2023年基于核心素养的高中生物探究性情境教学设计.doc

基于核心素养的高中生物探究性情境教基于核心素养的高中生物探究性情境教学设计学设计 陈丽芳 王彩虹 李俊宏 摘要探究性情境教学以“生命观念”为主线，学生形成“生命观念”的过程也是实现“科学思维和科学探究”核心素养的过程，同时在该过程中潜移默化地形成“社会责任”。文章以“酶的作用条件较温和”的教学为例，通过“嫩肉粉”这一生活材料，引导学生进行“酶的活性”探究性实验，支持学生的科学探究与实践，唤起学生的问题意识，发展学生的科学探究和解决问题的能力。关键词探究性情境教学，核心素养，酶的活性，探究性实验 中图分类号G633.91文献标识码A 文章编号1674-6058（2020）11-0093-02 探究性情境教学是寓教学内容于具体的探究情境中，它以“生命观念”为主线，以实践为基准，所有结论的得出都不是教师把书本上的结论直接给出，而是通过学生自己动手实验，让学生建构自己的知识体系。本文结合“嫩肉粉”这一生活材料（“嫩肉粉”中起主要作用的是“木瓜蛋白酶”），以人教版生物必修 1 第五章第一节降低化学反应活化能的酶第二课时“酶的特性”中“酶的作用条件较温和”为例，设计探究性情境，帮助学生探究温度、pH、“嫩肉粉”的用量和“嫩肉粉”处理时间长短四个单因素下酶的活性变化。一、创设生活情境，激发学习兴趣 从学生的生活经验出发，联系生活实际创设教学情境，激发学生的学习兴趣。在本节课的教学中，教师可给学生提供两盘一模一样的牛肉，其中一盘是未经任何处理，只是以沸水蒸煮 20min 的牛肉，另一盘是经过嫩肉粉处理，同样以沸水蒸煮 20min 的牛肉，讓学生通过咀嚼和手撕感知这两盘牛肉的区别，激发学生的学习兴趣。二、创设问题情境，激发学生探究欲望 在教学中教师应结合实验内容，创设问题情境，引导学生思考问题，激发学生的探究欲望。例如，“嫩肉粉”在什么样的温度下对牛肉的水解消化率更高？是 100吗？在“嫩肉粉”使用过程中加点陈醋效果会更好吗？“嫩肉粉”用量多少合适呢？“嫩肉粉”处理牛肉的时间长短会影响牛肉的口感吗？教师可进一步引导学生进行实验探究，让学生在实验探究的过程中把握“单一变量”原则，学会“控制变量法”。三、创设实验探究情境，促进学生实验探究 引导学生进行分组实验，并根据每个小组不同的实验目的，设计相关的实验方案并且绘制表格。1.探究温度对木瓜蛋白酶活性的影响。控制无关变量 pH=7.各烧杯中加入等量牛肉，同时加入 0.50g 嫩肉粉，自变量温度以 10为梯度由 40到 100设计七组实验，随后在各温度下保温 30min，每隔 5min 搅拌一次，水解物以称量法计算水解消化率，计算结果作为该条件下因变量“酶活性”的检测指标。绘制表格如下：（对照组中加的是等量的淀粉，下同）2.探究 PH 对木瓜蛋白酶活性的影响。控制无关变量温度为 70，各烧杯中加入等量牛肉，同时加入 0.50g 嫩肉粉，自变量 pH 以 0.5 为梯度设计七组实验，保温 30min，每隔 5min 搅拌一次，水解物以称量法计算水解消化率。绘制表格如下：3.探究嫩肉粉用量对牛肉水解消化率的影响。控制无关变量 pH=7.温度保持70，各烧杯中加入等量牛肉，随后在各烧杯中加入不同量的嫩肉粉，保温30min，每隔 5min 搅拌一次，水解物以称量法计算水解消化率。绘制表格如下：4.探究水解时间对牛肉水解消化率的影响，同样控制无关变量 pH=7.温度保持70，各烧杯中加入等量牛肉，同时加入嫩肉粉 0.50g，自变量水解时间以 5分钟为梯度设计六组实验，保温 30min，每隔 5min 搅拌一次，水解物以称量法计算水解消化率。绘制表格如下：在实验中，引导学生注意分工合作，在获得实验结果后，注意对实验原始数据的收集和保留，同时计算水解消化率。在实验过程中碰到问题要及时解决，并且进行记录。在实验结束后请学生以曲线图的形式进行结果展示和分析，如下图，并且做好实验交流及反思。从曲线图可知，酶对化学反应的催化效率存在着最适的反应条件，如最适温度和最适 pH 值。在牛肉足量的情况下，随嫩肉粉用量的增加和水解时间的延长，嫩肉粉对牛肉的水解消化率也逐渐增强。而在整个实验过程中，学生全程参与，充分拓展了学生的思维，培养了学生的学习能力，发展了学生的核心素养。在实验过程中，学生会碰到很多问题，教师不能直接告知学生解决方法，更不能给予他们所谓的“正确答案”，而应鼓励他们学会独立解决问题或者与同伴合作解决问题。如学生在实验中提出问题：“爸妈说嫩肉粉吃了不好，老师您觉得呢？”教师不应直接告知学生答案，而应引导他们分析、思考。通过思考、讨论，学生会发现：嫩肉粉的主要安全问题在于其中加了亚硝酸盐而不注明，容易造成食用亚硝酸盐超标而影响身体健康。是否可以用其他材料来替代嫩肉粉呢？教师可再创设一个新的情境，引导学生进行实验探究，这也可以作为家庭作业，让学生与家长进行合作探究，以实现学以致用，让学生体验科学探究之美。