降低化学反应活化能的酶（第1课时） 教学设计

《降低化学反应活化能的酶》(第一课时)教学设计安徽省绩溪中学胡媛一、教材分析本节选自人教版高中生物学必修1《分子与细胞》中第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》。本节课是学习“细胞呼吸、光合作用”的重要前导知识，同时回应了前面蛋白质功能的内容，与细胞代谢息息相关，是学生形成结构与功能观、物质与能量观的重要节点。学习如何控制变量和设计对照实验是培养学生科学思维和科学探究能力的绝佳契机。本节课以“过氧化氢的分解”为教学主线，提供事实与证据，将课本的内容进行拆解重组，针对如何加快化学反应速率层层引导，环环相扣，由易及难，使得学生在理解概念的基础上逐步形成科学思维。在学生具有一定的理论知识的基础上，利用“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验进行科学探究，采用资料分析和动手实验的方式引导学生共同推导出酶的作用和本质，培养学生实验探究能力和逻辑分析能力，提高其运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力，落实生物学核心素养。二、学情分析本节授课对象为高一学生，已经学习了无机催化剂、细胞中的化合物和基本结构以及物质的跨膜运输等相关知识，初步形成了结构与功能观，对于生物学实验设计有了初步的了解，有一定的实验设计能力，具备一定的实验操作技能。通过课前活动，学生发现酶在生活中的广泛应用，对探究酶的作用和本质很有兴趣。但是，在课前学情测试中发现，学生对于化学反应速率的原理掌握不多，很难说出无机催化剂是如何具体发挥作用；学生对实验设计的基本思路和方法还缺乏系统的认识。针对这两点，在课上将通过资料分析和具体讲授进行重点突破。三、学习重难点1.教学重点：①通过对比分析，归纳总结酶的作用。②掌握设计对照实验的一般原理和步骤。2.教学难点：①明确酶显著能降低化学反应的活化能；②掌握设计对照实验的一般步骤。四、开放性教学环境：智慧课堂平台、小组讨论教学、分组实验教学五、教学目标基于对教学内容进行分析、解读课程标准，同时基于学生的学情状况，我制定了如下的教学目标：1.通过资料分析和动手实验，归纳总结酶的作用。（生命观念、科学思维）2.通过设计实验方案，说出变量之间的关系以及实验设计的基本步骤，提高实验设计和分析能力。（科学探究、科学思维）3.通过动手操作、观察实验现象，提升科学探究能力。（科学探究）4.通过问题情境，解决生活中的生物学问题，提升爱国情怀和社会责任。（社会责任）六、教学过程教学步骤教师活动学生活动设计意图情境导入【情境导入】“禾下乘凉梦，一梦一人生”。展示在袁隆平爷爷和众多科研工作者努力下的水稻产业。提出问题：米饭会越嚼越甜的原因。【社会实践】验收课前任务：寻找“酶”好生活。【过渡】酶到底有什么作用？酶的化学本质是什么？我们这节课一起探究酶的作用和本质。体会科研工作者的辛苦，增强爱国情怀，提升节约粮食的意识。根据教师的引导，对米饭变甜的原因进行推测：口腔中的唾液淀粉酶。积极讨论交流，展示自己发现的酶。【社会责任】让学生体会科研工作者的艰苦奋斗，增强爱国意识，形成节约粮食的好习惯。从身边的具体实例发现酶的重要应用，引发学生对酶的作用和本质的思考，增强学习兴趣。过氧化氢的分解【情境导入】运动会上学生受伤，医生建议使用过氧化氢进行消毒，一定要注意浓度，高浓度的过氧化氢溶液具有腐蚀性。展示相关资料，引导学生总结细胞代谢也会产生过氧化氢。提出问题串：该怎么想办法将它分解呢？怎么判断过氧化氢是否分解呢？【过氧化氢的分解】展示资料一：过氧化氢在自然条件下就可以分解。做实验：学生分组进行实验，观察过氧化氢在自然条件下的分解。提出问题：为什么过氧化氢在自然状态下分解速率很慢？【播放微课】教师展示课前制作的微课，提醒学生认真观看微课。请学生对微课的内容进行总结。展示化学反应过程中的能量变化图，以生活中的例子讲解活化能的概念。提出问题:怎么样让分子获得更多的能量？【加热促进过氧化氢的分解】展示资料二：当我们加热时，热能会传递给分子，让分子具有较高的能量。总结方法二：加热。通过生活中的例子讲解加热提高化学反应速率的原理。做实验：学生分组进行实验，观察过氧化氢在水浴加热条件下的分解。发现问题：加热条件下，过氧化氢溶液的分解速率仍旧不高。利用生活例子引导学生找到其他方法：降低反应活化能的要求。【催化剂促进过氧化氢的分解】展示资料三：加入催化剂，此时分子的能量不会改变，但是会改变分子发生反应所需要的活化能。总结方法三：加入催化剂。做实验：学生分组进行实验，观察过氧化氢在加入化学催化剂条件下的分解。【酶促进过氧化氢的分解】提出问题：细胞里是一个常温、常压的液体环境，能不能加热、加无机催化剂。生物体可以催化过氧化氢的分解吗？做实验：学生分组进行实验，观察过氧化氢在加入杏鲍菇之后的分解。展示资料四：细胞里存在过氧化氢酶，可以加速过氧化氢的分解。总结方法四：过氧化氢酶。联系初中所学知识，进行解答。阅读资料，分析方法。学生操作实验过程，分析实验结果。思考，回答问题。认真听讲解，理解活化能的概念，思考为什么常温下过氧化氢的分解速率较慢。学生阅读资料，总结方法。学生操作实验过程，分析实验结果，得出实验结论。跟随教师的讲解思考其他方法。学生阅读资料，总结方法。学生操作实验过程，分析实验结果，得出实验结论。学生操作实验过程，分析实验结果，得出实验结论。【科学探究】引导学生回忆初中所学知识，引入新课内容，构建知识体系。通过资料分析，培养学生获取信息、归纳总结的能力。用微课的形式展示复杂的知识点，提升学生的学习积极性。以类比的形式讲解活化能的概念和如何加快化学反应速率，更好地帮助学生构建知识结构。通过资料分析，总结实验方法并且让学生亲自操作，提升学生的科学思维和科学探究能力。通过资料分析，培养学生获取信息、归纳总结的能力。通过动手操作实验，更好地提升小组合作精神，提升动手能力。控制变量和设计对照实验【分析实验结果】引导学生回归实验过程，分析实验结果，完成课本77页讨论题。【变量分析】讲解变量、自变量、因变量、无关变量等的概念，引导学生分析本实验的变量组成。介绍对照实验的概念和相关原则，引导学生设计对照实验。小组合作，思考完成讨论题。认真听讲，分析相关概念。【科学探究】学生根据问题串，分析实验过程和结果，形成科学思维。【科学思维】采用讲授法帮助学生明确重要概念，并且在实际实验中加以应用，加深理解。酶的作用【酶的作用】在科学家所做的实验结果，学生发现问题。设置疑问：过氧化氢酶对于过氧化氢分解的催化效率比Fe3+更高，会不会是质量分数为20%的肝脏研磨液含的过氧化氢酶比体积分数为3%的FeCl3溶液分子数要多呢？展示资料，引导学生对比分析分子数，得出结论。进一步思考：过氧化氢酶是如何发挥作用的？展示资料，引导学生得出结论：酶作为生物催化剂，能显著降低化学反应的活化能【播放动画】播放动画：酶降低反应活化能的原理。认真阅读教师所给材料，思考问题，得出结论。【科学思维】学生通过资料分析的过程，层层深入，推理论证，得出结论，建立自身知识体系，形成严谨的科学思维。酶的本质【酶的本质】提出问题：酶的本质是什么？展示系列资料，引导学生推理分析，得出结论，教师加以引导补充：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。提出思考：该如何验证酶的本质？学生讨论交流后，提出实验思路。引导学生课后亲自做实验，进行探究。通过资料分析，小组合作交流，回答问题，并提出实验思路。通过资料分析，学生明确酶的本质，并产生深刻印象。在小组交流中，产生实验思路，形成知识的前后呼应，在课后自主探究中进一步提升动手能力，提升科学探究能力。小结与提升引导学生对所学知识点进行总结，巩固提升。提出《康熙字典》在1716年收录了酶，引导学生对酶的探究历程产生兴趣。布置课后探究任务：观看畅言智慧课堂的相关微课作业，认真阅读相关资料，了解酶的发现历程。形成事实性知识，课后完成畅言智慧课堂的对应练习和探究作业。形成知识框架，加以巩固提升。激发学生的爱国热情和学习积极性，引发下一步思考。板书设计酶的作用和本质任务1探究酶的作用催化任务2学习设计对照实验三大变量四大原则任务3探究酶的本质绝大多数酶是蛋白质少数酶是RNA九、作业布置1.课时基础作业：完成畅言智慧课堂平台布置的对应练习；2.探究作业：观看畅言智慧课堂上的《酶的探索历程》相关微课和资料；自主完成酶的本质探究实验。十、教学反思本节课基于生活中的情境展开，贴近学生生活，让学生发现生活中的生物学知识，提升学习积极性。以大量的资料分析，引导学生逐步找到加快过氧化氢分解的各种方法，解决问题，提升科学思维和科学探究能力，并在此过程中，引导学生亲自动手做实验验证资料，锻炼动手能力和科学思维。同时，借助动画微课突破教学难点，让学生更好地提升学习兴趣，系