“酶的特性”教学中实验的选择与呈现_酶的特性论文

“酶的特性”一节教学中实验的选择与呈现,本文主要内容关键词为:特性论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

人教版必修1第5章第1节包括2课时的课堂教学内容。第1个课时为“降低化学反应活化能的酶”,教材中设置分组实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”;第2课时为“酶的特性”,教材中设置探究实验“探究影响酶活性的条件”。

“酶的特性”一节知识性内容主要包括酶的高效性、酶的专一性和酶的催化条件3个方面的知识,但是教材只选择呈现了“探究影响酶活性的条件”一个实验。而酶的高效性实验是在第1课时“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中呈现的,酶的专一性在教材中根本就没有实验呈现。

实验“探究影响酶活性的条件”是探究性实验,教材中给出了“提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、结果分析、结论和应用、表达交流和材料器具”的探究实验背景知识,希望学生提出所需探究的问题,在探究的基础上,配合教材中2个曲线图概括出酶的作用条件较温和的结论。

以作者开设的市级课改公开课“酶的特性”一节为例,对教材中实验的选择与呈现,以及实际教学过程中实验的选择与呈现进行比较,探讨了实验选择和呈现方式的变化是如何有力地促进课堂教学与实验教学有机融合,并进一步提出了实验选择与呈现的2个原则。

一、实验的选择

“探究影响酶活性的条件”是探究性实验。而教材中该实验没有详细具体的引导,这对于第1次接触高中探究实验的学生而言,无疑是增加了学习难度。而且实验中同时给出酸碱度和温度2个影响酶活性的条件,无形中又增加了学生选择和设计实验的难度。而在探究的过程中,教材不是从探究实验结论的角度让学生去建构曲线图,而是直接给出正确的曲线图答案,这不符合生物科学的探索和认知规律。因此,在实际教学过程中势必要对实验进行重新选择和呈现。

从知识体系上看,“酶的特性”这一节是承接在“降低化学反应活化能的酶”后的第2课时。第1课时已经把酶的作用、酶的本质作了详细的讲解,学生对酶已经有了一定的认识基础。因此,笔者将本节课设计为一堂知识教学和实验教学相结合的探究课。

此探究课理念是“质疑+体验”,其设计思路是以问题创设为探究的发端,每个实验之间都以问题启发过渡,让学生产生思想碰撞的火花,然后引导学生提出假说,建构实验思路并展示,小组相互评价完善实验思路,开展实验来证实假说,小组自我展示实验现象,验证实验前的假说正误,分析实验数据建立数学坐标模型。

二、实验的呈现

根据这节课的理念和设计思路,上述所选择的5个实验呈现的顺序如下,其目的、形式等作如下分析。

呈现目的:让学生复习实验自变量、因变量、无关变量、对照实验以及如何控制变量等知识,最后通过该实验得出酶具有高效性的结论。如有条件的学校可以用传感器进行定量分析。该实验作为联系学生新、旧知识的先行组织者,最先呈现。

呈现形式:该实验原理上节课已经讲解,为了节约时间,故以演示实验的形式呈现。

呈现形式:以小组为单位,分组实验的形式呈现。

3.“酶催化作用会不会受pH的影响”的呈现

探究问题:提出问题“酶除了专一性之外,其在催化过程中还有特殊的要求吗?无机催化可以在强酸、强碱、高温等条件下催化化学反应,过氧化氢酶的催化作用会不会受pH的影响?”

呈现目的:该实验呈现的主要目的是为了进一步强化巩固探究实验的一般思路,初步涉及定量分析和表格设计的内容,最后通过该实验得出酶的催化作用受pH值影响的结论。教师给出相关实验材料及下表,让学生完成实验设计思路。设计好后请2个小组派出代表在黑板上进行思路展示,然后各小组评价完善实验思路,最后进行实验验证提出的假说。

呈现形式:以小组为单位,分组实验的形式呈现。

4.“酶的活性是否能恢复”的呈现

探究问题:基于上一个实验进行深入探究,通过提出问题“将处于酸性或碱性环境下的酶恢复到中性环境下,酶的活性是否恢复?”

呈现目的:该实验呈现的主要目的是为了进一步探究酶的活性与pH影响的关系,并结合上一个实验结论一起,建立数学坐标模型(如下图),绘制出酶活性受pH值影响而形成的曲线。

呈现形式:以小组为单位,分组实验的形式呈现。

5.“探究酶的活性是否受温度影响”的呈现

探究问题:提出问题“高温或低温会对酶的活性产生影响吗?将处于高温或低温下的酶恢复到适宜温度,酶的活性能恢复吗?”

呈现目的:引导学生用类比推理得出,酶的活性也受到温度的影响。由于课堂时间的限制,实验无法在课堂内开展。该实验呈现的主要目的是作为课后延续探究,自然而然使得课堂学习的时间和空间拓展到课堂以外。并且结合本节课所学内容,引导学生从定性分析的角度来完成实验设计,建立数学坐标模型,绘制出酶活性受温度值影响而形成的曲线。

呈现形式:以课后作业的形式呈现。

三、实验选择与呈现的对比分析

教材中的实验选择和呈现方式,把课堂教学和实验教学分离进行。这种分离式的教学,不仅不利于学生将课堂教学和实验教学所学知识有机地融为一体,而且也不符合生物科学的探索和认识规律,从而制约了学生对生物学学习的兴趣和认知方式。

实际教学过程中,精心设计后的实验选择和呈现方式,能更好地促进学生习得酶特性的相关知识和实验基本技能,体验科学探究的过程,从而形成科学的情感和态度,并掌握科学探究的方法,使学生的兴趣和潜能被高度激发,师生共同营造出一个充满生命活力的新型课堂。这正如苏霍姆林斯基所说的“我要关注的是,让我所培育的每一个孩子都成长为会思考、会探索的有智慧的人”。

在实际教学过程中,对实验选择与呈现采取了以下2个原则。这2个原则也可以供其他实验探究教学过程中使用。

其一,质疑起点原则。虽然课本知识是前人总结归纳好的,但是从科学探究实验角度而言,需要质疑的精神。有必要让学生重新站在问题的起点,面对问题,追根溯源,沿着知识发现的过程进行探究,运用已有知识自我建构新知识。这不仅利于学习本身的开展,更利于学生养成质疑求实的科学态度。

其二,亲身体验原则。亲身参与体验后,经验和智慧源于学生,更能促进新知识的建构。这不仅使教学事半功倍,而且让学生的学习轻松易行。真实具体的实验过程,有利于学生体验生物科学探究的思路,初步学会科学探究的过程和方法,从而形成完整的知识体系并获得学习的成功感。

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