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摘 要：通过问题驱动、实验探究引导学生观察、设计和分析实验，从在定性实验中理解并掌握科学探究的一般步骤，到定量实验去运用，提高学习兴趣，驱动学生自主学习，培养并提升学生的科学素养。
关键词：酶活性;问题驱动;科学思维;科学探究
问题驱动是以建构主义教学理论为基础，从教学内容出发，在真实情境下设计有效问题，驱动学生探究并解决问题进而提高能力、获取知识的教学方法。该教学方法的关键在于构建合理的“问题链”，创设相应的问题情境，在恰当的环节呈现问题，并以此激发学生解决问题的欲望，同时通过教师的引导与启发，展示知识的形成和应用过程，让学生通过自己的思考解决问题，真正实现对概念知识的理解和构建[1]。本文以“降低化学反应活化能的酶（第二课时）”为例，展示基于“问题驱动”提升学生科学素养的教学设计。
1.教材分析
本教学内容属于《模块1分子与细胞》中核心概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”，重要概念2.2“细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”中的一般概念2.2.1“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素的影响”[2]。酶作为生物催化剂，细胞的物质转换和能量转换都离不开它。在第一课时中，学生对酶的作用和本质有了一定的了解，通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验感性认识了“控制变量”。在这个认识的基础上，在本课时的教学中，教师通过新的实验材料和装置，组织学生进行探究活动，让学生亲自获得酶的活性受到温度和pH影响的实验证据，并由定性实验逐步精确到定量实验。
2.教学目标
养成科学思维：用文字或图示等方式表达和解释酶活性受到环境因素的影响，基于生物实验的事实提出质疑（批判性思维），设计实验装置（创造性思维），探讨实验现象，审视实验结果;
发展科学探究：借鉴探究酶活性的因素的实验设计原理，能初步尝试探究相似课题的实验设计，能运用设置对照实验、控制单一变量、增加重复实验次数等方法，提高实验结果的可靠性。针对实验现象，进行实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论，提高实践能力，在探究中，乐于并善于团队合作。
3.教学重难点
教学重点：酶的特性（酶作为生物催化剂，细胞代谢几乎都离不开酶的催化，酶保持高效专一的环境条件尤为重要）
教学难点：控制变量的科学方法（控制变量是高中生物诸多实验的核心部分，对学生动手能力的要求很高）
4.教学过程
为了帮组学生达成对“酶活性受到环境因素的影響”的理解，促进学生科学素养的提升，在本节课中开展下列教学活动：（1）观察现象，感性体验过氧化氢酶的催化作用;（2）进行定性实验，教师制造认知冲突，让学生发现过氧化氢酶的活性会受到温度的影响，并能解释现象和提出质疑;（3）设计实验装置和实验步骤，探究过氧化氢酶的最适pH。
4.1情境导入——酶的作用
情境1将切成大小和厚薄相同的两片新鲜土豆片分别放入甲、乙小烧杯，向甲烧杯加入50ml的蒸馏水、同时向乙烧杯加入50ml的过氧化氢溶液。
问题土豆块浮起的原因？
设计意图通过一个实验现象，回顾酶的作用，激发学生的学习兴趣，并让学生了解到土豆中含有过氧化氢酶。
4.2定性实验——酶的活性受温度的影响
情境2向放置了2个土豆块的小烧杯里加入50ml的过氧化氢，观察并记录现象。
问题土豆块不浮起的原因？
情境3以温度作为自变量，探究“温度影响过氧化氢酶的活性”：将三个温度设定下预处理的土豆块，放置在小烧杯中，同时加入50ml的过氧化氢溶液。
问题土豆块的运动情况
设计意图本环节设计了两个认知冲突，①没有浮起的土豆块;②都浮起的土豆块，通过这两个冲突，学生认识到了温度能影响酶的活性，在研究定性实验时需要严谨的实验装置和实验步骤。
4.3定性实验：土豆块中过氧化氢酶的最适pH
情境4实验装置的设计
问题实验现象的观测需要更加严谨和直观，大家利用实验器材组装实验装置，参照工作单，完成操作。
情境5尝试设计探究过氧化氢酶最适pH的实验
问题该实验的因变量如何测定？如何记录？
设计意图本环节设计了两个动手操作，①设计实验装置;②定性实验，通过这两个动手操作，学生认识到了pH能影响酶的活性，定性实验更精准。
5.教学反思
（1）在“温度影响酶活性”的定性实验中：冰水混合物中的土豆片，与常温中的土豆片，在滴加过氧化氢后的效果差异不大;结合土豆的生长环境，以及资料记录（最适温度0-10度），过氧化氢酶的适宜范围比较广，该实验用于说明“高温能使酶失活”更为严谨。
（2）在“探究过氧化氢酶最适pH”的定量实验中：教师可以不用规定土豆研磨液和过氧化氢溶液的量，让学生去尝试;过氧化氢性质不稳定，缓冲液与酶液先接触更好，可以直接加缓冲液研磨土豆;利用针筒注射器添加试剂，对学生而言有一定的安全隐患，学生在操作过程中教师需密切关注。
参考文献
[1]魏杰.基于“问题驱动”教学模式下的“随机事件的概率”教学设计[J].数学教学通讯，2019（21）：21-22.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018：13
关键词：酶活性;问题驱动;科学思维;科学探究
问题驱动是以建构主义教学理论为基础，从教学内容出发，在真实情境下设计有效问题，驱动学生探究并解决问题进而提高能力、获取知识的教学方法。该教学方法的关键在于构建合理的“问题链”，创设相应的问题情境，在恰当的环节呈现问题，并以此激发学生解决问题的欲望，同时通过教师的引导与启发，展示知识的形成和应用过程，让学生通过自己的思考解决问题，真正实现对概念知识的理解和构建[1]。本文以“降低化学反应活化能的酶（第二课时）”为例，展示基于“问题驱动”提升学生科学素养的教学设计。
1.教材分析
本教学内容属于《模块1分子与细胞》中核心概念2“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”，重要概念2.2“细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域”中的一般概念2.2.1“说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质，酶活性受到环境因素的影响”[2]。酶作为生物催化剂，细胞的物质转换和能量转换都离不开它。在第一课时中，学生对酶的作用和本质有了一定的了解，通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验感性认识了“控制变量”。在这个认识的基础上，在本课时的教学中，教师通过新的实验材料和装置，组织学生进行探究活动，让学生亲自获得酶的活性受到温度和pH影响的实验证据，并由定性实验逐步精确到定量实验。
2.教学目标
养成科学思维：用文字或图示等方式表达和解释酶活性受到环境因素的影响，基于生物实验的事实提出质疑（批判性思维），设计实验装置（创造性思维），探讨实验现象，审视实验结果;
发展科学探究：借鉴探究酶活性的因素的实验设计原理，能初步尝试探究相似课题的实验设计，能运用设置对照实验、控制单一变量、增加重复实验次数等方法，提高实验结果的可靠性。针对实验现象，进行实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论，提高实践能力，在探究中，乐于并善于团队合作。
3.教学重难点
教学重点：酶的特性（酶作为生物催化剂，细胞代谢几乎都离不开酶的催化，酶保持高效专一的环境条件尤为重要）
教学难点：控制变量的科学方法（控制变量是高中生物诸多实验的核心部分，对学生动手能力的要求很高）
4.教学过程
为了帮组学生达成对“酶活性受到环境因素的影響”的理解，促进学生科学素养的提升，在本节课中开展下列教学活动：（1）观察现象，感性体验过氧化氢酶的催化作用;（2）进行定性实验，教师制造认知冲突，让学生发现过氧化氢酶的活性会受到温度的影响，并能解释现象和提出质疑;（3）设计实验装置和实验步骤，探究过氧化氢酶的最适pH。
4.1情境导入——酶的作用
情境1将切成大小和厚薄相同的两片新鲜土豆片分别放入甲、乙小烧杯，向甲烧杯加入50ml的蒸馏水、同时向乙烧杯加入50ml的过氧化氢溶液。
问题土豆块浮起的原因？
设计意图通过一个实验现象，回顾酶的作用，激发学生的学习兴趣，并让学生了解到土豆中含有过氧化氢酶。
4.2定性实验——酶的活性受温度的影响
情境2向放置了2个土豆块的小烧杯里加入50ml的过氧化氢，观察并记录现象。
问题土豆块不浮起的原因？
情境3以温度作为自变量，探究“温度影响过氧化氢酶的活性”：将三个温度设定下预处理的土豆块，放置在小烧杯中，同时加入50ml的过氧化氢溶液。
问题土豆块的运动情况
设计意图本环节设计了两个认知冲突，①没有浮起的土豆块;②都浮起的土豆块，通过这两个冲突，学生认识到了温度能影响酶的活性，在研究定性实验时需要严谨的实验装置和实验步骤。
4.3定性实验：土豆块中过氧化氢酶的最适pH
情境4实验装置的设计
问题实验现象的观测需要更加严谨和直观，大家利用实验器材组装实验装置，参照工作单，完成操作。
情境5尝试设计探究过氧化氢酶最适pH的实验
问题该实验的因变量如何测定？如何记录？
设计意图本环节设计了两个动手操作，①设计实验装置;②定性实验，通过这两个动手操作，学生认识到了pH能影响酶的活性，定性实验更精准。
5.教学反思
（1）在“温度影响酶活性”的定性实验中：冰水混合物中的土豆片，与常温中的土豆片，在滴加过氧化氢后的效果差异不大;结合土豆的生长环境，以及资料记录（最适温度0-10度），过氧化氢酶的适宜范围比较广，该实验用于说明“高温能使酶失活”更为严谨。
（2）在“探究过氧化氢酶最适pH”的定量实验中：教师可以不用规定土豆研磨液和过氧化氢溶液的量，让学生去尝试;过氧化氢性质不稳定，缓冲液与酶液先接触更好，可以直接加缓冲液研磨土豆;利用针筒注射器添加试剂，对学生而言有一定的安全隐患，学生在操作过程中教师需密切关注。
参考文献
[1]魏杰.基于“问题驱动”教学模式下的“随机事件的概率”教学设计[J].数学教学通讯，2019（21）：21-22.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018：13