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1《酶的作用和本质》教学设计洛阳市第十二中学何婷一、教材分析1、教学内容的地位、作用和意义《酶的作用和本质》是必修一第五章第一节的内容，本课以实验为载体介绍了酶在细胞代谢中的作用，通过科学史的学习对酶的本质进行探索。同时在本节课学生也将系统学习生物实验的常用方法和实验设计原则。这些知识为后面学习新陈代谢打好基础，尤其是对于细胞呼吸、光合作用的学习，无论在知识上还是在方法上都具有积极的意义。2、结合教学大纲，本课特点以及学生实际情况，确定如下教学目标：【知识目标】说明酶在细胞代谢中的作用；说出酶的化学本质。说明酶的催化作用具有高效性的原因。【能力目标】学会控制变量，设计对照实验【情感价值观目标】：通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。3、教学重难点【教学重点】酶在细胞代谢中的作用；通过实验探究酶的高效性【教学难点】酶能够降低化学反应的活化能；控制变量的科学方法二、教学对象分析1．学生已有的知识水平和能力基础：①学生在前面已经学习了生命的物质基础、细胞的基本结构和细胞物质的输入和输出，这为理解生命活动需要能量供应、酶的作用本质并进行相关实验奠定了必要的知识和能力基础。②高一学生思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，具备了较强的动手能力、合作精神和一定的探究水平；2．学生学习本课可能遇到的困难和具体对策：2①学生对酶的认识有限，但对催化剂的作用比较熟悉，教学中可以利用学生对无机催化剂的知识基础作为切入点，引导学生进入新课学习；②由于学生的整体把握能力欠缺，在探究活动完成之后，教师要做好总结。三、教学策略分析1、教学理念面向全体学生，以学生为主体倡导探究式学习2、教学方法启发式教学法——以设问和疑问层层引导，激发学生动机，启发学生积极思考，逐步从常识走向科学，将感性认识提升到理性认识，培养和发展学生的抽象思维能力。实验探究教学法——从反应物、反应条件、实验原理、实验步骤、现象记录和分析、归纳得出结论等方面，引导学生理解实验设计，进行实验操作，培养学生的小组协作能力和科学探究能力。通过自己的努力来解决问题、回答问题，使学生形成积极的对待科学的态度。直观教学法——教材中活化能概念的文字叙述很抽象，虽然加入了卡通式插图和图解，但仍然是平面的、静止的，很难实现知识迁移。而Flash动画是立体的、直观的，动静结合，并且能够展示不同条件下的反应情况，突出重点，易化难点四、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课【创设情景】展示文学作品《水浒传—-鲁提辖拳打郑关西》片段要十斤精肉，切做臊子，不要见半点肥的在上面。再要十斤都是肥的，不要见些精的在上面，也要切做臊子。再要十斤寸金软骨，也要细细地剁做臊子，不要见些肉在上面。——鲁提辖【提问】鲁提辖提出的要求能实现吗？通过对本课的预习，你有没有什么好的建议？结合已有经验发表各自的见解以有趣的实例激发学生学习酶的兴趣和好奇心。3讲述斯帕兰札尼研究鹰消化作用的经典实验【提问】你认为食物是如何被消化的？关于酶本质的探索【引导】提出如下问题指导学生自主阅读教材81页资料分析1、十九世纪，对于发酵过程的争论有哪些观点？代表人物分别是谁？2、他们争论的焦点是什么，出现争论的原因是什么？3、是哪位科学家通过怎样的实验结束了这场争论？得到了什么结论？4、是谁最先鉴定出酶的化学本质？为什么在他之前很难鉴定？5、是不是所有的酶都是蛋白质？【自主阅读】“资料分析”，完成课后图解，体会巴斯德、李比希、比希纳、萨姆纳的观点之间的逻辑关系，表达交流对科学发展过程的认识有效利用教材资料和问题，回顾酶的发现历史，认识酶的本质总结酶的定义【启发】为了降低难度，将问题分解成如下问题串：1、酶是由什么产生的？2、酶的作用是什么？3、酶的化学本质是什么？【总结】酶是由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。通过学生自己的努力总结出酶的定义课堂合作探究，设计实验方案，并进行展示与点评【过渡】因为酶有催化作用，所以我们也可以把酶叫做生物催化剂，那么生物催化剂和同学们在化学课上学习的无机催化剂相比有什么不同呢？接下来我们通过一个实验来探究一下实验前的说明（原理）1、H2O2是细胞代谢过程中产生的一种有害物质2、H2O2在常温条件下可自行缓慢分解3、H2O2在高温条件下分解速度加快4、H2O2可被Fe3+催化分解5、H2O2可被H2O2酶催化分解6、质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴生物催化剂：过氧化氢酶所含酶的相对数量：1无机催化剂：Fe3+Fe3+的相对数量：25万请大家小组讨论，设计出实验方案并画出实验流程图聆听，思考小组在问题的提示下进行讨联系学生已有知识，引出实验探究。提供实验设计的知识背景培养学生的实验设计能力，合4【提示】1、取用几支试管？为了防止实验过程中出现混乱，应对试管怎么作记号？2、你认为在实验中应观察什么现象？3、实验过程中要对现象作记录吗？请设计一个表格来记录你要观察的现象经过小组讨论，抽取两个小组展示实验设计，教师对实验方案进行积极的评价论，设计实验方案在全班同学的修订和共同努力下得出一个合理可行的实验方案作交流能力和团队意识实验探究（1）分组实验并记录现象【指导】教师巡回指导学生分组实验，并记录现象小组代表报告实验现象，并填写在表格中学生分组实验，并把实验现象记录在表格中，小组代表报告实验现象锻炼学生的实验操作能力，交流表达能力（2）讨论：酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处？【提出问题，引导讨论】根据实验现象，引导学生小组讨论：酶和无机的催化剂相比有什么特殊之处？①2号管现象与1号管不同，说明了什么？②3号和4号管并未加热，也有大量气泡产生，说明什么？③4号比3号气泡多，说明什么？体现、酶的什么特点？通过对实验结果的分析和讨论，你对于酶的作用形成了哪些认识？并将结论写下来。学生分组讨论，小组代表回答问题，小组间相互评价，并认识到酶相对于无机催化剂具有高效性学生学会对实验现象的分析方法，通过实验来认识酶的作用和具有的高效性。探究2：酶的作用机理：（1）展示表格，小组讨论【过渡】通过刚才的实验，我们已经知道了酶的催化效率比无机催化剂更高，为什么呢？（讲述）常温下反应速率较慢，这是因为反应物分子的能量较低，温度升高后，部分分子获得了能量，所以较易发生反应。2号管就是因为加热使H2O2分子获得了能量，所以容易分解产生氧气。由此引出活化能的概念：分子从常态变为易发生化学反应的活跃状态所需的能量。3号和4号并未加热，为什么反应速率也会提高呢？课件展示表格：在20℃测得的H2O2分解的活化能条件活化能/kJ·mol-没有催化剂催化75用胶态铂催化54用过氧化氢酶催化29学生阅读P80第一自然段，结合实验理解活化能的概念。小组讨论并得出结论：催化剂降低了化学反应的活化能，而酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。活化能的概念是本节课另一难点，教师讲述使学生初步掌握“酶降低活化能”这一难点。通过图表分析，锻炼学生转换图表信息的能力。5根据表中数据小组讨论：上面实验中的各条件使反应加快的本质是什么？得出什么结论？（2）动画演示师：下面我们用一个动画来进一步说明，播放动画，引导学生配上解说词。学生观看动画，并配解说词：活化能是障碍物，小球跳不过去。加热以后小球跳得更高，有一部分小球能跳过去。Fe3+来了，把障碍物降低，有大约60%的小球可以完成任务。最后过氧化氢酶将障碍物降得更低，几乎所有小球都跳过去了形象生动地再现本节课的难点，通过配解说词，让学生进一步理解、应用该知识点，并且训练了学生的语言表达能力。（3）动手做游戏让学生将手伸出来，左手在下，右手在上，引导学生动手游戏。师：左手相当于常态，右手相当于活跃状态，。那么两手之间的距离相当于什么？生：活化能。师：两手相碰就能发生反应，刚才实验中的加热能使过氧化氢分子得到能量，相当于将左手上抬。此外还能有什么方法使两手相碰呢？生：右手下降。师：很好。右手下降，缩短两手之间的距离，起实质是降低了什么？生：活化能。师：对。刚才的实验除了加热，还可以通过催化剂来提高反应速率，其本实质就是降低反应的活化能，而酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著。小结：正是因为酶的催化作用，才使得细胞内反应能在温和条件下快速进行。教师引导下动手游戏动手游戏，手势简单易懂，化抽象为具体。巧妙地突破难点。6小结反思教师提问引导1、酶在细胞代谢中的作用——降低化学反应活化能。同无机催化剂相比，催化效率更高。2、实验设计方法：控制自变量，无关变量保持一致，以形成对照或对比，观察分析因变量，以得出实验结果或结论。3、对照实验——除了一个因素以外，其余因素都保持不变实验。设计原则：设置对照原则；单一变量的原则；等量性原则小组代表总结本节课的收获回顾课堂知识，构建知识体系，使所学知识系统化，强化重点知识，实现情感与价值观五、板书设计第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质1、酶是有活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。2、实验：（1）实验设计方法：（2）对照实验设计原则：3、酶的作用机理：（1）活化能──分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量（2）酶的作用机理：酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率（3）酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比无机催化剂更显著六、教学反思本节课在学生课前自主学习的基础上，让学生进行有关的实验和合作探究，增强参与性，培养合作精神，并学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验；让学生在相关的问题讨论中，展示运用语言表达的能力；通过图表、动画、游戏等形式，充分理解酶作用的机理，突破难点，突出重点，并让学生感受学习的快乐和分享的喜悦。整个教学，注重激发学生的学习热情，努力创造一个和谐、民主并充满激情的课堂氛围，教师不再是单纯的传道、授业、解惑者而应是学生学习的组织者、引导者与伙伴，学生也不再是一味地听取与接受，而是主动地探究、发现、体验与感悟，获得知识的同时提升情感态度与价值观，加上多媒体的现代教育手段支撑整个教学过程，让学生在一个生动、有趣而又多姿多彩的生物课堂上，真正做到愉快地“享受”学习。