探究式生物课堂教学设计

探究式生物课堂教学设计

探究式生物课堂教学设计

一、背景

海南省高中课程改革实验已经进行一年多了，虽然高一学生已经具备了独立思考、自行探究的能力，但是大部分学生还是普遍存在着轻视实验探究，不善于变知识立意为能力立意的现象。近期听了一些老师的课，总感觉对高中课改所倡导的理念之一----探究式教学总是不能得到很好的体现，所以我选择《探究影响酶活性的条件》这一实验重新进行设计，旨在培养学生主动探究的能力。《探究影响酶活性的条件》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1（分子与细胞）第5章第1节的内容（教材第83页）。

二、案例（教学过程）

（一）创设情境，导入新课

师：想必大家都有过发烧的经历吧，当发烧时，你有什么感觉呢？

生：食欲不振，浑身不舒服。

师：这是为什么呢？其实生命体的细胞内发生着许多复杂的化学反应，这些化学反应之所以能够在温和的条件下进行，是因为有酶的催化。那么酶在发挥它的催化作用的过程中，会受到哪些因素的影响呢？日常生活中还有哪些现象与酶有关呢？

（二）讨论假设

生1：我发烧时感到食欲不振，浑身不舒服，是不是与温度影响我体内酶的活性有关呢？

生2：我看到加酶洗衣粉的注意事项上写着：要倒入低于60℃的水中。看来温度是影响酶活性的因素。

生3：除了温度外，酸碱度会不会影响酶的活性呢？

生4：重金属离子会不会影响酶的活性呢？

学生们畅所欲言，都想了解并关注讨论。

（三）设计方案

师：刚才大家凭着自己的生活经验和理解，提出了各种假设和猜测，你的假设和猜测对吗？这还需要同学们进一步找出证据来加以证明。下面按实验台分成6组，请每一组的同学讨论一下你打算怎样设计实验来证明你的假设。（教师巡视）

师：刚才我巡视了一下，每一小组都有了自己的设计方案，现在请每一小组选派一名同学陈述你们讨论的结果，小组其他成员可以补充，别的同学有不同意见可以发表。

A组生：我们小组打算探究温度对酶活性的影响，因为这对日常冼衣服有帮助。选择的材料是：淀粉、唾液淀粉酶、碘液等，根据淀粉遇碘变蓝的原理，观察不同温度下的实验现象。我们对实验结果的预测是：若温度有利于酶活性的发挥，则不变蓝色；若温度不利于酶活性的发挥，则变蓝色。（整个过程，小组其他同学投影展示实验方案：取3支试管，先后加

入可溶性淀粉、唾液淀粉酶、碘液，然后将试管分别放入0℃、37℃、100℃水浴中，最后观察现象。）

某同学提出异议：我觉得他们的方案不够好，最后控制温度条件太迟了，淀粉都已经被分解了，根据现象得不到正确的结果。

师：大家同意他的意见吗？那么应该选择在什么时候控制温度呢？

B组生：我们也是选的这个课题，但我们选择控制温度的时间是在加淀粉和淀粉酶之间，其他步骤可任意调换，这样就可以保证不同组的淀粉酶在不同温度下充分发挥它的作用了。

师：大家认为他的看法怎么样？调换步骤，就多了一个方案。

某生：这些方案都很好，但我认为还是不完整。我认为加试剂的量也要控制，因为只有加入等量的试剂，才能保证最后结果不同只是温度的影响，而不是所加试剂的量不同造成的。

师：很好，这就是我们平常所说的单一变量原则，这里的单一变量就是温度。还有其他方案吗？

C组生：我们这一小组探究的是PH值对淀粉酶活性的影响。选择的试剂是：淀粉、NaOH溶液、HCl溶液、PH试纸、唾液淀粉酶和碘液。实验过程中控制不同的PH值（酸性、中性、碱性），比较淀粉的分解情况。（小组其他同学配合投影设计方案：取三支试管编号1、2、3，依次加等量淀粉，分别加等量的NaOH溶液、HCl溶液、蒸馏水，37℃保温5分钟后滴加碘液。预测结果：不变蓝、不变蓝、变蓝）。

师：这是一个新的探究课题，大家认为他们的方案如何？

D组生：我同意他们的方案，原理清楚，步骤安排合理，同时还注意了控制单一变量。

师：很好，还有没有其他的探究方案？

E组生：前面的几个小组都是用碘液来检验反应物淀粉是否存在。我认为还可以用斐林试剂来检验淀粉被分解成麦芽糖的情况。我们采用的方案和C组相同――控制PH值不同来研究酶的活性。前面3个步骤和C组相同，只是第4步变为各加入1mL斐林试剂并加热至沸腾，观察颜色变化。

（四）实验探究

师：根据同学们的讨论，我们有了很多方案，接下来的活动很重要，要求各组根据你们制定的方案来进行实验。实验桌上已经为大家提供了自助餐式的实验用品，大家根据实验所需，自选材料。

（五）表达交流

师：好，实验操作都已经做完了，现在请大家把各自的研究结果和收获交流一下。

A组生：我们研究温度对酶活性的影响，将控制温度这一条件放在最后，结果实验效果不明显，说明在实验开始时的室温下，淀粉已经被淀粉酶水解了一部分，我们的方案还要再完善。

B组生：我们小组控制温度这一条件放在加淀粉与加淀粉酶之间，实验现象与预期相同，证明了我们的假设：温度对酶的活性有影响。在设定的三个温度下，37℃下唾液淀粉酶活性最高。

师：非常好，实验方案不管是成功还是不成功，都让我们有很大的收获。

E组生：我们研究的是PH值对酶活性的影响，用的检验试剂是斐林试剂。效果也很好，唾液淀粉酶的最适PH在7左右。

师：还有其他研究结果吗？

C组生：我们也是研究PH值对淀粉酶活性的影响。用碘液来检验，实验现象与预测不同：加NaOH的那支试管，我们预测将会由于PH值过大，影响淀粉酶的活性，淀粉不会水解，加入碘液后应该出现蓝色，实际并没有变蓝，不知道问题出在哪里？

D组生：我们也遇到了类似的问题。

师：看来这个问题带有一定的普遍性，请大家帮助解决一下吧。（学生开始讨论）

生：刚才我们经过讨论，认为是加入的少量碘液与NaOH发生了反应。（其他同学点头表示认同）

师：解释的非常好，看来生物学和化学的联系还是很大的。

（六）得出结论

师：刚才大家进行了深入地探究，我们可以得出什么结论呢？

某生：我认为结论已经很清楚了：在探究影响唾液淀粉酶活性的条件中，通过实验证明了高温、低温、过酸、过碱都影响酶的活性。所以我们在平时保存酶时，在注意控制好温度和酸碱度。

师：总结的非常好。刚才我们探究的是唾液淀粉酶，其他的酶的情况又如何呢？还有什么条件影响酶的活性呢？同学们知道如何去研究吗？

这个问题留给大家课后去研究吧，我们的实验室每天下午第二节课后都是开放的，你可以利用下午第二节课后来探究。

三、教学反思

上述教学设计充分体现了“学生是学习的主人”。整个教学过程让学生主动地探究，生动活泼地发展，加深了学生对生物学探究方法的感悟、积累和运用，进而把高中课程改革的精神落到了实处。因此，在开展生物学探究性教学时，只要方法得当，就能取得较好的效果。

1、激发学生的学习兴趣，提高探究参与率

探究性教学能否成功开展，关键在于能否唤醒和激发学生的学习主动性，使学生产生对学习的需求，从而提高学生的参与率。本教学设计中教师从学生日常生活中熟知的“发烧”出发，引出探究课题，又联系到日常生活中的加酶洗衣粉的使用注意事项，这些都贴近了学习的生活，激发了学生探究的兴趣。因此学生在实验探究过程中参与率较高，真正调动学生自主学