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一、教材内容
人教版全日制普通高级中学教科书（必修）生物实验：比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率。
二、教学目标
知识目标：加深对酶高效性的理解，掌握实验原理、步骤，分析实验结论。
能力目标：训练学生观察能力和动手操作能力，培养学生自主学习能力。通过组织学生活动，培养他们分析问题、解决问题的能力。
情感目标：培养学生质疑、创新和勇于实践的科学态度。
三、教学重点、难点
重点：分组实验，学生分析实验结果，得出实验结论。
难点：学生对实验原理及结果进行分析。
四、学情分析
学生往往对生活中存在的普遍现象熟视无睹，但对新设备却很感兴趣，因此我营造了让学生有机会动手、亲自体验新设备的环境和氛围。
五、教学设备
器材：装有Windows2000以上操作系统的PC，连接器（SWDIS100-Ⅲ），压强传感器（SWDIS102），铁架台，十字夹，试管夹，10mL量筒一支，100mL锥形瓶一支，滴管一支，尖嘴导管一支，橡皮塞一只。
药品：3%的过氧化氢溶液，3.5%的氯化铁溶液，20%的酵母溶液。
六、教学过程
（一）导入新课
教师提出问题：
1．教材通过怎样的实验比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率？
2.检测目标是什么？
3.我们能否测出某一时刻产生气体的量？
4.能否测量产生气体的速率？
学生利用肝脏研磨液等常规实验药品和器材，按照课本上的顺序操作，同时认真观察实验现象，回答教师提出的问题。
生（质疑）：运用这种实验不能定时定量获取相应的数值。
（设计意图：通过传统实验，训练学生细致观察和动手操作能力，培养学生自主学习能力和质疑精神。）
（二）引入新设备，明确实验原理
师：今天，我们将利用一种新型实验设备——数字化实验系统，弥补传统实验不能定时定量获取相应数值的问题，从而让实验达到比较理想的效果。
教师运用多媒体展示实验原理：Fe3 和鲜酵母溶液均能催化过氧化氢，将其分解成H2O和O2。过氧化氢在不同时间内分解速率的快慢可以通过分解产生氧气量的快慢反映出来，氧气产生量的快慢是通过密闭环境下反应过程中压强改变的速率来体现，从而生成在密闭环境下反应过程中“压强—时间”变化曲线。
（设计意图：明确探究问题，激发学生探究的愿望。）
（三）介绍数字化实验设备及实验材料
多媒体展示实验器材、药品。
教师以实物介绍压强传感器、采集器（将压强传感器测得的数值进行收集）、计算机（对数据进行读取分析，生成“压强—时间曲线”）。
师：你能否预测实验结果？过氧化氢分解产生氧气的量是怎样随反应时间的变化而变化的？请用曲线表示。
一名学生到黑板上绘制曲线，其他学生在自己的座位上绘制。请几位学生解释自己绘制的曲线。（教师不给出正误评价。）
（设计意图：培养学生大胆猜想、合理解释，得出科学结论的能力。）
（四）操作数字化实验设备进行实验
多媒体展示实验步骤：
1.按照多媒体呈现的装置图安装好实验装置。
2.向锥形瓶中注入10毫升3%的过氧化氢溶液，塞上橡皮塞。
3.向橡皮塞上的滴管中注入3.5%的氯化铁溶液。
4.数据采集：采集间隔为100毫秒，采集点为100。
5.开始记录数据，向锥形瓶中滴加氯化铁溶液，结束后，绘制“压强—时间曲线”。
6.以同样的操作步骤进行过氧化氢酶催化实验。
学生连接好装置，按照实验步骤操作。学生认真观察采集点压强数据的变化，绘制曲线图。最后，分析在猜想下绘制的曲线和利用新型实验设备绘制的曲线的异同。得出结论：酶的催化效率高于无机催化剂。
（设计意图：培养学生动手操作、分析信息、得出科学结论的能力。）
（五）分析两条“压强—时间曲线”，得出实验结论
通过分组实验，学生分别绘制出氯化铁溶液和酵母溶液催化过氧化氢分解的“压强—时间曲线”，并着手对曲线进行如下分析。
师：曲线斜率的涵义是什么？我们对此能得出怎样的结论？
小组（每4人一个实验组）讨论，得出结论：反应结束后两者产生的氧气量相等，压强相等，两条曲线最后重合。
（设计意图：以小组为单位开展学习，培养学生与人交流和合作的能力。）
（六）传统实验与数字化实验比较
师：教材是用猪肝作为实验材料，本实验采用的是鲜酵母，这有什么好处？数字化实验采集的时间是100秒，若采集时间再延长，两条曲线的变化趋势如何？
学生思考、小组讨论，得出结论：１．二者实验效果相同，但鲜酵母较猪肝更易获得和保存。２．可以对某一特定时刻产生气体的量进行即时测定。由于是数据显示，实验更科学，结果更准确。
（设计意图：引导学生不断深化对知识的理解，拓展其视野。）
（七）思考避免实验误差的方法
师：如果要使实验更加准确，我们应注意什么？
学生积极讨论，答案很多，几乎涉及到了影响此实验的所有因素。最后归纳如下：
1.容器的密闭性。
2.反应瓶用具的洁净度、环境温度、材料的相同量、各种试剂的量、反应时间等。
（设计意图：让学生进一步思考实验应遵循哪些原则。）
（八）培养学生发散思维
师：应用数字化实验设备，我们还能做哪些实验？传统实验与数字化实验都能验证酶的高效性，这对你有什么启发？
生：通过测定光和作用产生氧气的量来测定光合作用速率，同样也可以通过测定呼吸产生二氧化碳的量来测定呼吸作用速率。
生：一些产生气体的化学实验也可以用此实验装备。
师（总结）：只要是密闭环境下产生气体的实验均可以通过压强传感器来实现对气体的测量。
（设计意图：体现了再发现、再创造的设计思路，有利于学生创新精神和能力的发展。）
（九）练习中巩固
下图的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的，其中能说明酶具有高效性的选项是（）。
学生带着问题，从常规实验入手，主动探索，主动发现，对现有知识点进行质疑。这激发了学生的求知欲和好奇心。本设计从提问、引导猜测、设计实验、进行探究，环环相扣、有的放矢，使学生既进行了自主学习，又在实验设计过程中锻炼了创新精神。
多媒体课件的展示，为学生提供了更多思考、发现的时间，数字化实验与多媒体结合，扩大了传统实验的内涵，使实验的科学性、可行性达到了最大化。
使用多媒体展示精心挑选的练习题，可以采用抢答竞赛的方法。此种方式可以及时纠正原有的错误理解或片面认识，最终达到符合要求的意义构建。
（作者单位：河北迁安二中）
本设计以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的构建。在整个教学过程中，教师利用情境、协作、对话、讨论等要素，充分发挥学生的主动性和创新精神。
信息技术设备和多媒体的有效结合，拓展了教学内容，增加了教学容量，实现了跨学科的知识交融。学生利用所提供的信息资源，通过网络平台及时发布自己的见解，认识得到了深入发展。数字化实验是信息技术的深化应用，它解决了教学的难点，优化了学生的认知过程。通过数据采集、图像绘画、拖放、拟和等，给学生提供了生动活泼、灵活多样、丰富多彩的教学环境，将抽象、难懂的知识用直观、生动的方式表达出来，化难为易、化繁为简，有效突出了教学重点、突破了教学难点，为学生进一步探索打下了基础。
如果把酶的高效性实验的规范操作步骤用Flash制作成动画，在学生做完常规实验后播放，可以规范学生的实验操作，帮助学生形成正确的、系统的知识结构，这样的效果可能会更好。
（点评人：河北迁安市教育局肖孟江）
人教版全日制普通高级中学教科书（必修）生物实验：比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率。
二、教学目标
知识目标：加深对酶高效性的理解，掌握实验原理、步骤，分析实验结论。
能力目标：训练学生观察能力和动手操作能力，培养学生自主学习能力。通过组织学生活动，培养他们分析问题、解决问题的能力。
情感目标：培养学生质疑、创新和勇于实践的科学态度。
三、教学重点、难点
重点：分组实验，学生分析实验结果，得出实验结论。
难点：学生对实验原理及结果进行分析。
四、学情分析
学生往往对生活中存在的普遍现象熟视无睹，但对新设备却很感兴趣，因此我营造了让学生有机会动手、亲自体验新设备的环境和氛围。
五、教学设备
器材：装有Windows2000以上操作系统的PC，连接器（SWDIS100-Ⅲ），压强传感器（SWDIS102），铁架台，十字夹，试管夹，10mL量筒一支，100mL锥形瓶一支，滴管一支，尖嘴导管一支，橡皮塞一只。
药品：3%的过氧化氢溶液，3.5%的氯化铁溶液，20%的酵母溶液。
六、教学过程
（一）导入新课
教师提出问题：
1．教材通过怎样的实验比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率？
2.检测目标是什么？
3.我们能否测出某一时刻产生气体的量？
4.能否测量产生气体的速率？
学生利用肝脏研磨液等常规实验药品和器材，按照课本上的顺序操作，同时认真观察实验现象，回答教师提出的问题。
生（质疑）：运用这种实验不能定时定量获取相应的数值。
（设计意图：通过传统实验，训练学生细致观察和动手操作能力，培养学生自主学习能力和质疑精神。）
（二）引入新设备，明确实验原理
师：今天，我们将利用一种新型实验设备——数字化实验系统，弥补传统实验不能定时定量获取相应数值的问题，从而让实验达到比较理想的效果。
教师运用多媒体展示实验原理：Fe3 和鲜酵母溶液均能催化过氧化氢，将其分解成H2O和O2。过氧化氢在不同时间内分解速率的快慢可以通过分解产生氧气量的快慢反映出来，氧气产生量的快慢是通过密闭环境下反应过程中压强改变的速率来体现，从而生成在密闭环境下反应过程中“压强—时间”变化曲线。
（设计意图：明确探究问题，激发学生探究的愿望。）
（三）介绍数字化实验设备及实验材料
多媒体展示实验器材、药品。
教师以实物介绍压强传感器、采集器（将压强传感器测得的数值进行收集）、计算机（对数据进行读取分析，生成“压强—时间曲线”）。
师：你能否预测实验结果？过氧化氢分解产生氧气的量是怎样随反应时间的变化而变化的？请用曲线表示。
一名学生到黑板上绘制曲线，其他学生在自己的座位上绘制。请几位学生解释自己绘制的曲线。（教师不给出正误评价。）
（设计意图：培养学生大胆猜想、合理解释，得出科学结论的能力。）
（四）操作数字化实验设备进行实验
多媒体展示实验步骤：
1.按照多媒体呈现的装置图安装好实验装置。
2.向锥形瓶中注入10毫升3%的过氧化氢溶液，塞上橡皮塞。
3.向橡皮塞上的滴管中注入3.5%的氯化铁溶液。
4.数据采集：采集间隔为100毫秒，采集点为100。
5.开始记录数据，向锥形瓶中滴加氯化铁溶液，结束后，绘制“压强—时间曲线”。
6.以同样的操作步骤进行过氧化氢酶催化实验。
学生连接好装置，按照实验步骤操作。学生认真观察采集点压强数据的变化，绘制曲线图。最后，分析在猜想下绘制的曲线和利用新型实验设备绘制的曲线的异同。得出结论：酶的催化效率高于无机催化剂。
（设计意图：培养学生动手操作、分析信息、得出科学结论的能力。）
（五）分析两条“压强—时间曲线”，得出实验结论
通过分组实验，学生分别绘制出氯化铁溶液和酵母溶液催化过氧化氢分解的“压强—时间曲线”，并着手对曲线进行如下分析。
师：曲线斜率的涵义是什么？我们对此能得出怎样的结论？
小组（每4人一个实验组）讨论，得出结论：反应结束后两者产生的氧气量相等，压强相等，两条曲线最后重合。
（设计意图：以小组为单位开展学习，培养学生与人交流和合作的能力。）
（六）传统实验与数字化实验比较
师：教材是用猪肝作为实验材料，本实验采用的是鲜酵母，这有什么好处？数字化实验采集的时间是100秒，若采集时间再延长，两条曲线的变化趋势如何？
学生思考、小组讨论，得出结论：１．二者实验效果相同，但鲜酵母较猪肝更易获得和保存。２．可以对某一特定时刻产生气体的量进行即时测定。由于是数据显示，实验更科学，结果更准确。
（设计意图：引导学生不断深化对知识的理解，拓展其视野。）
（七）思考避免实验误差的方法
师：如果要使实验更加准确，我们应注意什么？
学生积极讨论，答案很多，几乎涉及到了影响此实验的所有因素。最后归纳如下：
1.容器的密闭性。
2.反应瓶用具的洁净度、环境温度、材料的相同量、各种试剂的量、反应时间等。
（设计意图：让学生进一步思考实验应遵循哪些原则。）
（八）培养学生发散思维
师：应用数字化实验设备，我们还能做哪些实验？传统实验与数字化实验都能验证酶的高效性，这对你有什么启发？
生：通过测定光和作用产生氧气的量来测定光合作用速率，同样也可以通过测定呼吸产生二氧化碳的量来测定呼吸作用速率。
生：一些产生气体的化学实验也可以用此实验装备。
师（总结）：只要是密闭环境下产生气体的实验均可以通过压强传感器来实现对气体的测量。
（设计意图：体现了再发现、再创造的设计思路，有利于学生创新精神和能力的发展。）
（九）练习中巩固
下图的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的，其中能说明酶具有高效性的选项是（）。
学生带着问题，从常规实验入手，主动探索，主动发现，对现有知识点进行质疑。这激发了学生的求知欲和好奇心。本设计从提问、引导猜测、设计实验、进行探究，环环相扣、有的放矢，使学生既进行了自主学习，又在实验设计过程中锻炼了创新精神。
多媒体课件的展示，为学生提供了更多思考、发现的时间，数字化实验与多媒体结合，扩大了传统实验的内涵，使实验的科学性、可行性达到了最大化。
使用多媒体展示精心挑选的练习题，可以采用抢答竞赛的方法。此种方式可以及时纠正原有的错误理解或片面认识，最终达到符合要求的意义构建。
（作者单位：河北迁安二中）
本设计以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的构建。在整个教学过程中，教师利用情境、协作、对话、讨论等要素，充分发挥学生的主动性和创新精神。
信息技术设备和多媒体的有效结合，拓展了教学内容，增加了教学容量，实现了跨学科的知识交融。学生利用所提供的信息资源，通过网络平台及时发布自己的见解，认识得到了深入发展。数字化实验是信息技术的深化应用，它解决了教学的难点，优化了学生的认知过程。通过数据采集、图像绘画、拖放、拟和等，给学生提供了生动活泼、灵活多样、丰富多彩的教学环境，将抽象、难懂的知识用直观、生动的方式表达出来，化难为易、化繁为简，有效突出了教学重点、突破了教学难点，为学生进一步探索打下了基础。
如果把酶的高效性实验的规范操作步骤用Flash制作成动画，在学生做完常规实验后播放，可以规范学生的实验操作，帮助学生形成正确的、系统的知识结构，这样的效果可能会更好。
（点评人：河北迁安市教育局肖孟江）