问题分析型策略在高中生物教学中的应用

2015-05-30王凯

广西教育·B版 2015年8期

关键词：高中生物应用

王凯

【摘要】笔者以“酵母细胞的固定化”为例，从教学背景分析、教学过程、教学反思等方面阐述在高中生物教学中，如何建构问题分析型模式，并灵活运用问题分析型策略进行教学。

【关键词】高中生物问题分析型策略应用

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）08B-0066-02

一、教学背景

“酵母細胞的固定化”属于高中生物选修一专题四课题三的内容，整个选修一都是以实验为主的课题研究。对学生来说，此部分的实验内容较为抽象难理解，直接通过做实验理清整个流程是非常困难的。基于此，笔者结合学生特点，并对教学内容进行综合分析之后，采用问题分析型策略进行教学，充分利用教材中课题背景材料，与固定化酶技术，固定化细胞建构成知识系统，使这些模块的知识与相应的问题进行匹配，进而延伸出一系列“问题串”进行课堂教学，以期让学生理清实验过程，具体操作留到下一节课在实验室进行。

二、教学目标

1.理清固定化酶和固定化细胞的作用及原理。

2.尝试制备固定化酵母细胞，并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵。

三、教学重难点

制备固定化酵母细胞。

四、教学过程

（一）导入新课，明确直接使用酶的缺陷，引出固定化酶的重要性

以一段30秒钟的加酶洗衣粉广告，引出酶在生活中已被大规模地应用，进而引导学生思考：①加酶洗衣粉都有哪些种类？②这些酶通过什么样的方式除去污渍？③在直接使用加酶洗衣粉的过程中，有哪些缺点，酶容易受到哪些因素影响？

通过以上问题的思考，学生不仅复习了上一课题内容《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》，而且明确酶在直接使用过程中存在的缺陷；进而引导学生探讨如何避免酶在直接使用中出现以上的问题。层层分析后得出将酶固定在某一载体中——固定化酶技术，由此引出下文固定化酶的探究。

（二）课堂探究一——固定化酶的应用实例——生产高果糖浆

学生明确固定化酶的优点后，对其已有一定的感性认识，教师再因势利导，以固定化酶的应用——生产高果糖浆为例，让学生阅读课文并思考以下问题：

（1）什么是高果糖浆？食用这种糖有何好处？

（2）生产高果糖浆需要什么酶？其作用是什么？这种酶有何特点？

（3）高果糖浆生产中反应柱的构造及生产过程是如何进行的？

通过以上问题的探讨，让学生明确利用固定化酶技术生产高果糖浆的好处，理清所需酶的种类和特点，通过课本中的图（如图1所示），引导学生层层分析固定化酶反应柱的构造及组成。在固定化葡萄糖异构酶的作用下，反应物葡萄糖转变成果糖。通过层层设置问题导向，使学生理清了固定化酶的作用原理。将固定化酶技术的相关理论知识与生产高果糖浆实践相结合，加深对此内容的理解，提高学生的生物科学素养。

学生在理清固定化酶技术的基本过程之后，教师接着展示工业生产高果糖浆的流程图（如图2所示）。

教师引导学生观察糖浆生产过程，并分析以下问题：

（4）生产高果糖浆需要多少种酶？为了方便工业生产，这些酶能不能统一放到一个反应柱中进行反应？为什么？

（5）如何解决工业生产中不同酶制剂发生反应的问题？

（6）如果生产高果糖浆的所有酶都是由同一种细胞产生，那么怎么做可以提高生产效率？

通过以上问题的设置，教师的引导分析，学生明确不同的酶制剂所需的反应条件不同，不能放在同一个反应柱中进行反应，可以尝试做不同的反应柱装载不同的酶制剂来解决问题；如果这些酶都是一种细胞产生，那么可以考虑用固定化细胞来降低生产成本；进而引出固定化细胞的内容探究，为下文做好铺垫。

（三）课堂探究二——固定化细胞——以酵母细胞的固定化为例

1.明确酵母细胞固定化方法，材料的选择

教师继续引导学生阅读课文，明确固定化细胞的概念，并将其与固定化酶进行区分，接着思考以下问题：

（1）将酶或细胞固定化的方法有哪些？酶和细胞固定方法的选择？

（2）固定化细胞常用载体有哪些？这些载体的共同特点是什么？对固定化细胞有何好处？

学生通过以上两个问题的探讨，明确了固定化酶和细胞的方法及其选择何种方法的依据，明确载体的种类及其特点，为下文进行酵母细胞固定化的学习积累一定的知识。