基于核心素养分析“酶”的教学片段

蒋雨材

（哈尔滨师范大学，黑龙江 哈尔滨 150025）

摘 要：理解生命的本质是中学生物学课程的基本教育价值。对生命的核心价值有足够的认识，建立与生命相契合的观念网络，正确的生命观则是建造生命本质概念网络的线索。结合生物体内的化学反应可以梳理核心素养中生命观念的内涵与要点。

关键词：生命观念；核心素养；化学反应；“酶”

Analysis of Teaching Fragments of Enzyme Based on Core Literacy

JIANG Yu-cai

（Harbin Normal University, Harbin, Heilongjiang, 150025, China）

Abstract: Understanding the essence of life is the basic educational value of biology curriculum in middle school. We should have a sufficient understanding of the core value of life and establish a network of ideas that are compatible with life. Correct outlook on life is the clue to construct a network of concepts of the essence of life. This paper combs the connotation and key points of life concept in core literacy with chemical reactions in organisms.

Key words: life concept；core literacy；chemical reaction；enzymes

一、基于核心素养

育人者培养学生的学科核心素养，帮助学生树立正确生命观已经成为教育界必须重视与践行的重要部分，核心素养作为个体生命学习中最重要的因素，为学生成为、自由且全面发展的个体奠定了基础。生物学核心素养由生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面组成。成熟正确的生命观念的形成需要科学思维与科学探究的相互辅佐，思维是科学探究的重要理论基础，而科学探究则维持思维的活跃性，思维灵活而不僵化，才能构建更完整的思维网络。生物学最基本的核心素养是生命观念，引导学生形成这种观念是培养学生学科素养不可或缺的部分。

二、教材分析

高中生物学科教学的重要内容除了学习细胞的光合作用，还需了解并认识生物体内的有机化合物，两部分内容与必修之一第五章第一节讲到的能够降低化学反应活化能的“酶”密切相关，“酶”的学习这一节内容在《普通高中生物学课程标准(2017年版)》中,属于必修课程模块，为后续的学习打下铺垫。教学目标是让学生明白“酶”的作用特点，探究“酶”的专一性和高效性，找到影响其活性的因素。

三、设计思路

（一）聚焦大概念，引导学生形成生命观念

生物学教学需要理论与实验相结合，重要概念的掌握与理解只是基础，实验的操作必须去印证理论，这就需要精简课程内容，保留精华部分，给学生预留更多自我探索与学习的时间，这需要足够课程教学时间的支撑。生物学概念的学习让学生初次认识生命的形成过程，感悟生命力的强大，引导学生形成生命观念。在学习“酶的作用特点和本质” 这一章节时，确保学生有足够的时间去深入学习“酶”的专一性和高效性的作用特点，以及适宜温度和pH值等外部因素是保持酶活性的重要条件，明白生物化学反应产生能量，为细胞功能产生与维持提供营养物质这一重要的概念，从构成生命体的微小细胞的学习过程中，明白何为“物质和能量观”，让生命观念的学习不再抽象化。

（二）迁移知识，培养学生社会责任

社会责任是培养生命观念的最终目标。同样可以通过学习“酶”的原理，迁移知识，让学生实现自我社会价值。课程学习离不开生活实际的辅助，例如，布置课后作业“洗衣粉中的酶对不同衣物的影响”时，引导学生利用互联网资源，整理归纳加“酶”洗衣粉的洗涤条件和对不同材质衣物的不同影响，通过生活实验来探索“酶”的作用特点，认识感悟“酶”在生活实际中的利用价值，并提高学习生活的能力。围绕生物学的学习，理解生物学概念，将课程知识与社会生活接轨，并且应用到实际生活中去解决遇到的问题，真正参与到社会并最终承担社会责任，实现学科的最终育人价值。

（三）注重科学探究，培养学生科学思维

在生物课程的教学中，“探究酶的高效性”和“探究影响酶活性的因素”这两个实验需要给予学生更多思考和参与科学实践的机会，在科学实验中培养思维逻辑能力，学会归纳总结知识，深入了解“酶”的作用特点和温度等外部环境对“酶”的活性的影响这些生物学知识，基于实验现象的分析比较，学会设计实验、控制变量并且形成对照实验的科学思维。

四、教学片段（一）导入新课

师：我们每天都需要一定量的食物，食物进入我们体内之后发生了怎样的变化?

作者简介：蒋雨材，男，汉族，黑龙江嫩江人，哈尔滨师范大学，在读硕士研究生，研究方向：中学课堂生物教学。

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2019年第3期（总第41期）Educational Informatization Forum教育信息化论坛No.3.2019Serial No.41生：食物被消化了。

师：两百多年前，人们认为食物进入动物体内后进行了物理性消化，没有进行化学性消化。到底有没有化学性消化呢?科学家做了一个有趣的实验：斯帕兰扎尼的实验，阅读教材P78的问题。

1.讨论回答下列问题

（1）这个实验要解决的问题是什么?

（2）将肉块放入小巧的金属笼内的目的是什么?（3）肉块是怎么消失的?

（4）怎样才能证明你的推测呢?2.提示

（1）鹰类的胃里是否只有物理性消化，没有化学性消化？

（2）排除了鹰胃对肉块的物理性消化。

（3）肉是和胃中的某种化学物质发生反应后消失的。

（4）收集胃内的液体，看看其在体外是否也能把肉块分解。

小组讨论交流，请小组代表展示讨论结果。3.评价学生的回答

后来科学家继续完成这一实验得知：胃液具有化学性消化的作用。

4.设计意图

由实验导入，能激发学生的学习兴趣，同时引出本节课要解决的问题，效果较好。

（二）探求新知

1.探究一：“酶”在细胞代谢中的作用

师：请学生阅读教材P78第一段，回答什么是细胞代谢。

学生自主阅读，说出细胞代谢的概念。

师：在生物体内不仅消化这一生命活动是化学反应，其实各种生命活动的进行，都离不开化学反应。我们把细胞中每时每刻都进行的化学反应，统称为细胞代谢。

师：过氧化氢溶液俗称双氧水，可用于伤口处理，是医务室的必备物品。用双氧水处理伤口时，破溃的皮肤上会有气泡产生。为什么会产生气泡呢? 

生：过氧化氢可以分解产生氧气。

师：化学课中我们曾经学过，过氧化氢可以分解产生氧气，所以有气泡产生。机体在细胞代谢过程中也会产生过氧化氢，过氧化氢对细胞有害。幸而细胞中含有一种物质，能将过氧化氢及时分解，变成氧气和水，这种物质就是过氧化氢酶，新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。

师：“酶”具有怎样的作用呢?下面我们通过实验来回顾。

学生“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”，并将实验结果记录。

2.设计意图

通过教材部分阅读，提高学生的自主学习能力。（三）总结实验

1.根据实验结果记录表提出以下问题，让学生讨论回答

（1）与1号试管相比，2号试管出现了什么现象?这说明了什么?

（2）3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明了什么?

（3）3号和4号试管相比，哪支试管反应速率更快?

这说明了什么?

（4）通过本实验你得出的结论是什么?学生讨论回答。2.设计意图

回顾总结，使学生理解“酶”的催化作用和高效性。3.请学生阅读教材P79下方的小字内容

师：自变量即可以被外部条件改变的变量；因变量即随自变量改变而改变的变量；无关变量即在实践过程中会出现的一些不可测的可变因素，影响实验的表现和结果。对这三种变量的理解，讨论回答:在上述实验中，哪些是自变量?哪些是因变量？哪些是无关变量？

提示：过氧化氢反应的条件是自变量；气泡数的多少是因变量；试剂的用量、反应的时间是无关变量；除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

4.阅读教材P80第一至三段的文字

观察图降低化学反应活化能的图解以及动画，回答下列问题。

（1）什么是活化能?

（2）酶的作用机理是什么?提示:

（1）分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃形态所需的能量称为活化能。

（2）酶的作用机理是降低了化学反应所需的活化能。

5.探究二：“酶”的本质

“酶”到底是什么物质呢?请大家阅读教材P81资料分析“关于酶本质的探索”。思考并小组讨论以下问题。

（1）请从“酶”的产生、“酶”的作用、“酶”的化学本质三方面给出较完整的定义。

（2）“酶”在细胞内还是在细胞外发挥作用?提示：

（1）“酶”多数由蛋白质组成，少数为RNA，是只存在于活细胞内并具有催化反应能力的有机物。

（2）“酶”在细胞内、细胞外都能发挥作用。学生自主阅读，很容易得出问题的答案。6.设计意图

通过资料分析的阅读，使学生了解“酶”本质的科学发展史。

五、总结反思

众多教育名者就如何提高学科核心素养发表了各种论述，可见培养并提高学生核心素养是现今教育的最根本任务。生物学的本质是引导学生发现生命、尊重生命，最终成为有价值的生命体，本次教学的重点是在学科理论的基础上，带动学生从课堂走向生活，融入社会，通过科学实验探究去认识思维的力量与美好，培养科学思维的创造性与批判性，从而提高自身的学习能力，打破传统教育枷锁，破除落后观念，迁移知识去化解难题，这也是其他学科无法给予学生的教育价值。国家生物学科教程内容与教育观念的改革应当彰显树人育人的重要价值，培养学生核心素养，拓展思维境界，才能培育出具有蓬勃生命力与思维力的下一代。

参考文献：

[1] 田庆宽.高中生物教学中学生核心素养培养策略初探[J].中国校外

教育,2019（5）：60-61. 

[2] 李凤丽.谈高中生物核心素养的内涵与培养[J].华夏教师，2018

（36）：52.

（责任编辑：李晓杰）

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