5.1比较过氧化氢在不同条件下的分解-教学设计

教学设计—实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
【课标分析】
【教材分析】
本节课是人教2019版高中生物学教材必修1第五章第1节的内容，不仅让学生认识到酶是细胞代谢的重要载体，而且让学生理解酶的催化作用。
教材中实验按照“目的要求-材料用具-方法步骤-讨论-结论”程序进行，在学生的讨论与交流后得到实验结果，教师在教学时创造让学生运用“比较、分析、归纳、概括”等科学方法解决实际问题，有效地进一步发展学生地科学思维。
教材中编排了“科学方法”栏目“控制变量和设计对照实验”，详细介绍了变量、自变量、因变量、无关变量、对照试验的概念以及设计对照实验的原则，为学生在学习中掌握自主设计对照实验打下理论基础。
【学情分析】
已有知识：在初中对无机催化剂的作用、制取氧气有一定的知识储备。
本节课获得的知识：理解酶在细胞代谢中发挥的作用，能初步掌握控制变量和设计对照实验的方法。
已有能力：在初中化学有量筒的使用、氧气的鉴定的实验操作基础，而且在本学期也有实验的基础，具备一定的观察能力。
本节课获得的能力：进一步提高学生观察能力、描述能力、实验操作能力。
【学习目标】
1. 通过阅读资料以及实验探究结论，学生理解酶在细胞代谢中发挥的作用以及酶普遍存在，渗透生命观念。
2. 通过参与提出问题、设计并交流实验方案、实施实验，学生学会控制自变量、无关变量，观察和检测因变量，初步掌握设置对照实验的基本方法，训练学生的观察能力、描述能力、实验操作能力，形成严谨的实验作风，养成规范的科学思维。
3. 通过如实记录并分析实验结果，得出合理结论，规范撰写实验报告,与他人交流所得结果和存在问题等，培养学生分析结果的能力、崇尚科学的态度和实事求是的精神。
4. 结合生物、物理、化学知识以及生活经验，通过小组共同改进实验装置，培养学生初步形成发散性思维、创新思维、解决问题的能力，增强学生合作探究意识，体会合作研究的乐趣。
5. 通过传感器演示实验，构建数学模型，培养理性思维，学生对比传统实验，感受各自的优缺点，加深对科学、技术、社会相互关系的认识。
【学习重难点】
学习重点：
1.学生理解酶在细胞代谢过程中的作用。
2.学生掌握实验设计的一般流程，学会控制自变量、无关变量，观察和检测因变量，对照实验的设置。
学习难点：
引导学生改进实验装置，优化实验操作。
突破策略：
利用学历案，学生在合作、探究中设计出实验方案，并在实验设计和实验过程中进一步体会实验设计的步骤、原则。学生结合教师提供的实验思路、实验材料，应用物理中浮力、压强和化学实验中气体排水、装置连接等跨学科知识以及生活经验，小组合作改进实验装置。实验后充分利用实验结果，自主分析得出酶的特性，实现重难点突破。
【教学过程】
总体设计思路：
导入——观看科学小魔术，思考并回答问题。
实验中，让滤纸片上浮的原因（提示：回忆初中化学《制取氧气》中与本实验有关的内容）？
学习活动一：提出本实验的目的、原理并设计实验方案。
（完成学习目标1.2）
任务1.阅读资料，回答问题。
资料1：药用过氧化氢溶液的说明书上关于过氧化氢的贮藏说明为“密闭、在荫凉处（温度不超过20℃）保存”。
资料2：过氧化氢在储运过程中有特殊的要求，严禁与FeCl3等金属化合物混存混运。
资料3：细胞体内过氧化氢过多会导致皮肤发黄，毛发变白 ，会加速人体衰老。细胞中含有过氧化氢酶能够将过氧化氢及时分解，起到解毒的作用。
根据以上资料推测：哪些因素能影响H2O2的分解？
任务2：完成实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下的 ，了解过氧化氢酶的作用。
任务3：写出实验原理（反应式）：
任务4：学习对照试验，完成填空。
（1）自变量：在实验过程中人为改变的变量。如本实验中
（2）因变量：随自变量变化而变化的变量。如本实验中
（3）无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素，如本实验中
（4）设计实验需要遵循的原则 、 、
任务5：阅读资料，了解过氧化氢酶。
1.过氧化氢酶，是催化过氧化氢分解成氧气和水的酶。
过氧化氢酶存在于所有已知的动物的各个组织中，特别在肝脏中以高浓度存在。过氧化氢酶也存在于土豆、酵母菌等各类食物中。
2.研究表明，每滴FeCl3 中的Fe3+量 远远大于 酵母菌研磨液中过氧化氢酶的量。
任务6：根据实验目的和原理，用以下实验材料和用具，小组讨论，设计试验方案，在图中标注你们要添加的试剂、用量、温度。
（1）实验材料： 3％的过氧化氢溶液、3.5％的氯化铁的溶液、20%的酵母菌研磨液、蒸馏水
仪器用具：量筒、试管、滴管、卫生香、火柴、试管架、温度计、标签纸、小烧杯、水浴加热锅
（2）方案设计图：
观察现象 1号 2号 3号 4号
气泡产生
带火星的卫生香
学习活动二：实验操作与分析（完成学习目标3）
任务1： 根据设计方案，参考实验步骤（如下图），小组合作完成实验，将观察到的现象如实记录到表格。
任务2：完成实验后，回答实验结果分析
（1）与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？
（2）在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？
（3） 3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
（4）3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？
任务3：综上分析，得出结论，完成填空。
（1）加热、FeCl3、H2O2酶都可以
（2）酶催化效率 ，具有 性
任务4：思考：“神奇魔法药水”最有可能是 能够快速分解过氧化氢的
任务5：实验异常现象分析：
复燃的卫生香会出现熄灭的现象，是什么原因导致的呢？
学习活动三：定量分析—实验装置改进（完成学习目标4）
任务1： 同学们可以尝试运用物理学中的浮力、压强等知识以及生活经验，各小组可以选择合适实验材料，合作设计实验，连接装置，并说出简单的实验思路及观察指标。
装置图绘制：
实验思路：
任务2：其他小组的设计思路以及装置有什么优点？
学习活动四：压强传感器演示实验（完成学习目标5）
任务1：传感器演示实验
任务2：写出你的感想
任务3：总结对照实验方案设计思路
①分组：取材、分组、编号
②处理：进行 处理，其他条件 。
③观察（检测）：一段时间后，观察/检测 ，并记录实验结果。
任务4：谈谈本节课你的收获
【课后作业】
完成上述实验报告。
结合各个小组的优点，修改装置设计图和实验思路，小组统计所需器材，在酶的作用条件实验中使用自己设计的装置。
设计酶的专一性实验方案。
实验：酶的专一性
一、实验目的：
二、材料用具：
材料：质量分数为2%的新配制的淀粉酶溶液和蔗糖酶溶液，质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，质量分数为3%的蔗糖溶液，斐林试剂，碘液等。
用具：试管，大烧杯，量筒，滴管，温度计，试管夹，三脚架，酒精灯，火柴等。
三、实验方案
（1）请根据你的设计思路，在下表中勾选你所需材料，并写上用量，预期实验结果和结论。(温馨提示：淀粉酶适宜温度在60℃左右，蔗糖酶适宜温度45℃左右)
加入物质（mL) 试管1 试管2
淀粉溶液
蔗糖溶液
淀粉酶溶液
温度
斐林试剂
碘液
预期实验结果
预期实验结论
（2）写出你的设计方案中的几种实验变量。
自变量：
因变量：
无关变量：
（3）用文字具体表述你的实验设计思路、预期结果及结论。
【学后反思】
在日常生活中，酶都用在哪些方面呢？
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