做完之后的讨论，先讨论PH值的，这个实验所需时间短，我又设计让学生测各溶液的PH值，最后两组同时总结。
实验教师要提前做实验，知道实验的现象，了解学生思维的障碍，学习的重难点，这样才能处理教学中的突发事件。
做必要的辅垫把学生的思维活动引向深入。
（3）把握课型，提高能力。
设计实验很费时间，教师不能着急，不能把设计好的方案给学生去做实验，要允许学生出现错误。
教师如果限制的多，有一部分学生吓得不敢动手。
在平时的实验教学中，如果只是讲实验，学生到实验室对要实验器材很好奇，不配合老师的教学，最终使教学目标无法完成。
所以能做的实验都抽时间让学生多做，多体验，这样探究性实验能力才能提高。
3、本探究实验有以下创新之处：
（1）为了确保学生在实验过程中做到有效探究，针对学生学习开发设计了探究性实验设计方案。
并按设计分步骤依次完成，即分解难点，又明确学生的参与方向，也便于后面的交流环节直观呈现。
（2）参照教材内容和实验实际，对实验数组进行了大胆调整，实验现象明显，有效地支持了教学目标的实现。
要画出开口向下的抛物线，如果按照课本上给的参考案例，各三个点是画不出来的，按照数学上画曲线5点或5点以上才能画，所以我的设计中加了组数。
温度分别是0℃、25℃、50℃、75℃、100℃。
PH值分别是10%盐酸，0.1%盐酸，蒸馏水，0.1%NaOH溶液、10%NaOH溶液。
课本上给的盐酸和NaOH溶液均为5%，如果按照浓度梯度应该设计的浓度为1%和5%的，但是我课前在该处理下做实验时，1%和5%的条件下，氧气释放多少差别不大，我又把PH值对过氧化氢酶的影响实验改为PH值对α—淀粉酶的影响再在浓度为1%和5%的条件下做实验，用碘夜检测淀粉的剩余量，颜色变化区分度都不明显。
所以我又配置了其他浓度的溶液又分别做了两种酶的实验，通过多组实验才确定浓度差越大，实验效果才越明显。
这几组浓度的设定来自实践，书上给的参考案例只能参考和借鉴，这样就给了教师选择和创造的空间。
并且这种尝试也给学生课后更深入的探究指明方向，我设计的探究实验课上画的曲线是温度对α—淀粉酶和PH值对过氧化氢酶的影响，而课本85页给的温度和PH值对酶活性的影响的曲线横坐标没有具体数值，纵坐标表示的是对所有酶的影响，鼓励学生去探究发现其他酶的催化活性范围和最适条件。
在学生深入探究的基础上学生才发现不同酶的催化活性范围和最适条件不同，这样学生即知道课本图是怎样来的，又能理解图展示和蕴含的信息，教会了学生“发现问题——提出问题——解决问题”的科学探究方法，激发了学生学习生物的兴趣。
虽然费时，但能力提高是持久的，学生做实验题时，入题速度快，得分率高。
（3）设计运用探究能力评价表鼓励学生观察现象、发现问题、设计策略、大胆实践，使学生在实践中发展了探究的情趣，在探究中提高了学习的技能，促进了学生的互帮互学，密切了学生的合作关系，有益于培养和提振学生的学习情感、态度和价值观。
该评价表符合新课程理念，即注重过,程，又注重结果评价，对学生也是行为上的指引和约束。
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