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高中生物教学设计降低化学反应活化能的酶——酶的作用课题：DNA的复制教学设计科目：生物教学对象：高三（6）班课时：1课时提供者：胡西塔尔单位：克州三中二、设计内容：第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶（第1课时——酶的作用）三、设计理念在实施新课程中，需要构建与新课程理念相适应的教学策略。根据新课程理念，高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”，“引导──探究”发现式教学法就是在这种理念下应运而生的，该教学法以问题解决为中心的学习方式。本节课以“引导──探究”科学发现的过程来学习科学研究的方法为设计理念。符合《基础教育课程改革纲要（试行）》的要求：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。它不仅重视知识的获取，而且更加重视学生获取知识的过程及方法，更加突出地培养学生的学习能力。在问题的推动下、在教师的引导下，学生学得主动，学得积极，真正体现了“教为主导，学为主体”的思想。四、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而本章介绍的酶、ATP\光合作用、细胞呼吸等内容又是新陈代谢中最基础的知识，所以本章内容和本模块中的许多章节甚至其他模块都有或多或少的联系。一方面，通过学习本章内容可以更好的理解第二章为什么说“糖类是主要的能源物质”，第三章中为什么吧线粒体比作“动力车间”，把叶绿体比作“养料制造车间”和能量转换站“第四章中介绍的主要运输所需能量从何而来等一系列知识点。2．教学目标1.知识与技能目标：⑴说出细胞代谢离不开酶的原因。⑵概述酶的作用和本质。⑶完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，通过观察实验现象，体验酶与普通催化剂的区别。⑷阐明酶的特性⑸完成“影响酶活性的条件”的实验，通过观察实验现象，体验酶与普通催化剂的区别。2.过程与方法通过本节课，让学生进行有关的实验和探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照实验和重复实验。在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息、分享实验成果的能力。3．情感态度与价值观：通过学习生物学家研究酶本质的过程，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和用于探索的科学精神。通过实验探究影响酶活性的条件，培养学生的探索、创新与合作精神。4．教学重、难点及解决方法教学重点：酶的作用、本质和特性。教学难点：①酶降低化学反应活化能的原理。②控制变量的科学方法。5．设计思路在学生获得感性知识的基础上要求学生体会什么是自变量、因变量、无关变量以及什么是对照实验，再通过对实验中自变量改变训练学生在实验设计中如何控制变量。显然，这种编排有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。学生通过亲身感知酶的作用，顺理成章引入酶在化学反应中能够降低化学反应的活化能知识点。教材利用卡通式插图、图解和文字叙述，指出酶能够显著降低化学反应所需的活化能。通过形象、直观的图解和文字说明以及绘制“没有催化剂、无机催化剂、酶的催化效率曲线”的比较，进一步让学生明确催化剂可降低化学反应的活化能（酶催化作用更加显著），利于学生理性认识。六、教学用具：ppt幻灯片、实验材料、器材七、课前准备：分组实验（“比较过氧化氢在不同条件下的分解”）材料用具的准备；PPT课件制作。八、教学过程：教学步骤教师活动学生活动设计意图（一）引入复习：物质跨膜运输中的主动运输需要的条件？（细胞的主动运输需要能量。细胞内有机物的合成需要能量。肌细胞的收缩需要能量……细胞作为一个基本的生命系统，只有不断输入能量，才能维持生命活动的有序性）。（太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量输入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应）。“几乎”一词留有余地，不绝对，应引起学生的注意。识图思考讨论。理解细胞是一个生命系统，内部有分工合作的各种结构，这些结构是有序的，而这些结构的成分需要不断地更新，这就需要不断地从外界输入能量，否则，细胞内部分工合作的有序引导学生阅读、识图。注意把握对加点词的理解和解释。“生命活动的有序性”是一个深奥的道理，在这里不必做详尽的解释，否则将限入泥潭。只需简要说明问题1：鸟类的消化系统的组成？消化分为几类及其主要场所在哪里？问题探讨—PPT展示意大利科学家斯帕兰札尼的实验。提出问题：问题2：这个实验要解决什么问题？问题3：是什么物质使肉块消失了？问题4：与外界的化学反应相比，生物体内的化学反应有什么特点？（条件温和、效率高）；问题5:在学习化学知识中，我们为了让一些化学反应更容易地进行，会使用催化剂，那无机物催化剂和生物体内的催化剂在反应条件上，效率上有什么区别呢？在化学课上，我们知道，有些化学反应容易进行，有些化学反应需要添加某种物质之后并且可能需要在特定的环境中才能进行。这种能够促进化学反应进行的物质，叫催化剂。细胞中的化学反应比起同学们在化学课上所学的反应要复杂得多，而且有结构将被破坏，最终导致细胞死亡。回忆初中知识，阅读问题，探讨内容，进行相关的讨论思考教师提出的问题。学生回答，学生评价。即可。目的是利用学生已有的知识去解答“问题探讨”。以此激发学生强烈的求知欲。思维热身。引导学生分析说明。通过学生已有的经验（化学知识）引导学生构建新些反应在细胞外，单纯用无机化学的手段是无法进行的，而在细胞内却可以快速地顺利地进行。这是为什么呢？（教师注意引导分析，答对的要肯定、鼓励、赞扬；答错的也要保护学生的积极性。）对于生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞物质需要不断的合成和分解，不断地处于自我更新的状态，这种自我更新完全依赖于细胞内的发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随能量变化。讨论、归纳、总结的知识。让学生通过实例进行“细胞代谢”概念建构（二）细胞代谢细胞内的环境是一个常温常压下的状态，在这种环境下化学反应却能高效有序地发生，即细胞代谢。而细胞代谢应该有适合的生物催化剂——酶。引导学生产生疑问：酶在细胞代谢中起了什么作用？究竟是怎样起作用的呢？（三）通过细胞代谢中产生的有害物质过氧阅读相关的课文培养学生阅酶在细胞代谢中的作用─“比较过氧化氢在不同条件下的分解”化氢在不同条件下的分解实验来解决这些问题。方案：指导学生阅读，设计实验观察表格，分组完成实验。讨论问题：问题1：2号管发生了什么现象，说明了什么？问题2：3、4号管中，FeCl3和过氧化氢酶起了什么作用。（说明催化剂并没有并没有提高分子的能量，而是把发生反应所需要的活化能降低了）问题3：3、4号管中，哪个反应速度快？说明什么问题？（说明酶具有高效性）问题4：这个实验的结论？通过实验你还能提出什么问题？学生可能提出以下的问题：①该实验的原理是什么？②这个实验为什么要选用新鲜的肝脏？内容，设计表格；学生进行分组实验。师生共同分析总结：表格的设计；记录实验结果。展开讨论，并回答问题。完成探究活动，并进行交流和表达.讨论采取同伴互助：一学生提出问题，由其他学生解答。读、理解能力及对知识转化能力。培养小组协作精神、交流与合作能力。培养学生发现问题、解决问题的能力。③为什么要将肝脏制成研磨液？④滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时，可否共用一个吸管？为什么？⑤实验的关键是什么?判断依据是什么?控制变量自变量因变量无关变量对照组实验组2号：90℃水浴加热3号：加入3.5%FeCl32滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示加入试剂的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程1号试管2、3、4号试管小组合作讨论知识难点采取小组合作学习方式,利于难点突破.控制变量：讲解教材P79相关内容，让学生了解实验设计的原则。讨论：指出“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组。问题1:自变量中FeCl3如果改成滴加8滴则实验结果如何?是否违背对照实验设计原则?问题2:自变量,无关变量能否发生转变?度。小组合作讨论对学生进行求异思维训练.引导：试管2产生气泡较多是因为加热所致，加热使H2O2分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。我们把这种转变所需要的能量称为活化能。PPT展示:H2O2分子由常态形成活跃状态.思考分析：问题1.汽油在常温下会不会自发地起火?为什么?阅读教材，结合实验，加深对活化能这一概念的理解。难点通过动画形象的多媒体演示让学生在愉快中理解概念.注重与现实生活的联系。活化能归纳小结(在高温下,少数汽油分子获得了一定的能量而被活化,才能发生氧化反应.)问题2.为什么铁和过氧化氢酶能提高过氧化氢的分解反应的速率呢？PPT展示教科书图5-1.问题1:在20℃测得的过氧化氢分解的活化能,从图中你能得出什么结论?条件没在催化剂催化用胶状铂催化用过氧化氢酶催化活化能/kJ·mol-1755429问题2:请将教科书图5-2在坐标中绘制出来.问题3:请在同一个坐标中绘制”无催化剂、无机催化剂、有酶催化三种条件下分解等质量H2O2曲线图”。讨论学生归纳培养学生图形转换能力.培养学生比较、归纳能力.构建系统知识练习反馈（教师按照PPT上试题难度排成第一关、第二关、第三关、第四关、第五培养学生应用知识解决关，让学生自由闯关）。问题能力。八、板书设计：1.酶的概念。2.概括酶的作用3.酶活性的概念实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解2．控制变量的科学方法自变量变量因变量单一变量原则无关变量对照组对照实验对照原则4、酶的作用原理：显著地降低化学反应的活化能，提高化学反应速率七、九、教学反思这节课的目标有两个：一是酶的作用和本质；二是进行实验的探索，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照实验。笔者在本节课很好的处理了各个知识点的连贯性和整合性。在研究酶的作用这部分内容时，用分组实验的方法帮助学生获得直观的体验。实验通过在不同条件下过氧化氢的分解速率的研究，引出了酶的催化功能，通过无机催化剂与酶的比较，引出酶催化高效性，通过改变实验条件（把3、4号试管分别放到90度水中），引导出温度对无机催化剂和对酶的影响，通过向反应结束的4号试管添加过氧化氢，引出酶作为催化剂反应前后质量不变的特点，扩展了实验的宽度和深度，再通过分析引导实验设计原则，突破了本节的重点。接下来，借助课本图画分析，展现了不同条件反应加快的本质，突破本节的难点：酶的作用是显著降低化学反应的活化能。而在研究酶的本质这部分内容时，直接利用了书上的资料阅读，通过阅读给酶下定义的方式明确了酶的本质。笔者将习题巩固放到课后，从试讲看，上述内容在40分钟已足够饱和，笔者认为，在有限的40分钟内，课堂设置的目标量不能过大，否则，要么无法完成，要么质量不高，因此笔者将练习巩固布置在了课后。学生对实验操作的热情很高，对于这类——实验安排在教室中的课程，如何在有限的40分钟内，有效地引导学生探索、分析、归纳，需要教师有较高的课堂驾驭能力，需要学生有很强的自律能力，教师对课程节奏的把握成为一个难点。笔者在公开课进行到第15分钟时，学校停电，在停电的情况下，笔者积极组织学生进行实验，强调安全的前提下，组内。教师的协助下，有效地完成了课堂实验的指导和本堂内容的归纳提升。高三年级高三（6）班的学生有积极主动的学习欲望，较强的自律能力，借手机提供的光线继续进行实验，体现了学生的本色，表现出训练有素的风采，赢得了在场教师的赞扬。本节课也成为笔者最难忘的一节课。从本堂课的准备到授课，笔者进一步体会为：首先，学生实验一定要坚持开设，学生对动手获得充满了热爱，同时，学生手脑并用的能力、发现问题并解决问题的能力在实验课上将得到很好的提升。第二，学生实验尽量分组完成，否则效果大打折扣。第三，学生热爱实验，但欠缺理性的分析，有效