4-1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用--教學設計

1、專題4 酶的研究與應用課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用（劉宇 成都樹德中學）一、教材分析本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中生物教材選修一專題4第1節(jié).選修一全名的生物技術(shù)實踐,教材設計者在必修1-3三本必修教材知識傳遞之后配備實踐類的選修一,意在讓學生領會科學與技術(shù)的關(guān)系與差異,因此必修三的教學重點都應落腳在技術(shù)的本質(zhì)以及如何基于生物學知識結(jié)合技術(shù)手段解決人類生產(chǎn)實踐中遇到的問題。而本章內(nèi)容關(guān)注酶這樣一種具有催化作用的蛋白質(zhì)相關(guān)的研究與應用，本節(jié)關(guān)注生活中常用的果膠酶的應用。通過學生嘗試提出并實踐對果膠酶的研究方案，幫助學生體會工程師的思維模式，體會技術(shù)的本質(zhì)。二、學情分析本節(jié)課針對高二年級學生開展，上課

2、學生在前面的生物學學習中已經(jīng)習得了生物學科的知識框架，已經(jīng)掌握了“植物細胞結(jié)構(gòu)”、“酶”、“酶活性”等本節(jié)內(nèi)容將涉及的概念，并能夠理解溫度、酸堿度等環(huán)境因素會影響酶的活性，這些知識是本節(jié)教學中學生能過提出優(yōu)化果汁出汁率和清澈度研究方案的基礎。然而學生雖然知道很多知識層面的信息，但是對技術(shù)與工程學的理解不夠深刻，因此本節(jié)課的重點不是重復傳遞相關(guān)信息，而是以利用果膠酶優(yōu)化果汁出汁率和清澈度為例展示并引導學生體驗面向問題解決類的研究，引導學生從中領悟技術(shù)與工程學的實質(zhì)，促進學生生物科學素養(yǎng)的提升。三、教學目標知識維度目標：知道果膠在植物細胞結(jié)構(gòu)的哪些部位，對植物生長的意義；理解果膠酶的作用以及影響酶

3、活性的因素。能力維度目標：具備設計研究方案嘗試解決社會生產(chǎn)實踐中所遇問題的能力；培養(yǎng)嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力；培養(yǎng)大膽假設和發(fā)散性思維能力。情感態(tài)度價值觀維度目標：通過設計研究方案解決相關(guān)問題，體會工程師解決問題的常用思路，提升科學素養(yǎng)。四、教學重難點1、教學重點：l 果膠酶對于果汁生產(chǎn)的左右及影響酶活性的因素l 設計針對特定問題的研究方案2、教學難點：l 嘗試對設計的研究方案進行分析和評價五、教學設計思路果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用是一個典型的科學知識在生產(chǎn)實踐中轉(zhuǎn)化為技術(shù)的案例，對于學生認識和體會科學與技術(shù)的差異難度合適。由于本節(jié)內(nèi)容知識層面的難度較小，關(guān)于酶的基本知識學生在之前的學習中已經(jīng)有了較好

4、的認識，因此本節(jié)教學的重點在于如何將科學領域所發(fā)現(xiàn)的知識運用于生產(chǎn)實踐中去，也即面向生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的問題如何設計針對性的研究方案。因此本節(jié)課的教學思路是設計一個相關(guān)問題情境，引出在生活中榨果汁時遇到的出汁率低、清澈度差的問題，引導學生思考如何解決問題并優(yōu)化條件。之后給學生充分的討論、展示、交流以及相互評價的時間，讓學生嘗試設計并完善研究方案，并在后續(xù)教學中給學生條件讓學生進行實驗室研究，得出結(jié)果結(jié)論，從中體會工程師面對問題時解決問題的思維范式，提升學生的科學素養(yǎng)。六、教學準備1、課前在實驗室進行的相關(guān)實驗圖片及實物2、上課使用多媒體3、學生使用的課題研究輔助學習單七、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學

5、生活動教學意圖課題導入【故事引入】講述作為教師的我為了榨取果汁進行的系列活動，引入本節(jié)主題：如何才能解決果汁榨取環(huán)節(jié)出汁率低帶來的浪費問題以及果汁清澈度低帶來的品質(zhì)問題?！咎釂枴繛榱私鉀Q出汁率和清澈度的問題，我們需要知道什么知識呢？【闡述】回答學生需要了解的背景信息，引導學生從果膠和纖維素的角度思考如何解決果汁榨取過程中面臨的問題?！咎釂枴繛榱藢崿F(xiàn)果肉細胞分散的目的最好能夠去除果膠和纖維素，你有什么好辦法嗎?【回答】問題1：榨取果汁的過程發(fā)生了什么變化？問題2：果汁榨取過程中什么因素在影響出汁率和清澈度?【回答】利用酶催化果膠與纖維素的分解。通過敘述式的引入方式，將學生帶入問題情境中，使學生體

6、會技術(shù)與工程學面向的是生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的問題。分組設計研究方案【過渡】用酶處理這件事情說起來容易，做起來可就沒那么輕松了。溫度多少，酸堿度多少，用多大的酶濃度，保溫多長時間，壓榨力度和方法如何等等都是問題。面對這樣的問題我們能怎么解決呢？【提問】如果現(xiàn)在你們要進行研究尋找酶作用的最優(yōu)條件，你們計劃怎么做？需要什么儀器和試劑？【闡述】教師給學生提供研究所需器材和材料，包括： 實驗儀器：組織勻漿機（攪拌機）、恒溫水浴鍋、電子天平、PH計、溫度計、燒杯若干（各個型號）、試管若干、玻璃棒、試管架、量筒、漏斗、滴管、紗布、濾紙等 實驗材料：蘋果、橙子、梨、香蕉等水果 實驗試劑：果膠酶溶液、纖維素酶溶液、1

7、mol/L的HCl溶液、 1mol/L的NaOH溶液等請遵照“課題研究輔助學習單”的引導，以2-3人為一小組，嘗試設計實驗，解決酶在果汁生產(chǎn)中的使用條件優(yōu)化的一個小問題。【展示與評價】展示學生設計的研究方案，簡要評價研究設計，并引導學生自評與互評?！净卮稹孔鰧嶒灻髯顑?yōu)條件【回答】自己需要的儀器和試劑【思考并設計】選取一個感興趣的影響因素，遵循“課題研究輔助學習單”的引導，以2-3人為一小組，設計實驗，解決酶在果汁生產(chǎn)中的如何優(yōu)化該條件?！境尸F(xiàn)于評價】展示小組討論出的研究設計方案，嘗試清晰地呈現(xiàn)方案的設計思路，并對別組同學的方案進行評價，在此過程中呈現(xiàn)出自身的科學素養(yǎng)。給學生時間讓他們嘗試設計研究方案，讓學生體會工程學家是如何基于科學知識解決實際問題的，對于學生更好地理解科學和技術(shù)的本質(zhì)。通過闡述和展示研究方案以及批判性評價他人的研究方案，培養(yǎng)學生的批判性思維能力，提升學生的科學素養(yǎng)，利于其更好地應對未來的社會實踐。歸納總結(jié)【總結(jié)】通過今天的學習和嘗試，學生應當能回答下列問題： 果膠位于植物細胞結(jié)構(gòu)的什么部位？ 果膠酶為什么可以影響果汁的出汁率與清澈度？ 研究設計的一般思路與方法是什么？ 如何客觀地評價一個研究設計的好壞？【歸納整理】課上或課下回答教師提出的問題，并自行歸納整理本節(jié)內(nèi)容的