人教版2019生物必修一：第5章第1节降低化学反应活化能的酶第1课时教学设计

1140460010845800降低化学反应活化能的酶教学设计
教材分析
本节内容较多，不仅有丰富的知识内容，还有按照课程标准要求应该安排3个“探究·实践”。在第5章中，有关酶的内容作为一节来安排，整章内容的逻辑清楚因此，本节内容不适分两节，故此采取一节内容分为两小节的做法:酶的作用和本质、酶的特性。第小节主要通过实验的形式来探索酶的作用和本质，第二小节则是通过问题串的形式引导学生认识酶的特性。
教材提供的问题探讨——斯帕兰礼尼研究鹰的消化作用实验，使学生进入有趣的学习情境，问题探究所设计的3个问题，是建立在学生已有经验—一对消化酶及消化方式（物理性消化和化学消化）的了解基础之上的，因而能够引发主动思考和向答，并为引人酶的作用的教学创造了条件。
正文中紧接“问题探讨”活动，介绍了斯帕兰札尼在研究过程中的发现并没有真正解决问题，并继续提供德国科学家施旺的发现，提出引起肉消化的化学物质是胃蛋白酶。教材这样安排的目的:一是承接问题探讨中的事实和问题，解决这些问题，使学习具有连贯性；二是隐含科学发现是一个长期的过程，是众多科学家共同努力的结果；三是有利于引出下文中学生难以理解的重要概念——细胞代谢。在此基础上，再强调“细胞代谢离不开酶”，为学生探究阵在细胞代谢中的作用提供了学习动力。
二、教学目标的确定
本节课需要落实课程标准中“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质”要求。在教学中，教师通过组织学生进行“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验，引导学生认识酶在细胞代谢中的作用，同时达到课程标准中的学业要求:从物质与能量视角，理解细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应的发生离不开酶的催化作用。教师通过指导学生阅读资料“关于酶本质的探索”归纳出酶的本质。基于以上分析，本节课教学目标确定如下。
1.通过对酶催化作用具体实例的讨论，说明酶在细胞代谢中的作用。
2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，阐明绝大多数酶的化学本质是蛋白质的事实，认同科学是在不断地探索和争论中前进的。
3.通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，学会控制自变量，观察和检测因变量，以及尝试设置对照组和重复实验。
三、教学重点和难点
1.教学重点
酶的作用、本质和特性。
2.教学难点
(1)酶能降低化学反应的活化能。
(2)探究实验中控制变量的科学方法。
四、教学设计思路
本节课有酶的作用和本质两个重要的教学内容。
本节课的教学难点是对实验现象的观察和分析，以及对控制变量和设计对照实验的科学方法的提炼和总结上，教师可适时设置问题引导学生思考，帮助学生提升探究能力，发展学生科学物究素养。
酶能降低化学反应活化能是本节的重要概念。由于该概念过于抽象，也是教学的难点。教师可以将过氧化氢分解的复杂化学反应与推倒箱子的物理变化作类比，结合分析教材图5-1,帮助学生突破理解“降低活化能”的难点。
关于酶的本质的教学，教师重在指导分析“思考·讨论”中提供的资料，让学生带者问题阅读，列出科学家在探究酶本质的过程中遇到的真实问题，梳理出他们观点之间的逻辑关系，分析他们在对南本质认识上的贡献和不足，以及这些不足之处是如何启发后来者的研究和发现。学生通过讨论分析，建立起“酶”的重要概念。
2349599060情境引入
通过观看视频，小组讨论课题，提出质疑
探究酶的作用
比较“过氧化氢在不同条件下的分解”的分组实验，得出实验结果
分析归纳实验结果，推理出酶在代谢中的作用以及与无机催化剂的差别等实验结论
通过对该实验中设置的不同实验组别比较分析，初步掌握控制变量和设置对照实验的基本思路和科学方法
尝试动手实践推倒箱子，类比推理自主建构“降低化学反应活化能”的概念，理解酶的作用机理。
探究酶的本质
自学“思考·讨论”中对酶本质探究的科学史，绘制科学家观点争论的逻辑图，引导概括出酶的本质。
反馈小结
通过回答问题复习巩固本节知识，鼓励学生勇于探究生物的奥秘
情境引入
通过观看视频，小组讨论课题，提出质疑
探究酶的作用
比较“过氧化氢在不同条件下的分解”的分组实验，得出实验结果
分析归纳实验结果，推理出酶在代谢中的作用以及与无机催化剂的差别等实验结论
通过对该实验中设置的不同实验组别比较分析，初步掌握控制变量和设置对照实验的基本思路和科学方法
尝试动手实践推倒箱子，类比推理自主建构“降低化学反应活化能”的概念，理解酶的作用机理。
探究酶的本质
自学“思考·讨论”中对酶本质探究的科学史，绘制科学家观点争论的逻辑图，引导概括出酶的本质。
反馈小结
通过回答问题复习巩固本节知识，鼓励学生勇于探究生物的奥秘
教学过程
学生任务
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境，导入新课
[视频]小实验:普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果。体会酶与日常生活的紧密联系。
针对课题“降低化学反应活化能的酶”，让学生质疑。引人本节课的课题。
观看视频，谈体会。
小组讨论，提出问题，如:什么是化学反应活化能?酶到底是什么物质?酶有什么作用?等等。
激发学生的好奇心和学习兴趣。
激励学生质疑，提高学习的主动性。
进行探究实验，分享实验结果
根据提供的实验材料用具，按照“探究.实践”中的方法步骤，小组成员分工协作完成“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，填写实验结果记录表，交流讨论实验结果。
阅读教材，按照实验方法步骤进行实验操作;记录实验结果。
试管编号
1
2
3
4
气泡产生情况
卫生香的复燃情况
巩固学生基本实验操作技能，增强好奇心和求知欲，提高实践和语言表达能力。
分析实验结果，认识酶的作用
根据“过氧化氢在不同条件下的分解速率不同”的实验结果，指导分析得出结论。
2.结合“科学方法”的文字资料，引导学生获得自变量、因变量和无关变量的概念，分析实验中设置对照的意义，尝试设置新的对照组。
[布置任务]列表总结上述实验中的变量以及变量控制的基本思路和方法。
[小组讨论]小组合作讨论基于实验“探究.实践”中的讨论题，得事实，经过分出实验结论，认识酶在生化反析归纳出酶在应中的作用。
[思考并讨论?]运用三种变?作用;理解自量的概念，回顾上述实验，找变量、因变出对应的变量;运用对照实验量、无关变量的科学方法，在原对照组基础上，尝试增加新的对照组。
[独立思考]将“比较过氧的意义。化氢在不同条件下的分解”实验中的变量，分析归纳成表格或者概念图。
设计意图基于实验事实，经过分析归纳出酶在细胞中的重要作用;理解自变量、因变量、无关变量的概念，体会设置对照实验的意义。
理解“酶能降低化学反应的活化能”
[布置任务]使用实物教具推倒一个长方体的小箱子，|观察箱子的重心变化轨迹，绘制其重心随时间变化的坐标曲线图。
[提问?]根据推倒箱子实践体验，思考并讨论:
是否全程需要用力?
推到何处不需用力箱子会自行倒下?
怎样更容易地将箱子量?甚至是不推的情况下，箱子自然倒下?
[难点突破]
阅读教材中关于活化能的文字叙述，将化学反应与推箱子的物理变化类比分析得出分子能量随反应过程而变化的数学模型。引导构建活化能的概念。(A和D间的能量差值即为活化能）。
动画演示分子在常态、加热、加催化剂等不同条件下的活跃状态，明确酶等催化剂的作用原理。
结合教材图5-1进一步理解“降低化学反应的活化能”。
[建构模型]动手实践（推倒箱子）
画出箱子从A→D→B过程中重心的变化曲线，构建数学模型。
[讨论交流]小组合作讨论提问，积极思考。
类比思考:A→D重心升高需要外力做功获得能量，化学反应过程中分子怎样获得能量？催化剂在化学变化中的作用相当于该物理变化的什么过程？
[思考与分析]类比画出化学变化中的能量坐标曲线图。
[观察动画]思考:什么是活化能?酶的作用原理是什么?
[独立思考]降低反应活化能的含义。
通过构建数学模型训练学生的科学思维
探究酶的本质
[布置任务]
自学教材“思考·讨论”资料并将几位科学家观点之间的逻辑关系构建成联系图。
独立思考“思考.讨论”中设置的讨论题，小组交流各自观点。?
引导学生归纳概括出酶的定义。
[绘制联系图]?分析巴斯德、李比希两位科学家产生争论的原因。理解此争论在研究酶的本质时所起的作用。
?[交流感悟]?交流学习感悟。
[归纳]尝试给酶下定义。
提高学生自主学习的能力。
通过学习科学史，认同科学在争论中前进，在不断探索中发展。
反馈与拓展
[课堂反馈]根据本节学习内容，设计抢答闯关问题巩固所学知识。如:
酶的合成部位在哪里?
绝大多数酶的合成原料是什么?
3.4号试管过一段时间后，反应停止了，是过氧化氢耗尽还是酶失效?请设计一个简便的实验来验证你的推测。
[课后延伸]查询关于“酶的本质”探究中的诺贝尔奖获得者所做的研究及贡献;查询感兴趣的某些酶的结构和功能，如消化酶、基因工程中的酶等；查询了解酶研究的前沿技术等。
[复习巩固]
学生思考、讨论、抢答，找出学习的“漏洞”。
[拓展]
以小组为单位完成课后查询，做成PPT或者小报，进行班内交流。
活跃课堂，及时复习巩固，适度拓展延伸。
激励学生学习科学家的
科学精神，自觉培养优良品格。
评析
本案例以“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的探究性学习活动为切人点，通过实验操作、模型构建、类比推理及有关科学史的了解等，帮助学生逐步建立有关酶的生物学概念，并初步了解变量控制、设置对照及重复实验等科学探究方法，教学目标设计合理，学生自主性活动充分而广泛，教学设计深度恰当，主要特点如下。
1.运用全新而又直观的教学手段引入，使学生形成对酶的初步认识
本案例的设计并没有按照教材中的“问题探讨”引入教学，而是以生活中的案例作为情境，体现了教师对教法的灵活运用，因结合生活实际，能使学生感同身受，遵循了学生的认知规律，适时激发了学生的学习兴趣。
2.变演示实验为学生分组实验，培养学生的动手能力
通过落实教材中的“活动”内容培养学生勤于探究、乐于质疑的科学品质。本案例涉及“活动”的内容较多，教师能根据实际，灵活掌握“活动”的内容、难度和形式。重视活动过程，尽量让学生自己动手。并引导学生在科学探究中进行科学思维，了解到变量控制的一般方法，?对学生科学探究能力的提高，实事求是的科学态度的培养起到促进作用。同时学生在针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的过程中能加深对“酶的作用”的认识、培养学生的团队合作意识。
3.运用模型构建及类比推理等科学研究方法，逐步推理出酶的作用机理，明确酶在新陈代谢中所起的作用
本案例运用模型演示及类比推理的方法对知识进行简易化和规律化，逐步构建出“酶的作用”的概念，通过学生的动手及概念类比，演绎与推理、模型与建模，一定程度上启发了学生的科学思维，有利于学生进一步建立物质与能量观，并对学生逻辑分析能力提高有一定的促进作用。
4.通过研读酶的发现科学史，知道酶的本质
在案例中，教师引导学生回归教材，通过对酶的发现史的研读，学生能从科学家的研究了解“酶的本质”的生物学概念，同时通过对科学家们的科学探究过程的了解，认识到一个科学事实的获得，需要众多科学家进行大量的工作和长期艰辛的付出，以此培养学生严谨的科学态度、吃苦耐劳的品德及为科学献身的社会责任意识。
总之，本案例采用了多种教学手段，能实现教与学的相生相长，师生互动环节多，学生参与的成分多，数学过程中，在轻松推演出核心概念的同时，学生的逻辑思维能力、实践动手能力及科学态度等学科素质得到一定的培音养与提高。