降低化學反應活化能的酶教學設計

1、降低化學反應活化能的酶（第1課時）教學設計楊杰 重慶市巴南區(qū) 重慶三十四中學 400054一、設計思路：1、指導思想新課程教學改革的核心理念是為了每一個學生的發(fā)展，關注學生的學習興趣和經(jīng)驗，讓學生形成積極主動的學習態(tài)度，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。教師改變傳統(tǒng)的教學理念，樹立“一切為了學生的發(fā)展，高度尊重學生，全面依靠學生”的生本教育理念，落實以生為本、以學定教、少教多學，以學評教，落實“三講三不講”，充分發(fā)揮學生的學習主體作用逐步轉變課堂教學模式，要求課堂上能做好“三講三不講”，即講重點、講難

2、點、講易錯點，學生已經(jīng)學會了的不講，學生通過自己學習能夠學會的不講，講了也不會的不講。改變學生傳統(tǒng)的接受式學習方式，積極推行小組合作學習制，關注學生的學習過程，讓自主學習、合作學習、探究學習成為學生的主要學習方式 。2、設計特色我校在新課程課堂教學改革中積極探索，建立了“341”高效課堂教學模式，即確立三維教學目標：知識與技能，過程和方法，情感態(tài)度價值觀；實施四個教學環(huán)節(jié)：自主學習展示、點評合作探究（包括教師精講點撥與引導學生總結反思）檢測與評價；為了一個教學理念：以生為本，一切為了學生的發(fā)展。本節(jié)課在學生課前自主學習的基礎上，讓學生進行有關的實驗和合作探究，增強參與性，培養(yǎng)合作精神，并學會控

3、制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗；讓學生在相關的問題討論中，展示運用語言表達的能力；通過圖表、動畫、游戲等形式，充分理解酶作用的機理，突破難點，突出重點，并讓學生感受學習的快樂和分享的喜悅。二、 教學分析1、教材分析 “降低化學反應活化能的酶”是在學習了有關細胞學知識的基礎上來學習的，酶是生物體進行新陳代謝不可缺少的條件，為后面學習ATP、光合作用和呼吸作用等作了鋪墊。學生通過有關酶的的探究性學習活動獲得的技能，對進一步學習生物技術實踐等知識起到保證作用。本節(jié)內容在高中課標中要求：說明酶在代謝中的作用，但對學生潛在的知識和能力要求比較高。學生對本節(jié)提出的有關實驗的知識

4、：自變量、因變量、無關變量、對照實驗設計的方法和原則的理解和實驗能力的提高，對學習整個高中生物學實驗有著非常重要的作用。教師利用課本資源，加強學生實驗能力的訓練非常必要。2、學情分析學生已經(jīng)掌握了化學中的雙氧水的分解反應和有關無機催化劑的知識，可以用來進行有關實驗和生物催化劑酶的教學，將化學知識與生物學教學進行滲透。學生掌握的數(shù)學上函數(shù)的知識可以用來進行變量的有關教學，將數(shù)學知識和生物學知識進行滲透。學生在平時的生活學習中已經(jīng)接觸到了用雙氧水消毒等事實，迫切地想了解進一步的知識，想用專業(yè)的科學的知識來解決有關問題，可以此為切入點充分激發(fā)學生的求知欲，能取得較好的效果。我校在新課改中還推行小組互

5、助學習制，根據(jù)學生的認知水平、個性差異、心理特點，采取“組內異質，組間同質”的方式把學生劃分為若干個學習小組，每個學習小組由一名優(yōu)秀的學生擔任小組長，充分發(fā)揮優(yōu)秀學生的“小老師”作用，達到合作提高的目的。經(jīng)過一段時間的訓練，學生都愿意參加小組學習活動，能發(fā)表自己的看法，傾聽別人的意見，并掌握了一定的方法，能夠積極地動手、動腦參與實際操作；并且樂意將自己的學習成果展示給大家，與大家分享，體會學習的快樂。這就使自主學習、合作探究成為學生的主要學習方式3、教學條件分析制作多媒體課件輔助教學，深化和擴展知識，呈現(xiàn)實驗過程、表格、數(shù)據(jù)、問題等，幫助學生理解自變量、因變量、無關變量、對照組、實驗組，從而掌

6、握實驗設計的方法和原則；充分利用課本中的資料和插圖以及多媒體課件呈現(xiàn)圖表，動畫讓學生理解酶作用的機理，突破難點。 4、教學重點與難點教學重點和難點教學重點：酶降低化學反應活化能的原理教學難點：控制變量的科學方法；酶降低化學反應活化能的原理三、確定學習目標知識與技能1概述細胞代謝、活化能、自變量、因變量、無關變量等概念。2、說明酶在細胞代謝中的作用。過程與方法1、通過自主學習與展示，培養(yǎng)學生推理、比較、分析、歸納總結的能力。2通過合作探究“比較過氧化氫酶在不同條件下的分解”實驗，學會如何控制自變量，觀察和分析因變量以及設置對照組和實驗組。3、通過圖表比較、動畫演示、動手游戲，以及教材上形象，直觀

7、的圖解和文學說明，讓學生明確催化劑可降低化學反應的活化能。情感、態(tài)度與價值觀1、通過小組間的討論、合作與交流，培養(yǎng)學生的合作互助精神。2、通過圖表、動畫、游戲等形式，并感受學習的快樂和分享的喜悅。四、教學策略和手段1、“341”高效課堂教學模式：即確立三維教學目標：知識與技能，過程和方法，情感態(tài)度價值觀；實施四個教學環(huán)節(jié)：自主學習展示、點評合作探究（包括教師精講點撥與引導學生總結反思）檢測與評價；為了一個教學理念：以生為本，一切為了學生的發(fā)展。2、教學方法：學案式導學法，實驗探究法、小組討論法、講授法、比較法分析歸納法、直觀教學法（FLASH動畫），游戲法等3、學習方法：自主學習、合作學習、實

8、驗探究、分組討論、動手游戲五、課前準備1、實驗材料用具的準備、課件制作。2、課前發(fā)給學生導學案，布置學生通讀教材P78-80，勾出重點、難點、疑點,完成知識梳理，并把預習中遇到的疑難問題寫在導學案上相應的表格中。3、教師課前檢查批改導學案（見附件），根據(jù)學生提出的疑難問題修改課件。六、教學過程教學步驟教師活動預設學生活動預設設計意圖導入新課實物展示：多酶片、嫩肉粉、加酶洗衣粉、生物酶牙膏等，并請大家談談自己生活中接觸過的酶還有哪些？結合生活實際發(fā)表各自的見解激發(fā)學生學習酶的興趣。酶在細胞代謝中的作用課件展示學習目標學生齊讀學習目標使學生進一步明確預習收獲與目標的差距課前自主學習展示與點評投影展

9、示學習小組導學案課前自主學習內容，師生共同糾錯，小結本節(jié)課的難點、疑點。培養(yǎng)學生的自主學習、合作學習能力1、細胞代謝課件展示細胞代謝概念多媒體展示漫畫：一小孩在家玩自行車時，不小心把膝蓋擦傷了。媽媽說讓他忍耐一下，用雙氧水幫他消毒。（講述）雙氧水即過氧化氫，能分解產生水和氧氣。細胞代謝過程中也會產生過氧化氫，過氧化氫具有很強的氧化性，對細胞有傷害，幸而細胞中含有一種物質，能將過氧化氫及時分解，變成氧和水，這種物質就是過氧化氫酶。（過渡）過氧化氫酶的作用和意義如何呢？我們通過實驗來探究一下。學生背誦細胞代謝的概念加深對細胞代謝的理解和記憶聯(lián)系生活，引出學生實驗探究。課堂合作探究與展示點評：探究1

10、，實驗（1）分組實驗并記錄現(xiàn)象（2）討論：酶和無機的催化劑相比有什么特殊之處？（3）分析實驗中的相關變量，控制變量的科學方法，總結實驗設計的基本方法。引導學生齊讀P79“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實驗方法步驟，完成自學檢測。教師巡回指導學生分組實驗，并記錄現(xiàn)象教師課件展示的表格內容，小組代表報告實驗現(xiàn)象，并填寫在表格中試管號1234變量組別對照組加入物質2ml H2O2 溶液實驗處理不處理90水浴加熱2滴FeCl3溶液2滴肝臟研磨液現(xiàn)象氣泡產生衛(wèi)生香燃燒根據(jù)實驗現(xiàn)象，引導學生小組討論：酶和無機的催化劑相比有什么特殊之處？2號管現(xiàn)象與1號管不同，說明了什么？3號和4號管并未加熱，也有大量

11、氣泡產生，說明什么？4號比3號氣泡更多，說明什么？體現(xiàn)了酶的什么特點？通過對實驗結果的分析和討論，你對于酶的作用形成了哪些認識？并了結論寫下來。本實驗的結論是：（過渡）我們剛才進行的實驗，有些因素是可以變化的，如過氧化氫溶液的濃度可以變?yōu)?%，劑量可以為3mL。像這樣在實驗過程中可以變化的因素稱為變量。指導學生閱讀課本P79控制變量內容，分析實驗中的相關變量，填寫課件展示的表格其余內容。教師結合實驗表格內容引導學生分析歸納自變量、因變量、無關變量的概念，及控制變量的方法。引導學生積極思維畫概念圖：（見附件：導學案）結合概念圖，講述：實驗設計的基本方法：控制自變量，無關變量保持一致，以形成對照或

12、對比；觀察分析因變量，以得出正確的實驗結果或結論。講述：在整個實驗步驟中，4組實驗只有實驗條件這一個因素是不同的，其余因素都一樣。像這樣除了一個因素不同，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照組：不做處理，為常態(tài)。實驗組：人為添加或減少某種因素問：剛才實驗中對照組和實驗組分別是什么？最后，結合表格中各種變量分析對照實驗設計的三大原則：等量原則、單一變量原則、設置對照原則。齊讀實驗方法步驟，完成自學檢測學生分組實驗，并把實驗現(xiàn)象記錄在導學案的表格中小組代表報告實驗現(xiàn)象學生分組討論，小組代表回答問題，小組間相互評價閱讀課文相關內容，理解自變量、因變量、無關變量、對照實驗等概念，分析實驗中的相關

13、變量，填寫導學案。小組代表填寫課件展示的表格其余內容。學案上畫概念圖，投影展示筆記：實驗設計的基本方法回答：1號試管是對照組；2、3、4號試管為實驗組。學生筆記：實驗設計的三大原則進一步熟悉實驗方法步驟增強學生的參與性。培養(yǎng)小組合作與交流能力。實驗過程用表格的形式表達出來，條理清晰。學生通過實驗來認識酶的作用和具有的高效性。培養(yǎng)學生閱讀、理解的能力。學生第一次正式接觸對照實驗，又是難點，所以必須詳講、講透。探究2：酶的作用機理：（1）展示表格，小組討論（2）動畫演示（3）動手做游戲（過渡）通過剛才的實驗，我們已經(jīng)知道了酶的催化效率比無機催化劑更高，為什么呢？（講述）常溫下反應速率較慢，這是因為

14、反應物分子的能量較低，溫度升高后，部分分子獲得了能量，所以較易發(fā)生反應。2號管就是因為加熱使H2O2分子獲得了能量，所以容易分解產生氧氣。由此引出活化能的概念：分子從常態(tài)變?yōu)橐装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需的能量。3號和4號并未加熱，為什么反應速率也會提高呢？課件展示表格：在20測得的H2O2分解的活化能條 件活化能/kJmol-沒有催化劑催化75用膠態(tài)鉑催化54用過氧化氫酶催化29根據(jù)表中數(shù)據(jù)小組討論：上面實驗中的各條件使反應加快的本質是什么？得出什么結論？師：下面我們用一個動畫來進一步說明，播放動畫，引導學生配上解說詞。讓學生將手伸出來，左手在下，右手在上，引導學生動手游戲。師：左手相當于常態(tài)

15、，右手相當于活躍狀態(tài)，。那么兩手之間的距離相當于什么？生：活化能。師：兩手相碰就能發(fā)生反應，剛才實驗中的加熱能使過氧化氫分子得到能量，相當于將左手上抬。此外還能有什么方法使兩手相碰呢？生：右手下降。師：很好。右手下降，縮短兩手之間的距離，起實質是降低了什么？生：活化能。師：對。剛才的實驗除了加熱，還可以通過催化劑來提高反應速率，其本實質就是降低反應的活化能，而酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著。小結：正是因為酶的催化作用，才使得細胞內反應能在溫和條件下快速進行。學生閱讀P80第一自然段，結合實驗理解活化能的概念。小組討論并得出結論：催化劑降低了化學反應的活化能，而酶降低活化能的作用比無機催化

16、劑更顯著。學生觀看動畫，并配解說詞：活化能是障礙物，小球跳不過去。加熱以后小球能跳得更高，有一小部分小球能跳過去。Fe3+來了，把障礙物降低，有大約60%的小球可以完成任務。最后過氧化氫酶將障礙物降得更低，幾乎所有的小球都跳過去了教師引導下動手游戲活化能的概念是本節(jié)課另一難點，所以教師講述使學生能夠更容易掌握教材中的“酶降低活化能”這一難點。通過圖表的分析，鍛煉了學生轉換圖表信息的能力。形象生動地再現(xiàn)本節(jié)課的難點，通過配解說詞，讓學生進一步理解、應用該知識點，并且訓練了學生的語言表達能力。動手游戲，手勢簡單易懂，化抽象為具體。巧妙地突破難點。回顧反思教師提問引導1、酶在細胞代謝中的作用降低化學

17、反應活化能。同無機催化劑相比，催化效率更高。2、實驗設計方法：控制自變量，無關變量保持一致，以形成對照或對比，觀察分析因變量，以得出實驗結果或結論。3、對照實驗除了一個因素以外，其余因素都保持不變實驗。設計原則：設置對照原則；單一變量的原則；等量性原則小組代表總結本節(jié)課的收獲回顧課堂知識，構建知識體系，使所學知識系統(tǒng)化，強化重點知識，實現(xiàn)情感與價值觀課后思考1、“探究溫度對酶活性的影響”，則自變量、因變量、無關變量分別為什么？2、酶的化學本質是什么？引導學生進一步理解本節(jié)課的知識，產生對酶的進一步探索的興趣課堂檢測與評價 見后面學生完成習題培養(yǎng)學生應用知識解決實際問題的能力。七、板書設計第1節(jié)

18、 降低化學反應活化能的酶一、酶的作用和本質（一）酶在細胞代謝中的作用：1、細胞代謝2、實驗：（1）實驗設計方法：（2）對照實驗設計原則：3、酶的作用機理：（1）活化能分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量（2）酶的作用機理：酶通過降低化學反應的活化能來加快反應速率（3）酶具有高效性的原因：酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著八、作業(yè)設計1下列有關對照實驗設置的敘述中，錯誤的是（ ）。A要設置對照組和實驗組 B要遵循單因子變量原則C無關變量要始終相同且適宜 D自變量要始終保持相同2關于活化能，下列說法不正確的是（ ）。A是反應物分子從常態(tài)變?yōu)榛钴S狀態(tài)所需要的能量B加熱、加壓通常能

19、使反應物分子獲得足夠的活化能C無機催化劑使反應物分子獲得的活化能的總量更多而加快反應速率D酶能降低反應物分子發(fā)生反應的活化能而使反應更容易進行3同無機催化劑相比，酶具有更高的催化效率的原因是( )。A降低反應的活化能的作用更顯著 B. 能供給反應物能量C改變了反應的途徑 D能降低反應活化能4一種化學反應PQR，圖中所示的實線表示在沒有酶的時候此反應的進程，在t1時將催化此反應的酶加入反應底物混合物中，圖中能表示加入酶以后此反應進程的曲線是（ ）。Aa Bb Cc Dd5對照實驗一般要設置對照組和實驗組。下圖是驗證酶的催化特性的幾組對比實驗，15號試管內裝有等量的H2O2溶液，14號試管控制溫度

20、與加入不同的物質，請回答下面問題。（1）1號和2號試管均能放出比3號試管更多的氣泡，這說明了什么？（2）2號放出的氣泡比1號又多又快，說明了什么？這組對照實驗中自變量是什么？ （3）若2、3、4號試管是為了驗證酶的某一項特性而設置的對照，則 號試管設置得不科學，改進的方法是 ，改進的這一條件在該組實驗中屬于 變量，在對照實驗中對這種變量的控制要求是 。（4）若要證明酶的活性是否受pH的影響，而再增設5號試管，請補充：5號試管應加入 ；5號試管的溫度應控制在 ；你設置的5號試管與 號試管可作為一組對照實驗。用帶有余燼的火柴去分別試探這兩只試管口，根據(jù)出現(xiàn)的現(xiàn)象將得出相應的結論。九、教學反思本節(jié)課

21、在學生課前自主學習的基礎上，讓學生進行有關的實驗和合作探究，增強參與性，培養(yǎng)合作精神，并學會控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，以及設置對照組和重復實驗；讓學生在相關的問題討論中，展示運用語言表達的能力；通過圖表、動畫、游戲等形式，充分理解酶作用的機理，突破難點，突出重點，并讓學生感受學習的快樂和分享的喜悅。附件：第一節(jié) 降低化學反應活化能的酶（第一課時）導學案一、酶在細胞代謝中的作用【學習目標】1概述細胞代謝、活化能、自變量、因變量、無關變量等概念。2說明酶在細胞代謝中的作用。3探究“比較過氧化氫酶在不同條件下的分解”實驗，學會如何控制自變量，觀察和檢測因變量以及設置對照組和實驗組?！緦W習過

22、程】課前自主學習一、通讀教材P78-80，勾出重點、難點、疑點,完成以下知識梳理：（一）酶在細胞代謝中的作用：場所：_ 內1、細胞代謝： 實質：各種_總稱意義：_基礎2、 實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解(1)原理：H2O2在高溫、Fe3+、過氧化氫酶的作用下都可分解成水和氧氣;每滴研磨液和FeCl3溶液中：H2O2酶分子數(shù)：Fe3+數(shù)=1：25萬(2)實驗設計：步驟試管編號 說明1234一H2O2濃度3%3%3%3%劑量2ml2ml2ml2ml二反應條件常溫90FeCl3肝臟研磨液劑量2滴2滴結果氣泡產生衛(wèi)生香燃燒結論（3） 實驗中的相關變量：實驗過程中_的因素 自變量：該實驗要研究的變量，即 的變量。