馬媛媛

培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是中學(xué)生物課程的價值追求。在教學(xué)設(shè)計時，教師應(yīng)充分挖掘各類學(xué)習(xí)資源，如標(biāo)本、模型、生活實例、影像資料以及學(xué)生知識背景等，創(chuàng)設(shè)真實的情境，以問題為動力導(dǎo)向，組織引導(dǎo)學(xué)生開展合作探究模式的主動學(xué)習(xí)，并輔以適當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)手段，讓所有學(xué)生都能通過“發(fā)現(xiàn)問題——規(guī)劃方案——合作實施——展示匯報”等步驟，全面提升科學(xué)思維和實踐能力。

1教材分析

“生物催化劑——酶”是蘇教版《必修1·分子與細胞》第三章第一節(jié)的內(nèi)容，內(nèi)容包括酶本質(zhì)的探索、酶的催化作用具有高效性、專一性以及酶活性受到環(huán)境因素（如pH和溫度等）的影響。其中，酶的催化作用特點及其受環(huán)境因素的影響，需要通過設(shè)計并實施一系列探究實驗來認(rèn)知。酶的本質(zhì)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生基于生物學(xué)事實和證據(jù)，進行歸納與概括。遵循事物認(rèn)知規(guī)律，認(rèn)識酶的本質(zhì)及其作用特點為第1課時；理解環(huán)境因素對酶活性的影響為第2課時。

高一學(xué)生對“酶”并不陌生，在初中的生物、化學(xué)課程中都學(xué)習(xí)過。因此，教師可以充分利用“學(xué)生知識背景”這塊寶藏，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生進行小組合作探究，認(rèn)知酶的本質(zhì)和特點（表1）。

2教學(xué)過程

2.1學(xué)習(xí)酶的催化作用具有專一性特點

教師聯(lián)系初一生物“探究淀粉在口腔中的化學(xué)性消化”實驗，學(xué)生迅速回憶出“唾液淀粉酶”“酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化功能的一類有機物”等前概念。教師追問：口腔中可能攝入麥芽糖、蔗糖等，淀粉酶能夠催化它們的水解嗎？由此，師生確定任務(wù)一：探究淀粉酶是否只能催化特定底物的化學(xué)反應(yīng)。

教師提供試劑、器具，要求學(xué)生按照分組開展探究方案設(shè)計，以圖文形式呈現(xiàn)。學(xué)生分組討論，教師利用希沃授課助手軟件將學(xué)生“思考的過程”隨機展示。根據(jù)學(xué)生設(shè)計方案，教師追問：①為什么不能選用麥芽糖溶液為實驗材料？②選用哪一種試劑可以檢測實驗結(jié)果？

設(shè)計意圖：教師巧妙地引用了初一生物“饅頭實驗”，給學(xué)生一個真實而熟悉的情境。這樣既能在不知不覺中卸下學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的“畏難之心”，又能迅速獲得學(xué)生對教師情感上的認(rèn)同。在此基礎(chǔ)上，教師提出“新”問題，引導(dǎo)學(xué)生對“酶”進行更深層的探究。學(xué)生通過系列問題討論、實驗方案修正這些環(huán)節(jié)，不斷強化控制變量、科學(xué)分析實驗結(jié)果的意識，進行深度思考，自主得出合理的探究方案。

2.2學(xué)習(xí)酶的催化作用具有高效性特點

教師播放初三化學(xué)“過氧化氫分解制取氧氣”實驗視頻，提出問題：當(dāng)初做實驗時，為了加快這個反應(yīng)，會向過氧化氫溶液里加入什么物質(zhì)？

教師出示文字資料：過氧化氫溶液，也稱“雙氧水”，可用作殺菌劑、消毒劑，多用于醫(yī)學(xué)、化工。生物體的細胞代謝中，會產(chǎn)生過氧化氫，造成細胞損傷。幾乎所有生物機體內(nèi)都存在過氧化氫酶，能夠?qū)⑦^氧化氫分解，產(chǎn)生水和氧氣，使細胞免于損傷。由此，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：MnO2等無機催化劑可以加速過氧化氫的分解，細胞內(nèi)的過氧化氫酶也可以加速過氧化氫的分解。

教師提出問題：在以上這些不同條件下，過氧化氫的分解有何不同？由此，師生確定任務(wù)二：比較過氧化氫在不同條件下的分解。教師組織學(xué)生小組討論探究方案（表2），并提出重點思考問題：①如何獲得細胞內(nèi)的過氧化氫酶？②如何驗證實驗結(jié)果？

設(shè)計意圖：教師引用初中化學(xué)實驗，將初高中、跨學(xué)科之間巧妙融合，引發(fā)學(xué)生對不同條件下過氧化氫的分解情況進行思考。教師鼓勵學(xué)生尋找更多的實驗材料，不僅將學(xué)生已有知識遷移到真實情境中促進探究學(xué)習(xí)，提供更豐富的實驗證據(jù)，并培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會從多角度、多視野中考慮解決問題的方法，有效鍛煉學(xué)生科學(xué)思維的能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)置系列變量開展探究活動。在學(xué)生開展實驗的同時，教師利用軟件同步直播，引導(dǎo)學(xué)生通過直觀比較得出實驗結(jié)論：與無機催化劑相比，酶的催化作用具有高效性的特點。教師解釋酶作用的原理，解密高效性的原因。

3.3學(xué)習(xí)酶的化學(xué)本質(zhì)

教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中相關(guān)研究酶的化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)史資料，并將資料整合為時間軸形式呈現(xiàn)（圖1）。學(xué)生自主閱讀，繼而歸納概括酶的本質(zhì)。教師出示酶的本質(zhì)及作用特點的概念圖（圖2），幫助學(xué)生構(gòu)建主要概念。學(xué)生通過完成概念圖，總結(jié)酶的本質(zhì)及特點。

設(shè)計意圖：在兩個探究活動后，課堂由動入靜，學(xué)生自主閱讀，沿著科學(xué)家探究的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的思路和方法，繼而歸納建構(gòu)主要概念；同時，感悟科學(xué)發(fā)現(xiàn)永無止境，不僅需要科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、理性的思考、鍥而不舍的精神，也有賴于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。這對于提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有很大意義。

3教學(xué)反思

本節(jié)課通過2個探究活動揭示酶的作用特點。教師充分了解學(xué)生的知識儲備，引用初中生物的“饅頭實驗”及化學(xué)的“過氧化氫制氧”“舊”知識，巧設(shè)真實情境，從學(xué)生切身體悟的經(jīng)歷入手，引導(dǎo)學(xué)生對熟悉的現(xiàn)象進行更深層的思考。學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是從平日的學(xué)習(xí)生活中逐漸發(fā)展起來的。在日常的教學(xué)中，教師需要做有心人，多從學(xué)生的日常生活、知識背景、成長經(jīng)歷等挖掘教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)真實情境，鍛煉學(xué)生解決實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生成為一名合格公民。

基于對學(xué)生生物學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的有效了解，教師精心設(shè)計了任務(wù)單，指導(dǎo)學(xué)生如何科學(xué)地設(shè)計、實施及表達探究實驗。組織小組合作討論、交流匯報等環(huán)節(jié)既調(diào)動了學(xué)生的積極性主動性，又鍛煉了學(xué)生的語言表達能力和團隊合作能力。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生自主閱讀并建構(gòu)概念模型，發(fā)展科學(xué)思維，更好地培養(yǎng)了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

另外，希沃授課助手軟件增強了實驗課的可觀可感性，有效突破了分組實驗的交互性障礙，師生溝通互動不受空間限制，教師可以即時以圖文形式呈現(xiàn)學(xué)生小組討論出的探究實驗方案，甚至也可以將學(xué)生的錯誤作為寶貴的教學(xué)資源。在學(xué)生分組實驗的過程中，教師可用手機實時直播在教室大屏上，進行過程性分享。尤其本節(jié)課第二個實驗，小組可能選擇了不同的實驗材料（動物酶、植物酶、真菌酶），直播互動就突破了全過程分享的障礙，使得實驗證據(jù)更加豐滿，學(xué)生體驗更深刻。