多措并举让课堂焕发生机活力——以“酶”的一轮复习为例

石 欣

(湖北省咸宁市教育科学研究院)

酶的相关知识是高考中的常见考点,以下案例为新课标背景下的一节一轮复习课,教师在复习传统知识的基础上融入学科核心素养,倡导自主学习,尝试教学评一体化,多措并举,让一轮复习课焕发生机活力。

1.教学设计

1.1 巧用视频导入,提升科学素养

视频导入:央视《朝闻天下》中关于“酵素”的一个调查。视频中展示了保健品市场中一些跟酵素有关的产品夸大宣传,借用酶的概念,误导消费者。根据视频内容,请同学们谈谈自己的看法。学生在阐述自己观点时,教师适当引导和评价。

设计意图：高三的学习比较紧张,复习课通常内容多、容量大,很多老师只注重知识点的灌输,而忽略课堂的气氛与学生的兴趣点。课堂上分秒必争,情境导入这些环节直接省略,学生很难接触到课本之外的东西。根据新课标的要求,学生要积极运用生物学的知识和方法,关注社会议题,参与讨论并作出理性解释,辨别迷信和伪科学。笔者在这一堂课中增加了一个关于“酵素”的调查视频。通过让学生讨论对新闻事件的看法,引导学生用所学的知识辨别生活中的伪科学,提升科学素养。同时让学生认识到书本知识要活学活用,要应用于生活,服务生活。

1.2 回顾基础知识,展示典型错误

由导入视频引出酶的概念,并从酶的概念中提炼三个关键词:活细胞、催化、有机物,由这三个关键词延伸出一系列问题,如图1所示。

图1 (学生作品)

教师借用视频展台展示学生课前完成的学案上的表格及基础知识检测中的共性问题和错误(图2),请学生评价和修正,教师辅助讲解,学生自主整理。

图2 (学生作品)

图3 (学生作品)

图4 (学生作品)

图5 (学生作品)

设计意图：这在高三的复习中,从核心概念中寻找关键词,再以关键词为中心向外发散,引发学生思考相关问题,可以有效地拓展学生的思维。课前让学生完成学案中的内容,教师能根据反馈的情况了解学生的共性问题,课堂上可以有针对性地讲解。特别是典型错误的展示,可以强化学生的认知。

1.3 依托高考真题 巩固基础知识

例1.(2017·全国卷Ⅱ,3)下列关于生物体中酶的叙述,正确的是

A.在细胞中,核外没有参与DNA合成的酶

B.由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性

C.从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法

D.唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37℃

参考答案：C

试题解析：由于真核细胞细胞质中的线粒体和叶绿体中含有少量的DNA,能进行自我复制,故核外有参与DNA合成的酶,A错误;活细胞产生的酶在生物体外有催化活性,如唾液淀粉酶在试管中仍可发挥作用,B错误;盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低,从而沉淀析出,C正确;酶制剂适于在低温下保存,D错误。

例2.(2020·全国卷Ⅲ,37题节选)水果可以用来加工制作果汁、果酒和果醋等。回答下列问题:

(2)用果胶酶处理果泥时,为了提高出汁率,需要控制反应的温度,原因是____________________。

(3)现有甲乙丙三种不同来源的果胶酶,某同学拟在果泥用量、温度、pH等所有条件都相同的前提下比较这三种酶的活性。通常,酶活性的高低可用____________________来表示。

参考答案：(2)温度对果胶酶活性有影响,在最适温度下,酶活性最高,催化果胶分解的速率快,出汁率最高 (3)在一定条件下,单位时间内,单位体积中反应物的消耗量或者产物的增加量

试题解析：第(2)问“温度对酶活性的影响”考查酶的基础知识,放在一个真实的情境中,考查学生的迁移运用能力;第(3)问考查酶相关实验中常见的观测指标或因变量。

设计意图：例1聚焦酶的基础知识,除了“盐析”这个概念学生可能不太熟悉之外,其他的知识点都比较常见,重在知识层面的考查;例2是将酶的基础知识放在一个真实情境中,考查应用,这是能力层面的考查。通过以上两道高考真题,检测和巩固学生对知识的掌握情况,进一步巩固酶的概念、本质和特性。

1.4 合作构建模型 培养理性思维

学生分小组合作探究,构建相应的曲线模型,同学交叉互评。

第一类:影响酶促反应速率的因素

第二类:酶的作用原理

第三类:酶的特性

设计意图：以上曲线对学生来说并不陌生,但新课教学中教师常常直接把曲线呈现给学生,让学生借助曲线来理解其所表达的含义,再将曲线模型转换为文字表述,以强化学生对相关知识点的认知。在复习课中,可以加大一点难度,以任务驱动,激发学生思考,通过合作探究,自主构建模型,提升理性思维能力。

1.5 归纳实验类型 强化实验设计

与酶相关的实验比较多,可归纳为验证性实验和探究性实验。验证性实验的实验思路比较固定,重点是要选准对照组和实验组。探究性实验相对比较开放,但在与酶有关的探究性实验中,最主要的是对自变量的处理和实验顺序设计。因此,这部分内容可引导学生自主归纳(图6、图7)。

图6 (学生作品)

图7 (学生作品)

图8 (学生作品)

设计意图：归纳法是科学研究中常用的一种方法,也是提高学生理性思维的一种有效的方法,通过列表的形式将零散的知识进行整理归纳,一方面也促使学生在归纳中思考不同知识点的区别与联系,另一方面可大力培养学生的理性思维。

1.6 知识迁移应用 服务日常生活

酶与生活密切相关,通过阅读教材上的85页“科学·技术·社会”栏目,归纳酶在日常生活中的用途,完成表格和例3。

例3.(2022·湖南,3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图9所示。下列叙述错误的是

图9

A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活

B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的

C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果

D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染

参考答案：B

试题解析：由题意中“碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可推知A正确;由图可知,部分解折叠的碱性蛋白酶可通过降温恢复到天然状态,B错误;由题意可知,碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象从而影响酶的活性,因此可推测添加酶稳定剂可使酶的结构更加稳定,洗涤效果更好,C正确;碱性蛋白酶能有效分解附在衣物上的血渍和奶渍等污物中的蛋白质,因此添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染,D正确。

设计意图：引导学生领悟酶与生活的实际联系,树立用所学知识造福人类的态度和价值观,从日常生活行为参与环境保护,增强科学研究动力和社会责任感。另外,用前面展示的3个高考真题让学生感悟近年来关于酶的考查,从知识到能力,再到素养的变化,也引导学生关注新课标背景下核心素养在试题中的真实渗透和呈现方式。

2.教学反思

纵观近年新课标背景下的大型考试,对酶的考查重在考查酶的应用。除了教材上提到的酶在日常生活中的应用之外,酶在医学中的应用更为广泛,一是用于疾病的诊断和治疗,如谷丙转氨酶可作为判断肝脏是否有病变的依据;二是作为科研工具促进科学研究,如PCR中的耐高温聚合酶,基因工程中的限制酶。教师还可以给学生更多地拓展酶在医药方面的应用实例及作用机理。随着时代的发展,人们对健康有了更多的认识和关注,生物与医学的融合也会是今后生物学考试的一个热点。