2024-2025學年高中生物第三章酶的應用技術實踐第二節(jié)制備和應用固定化酶教學設計蘇教版選修1學校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學年高中生物第三章酶的應用技術實踐第二節(jié)制備和應用固定化酶教學設計

2.教學年級和班級：高一年級（1）班

3.授課時間：2024年10月15日星期二上午第二節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時

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親愛的高一（1）班的同學們，今天我們要一起走進生物的奇妙世界，探索酶的奧秘。讓我們一起揭開固定化酶的神秘面紗，看看它是如何改變我們的生活的！????????核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗操作，讓學生親身體驗科學探究的過程。

2.增強學生的實驗操作技能，學習固定化酶的制備技術，提高學生的實驗操作規(guī)范性。

3.培養(yǎng)學生的科學思維，通過分析酶的特性，引導學生對生物科學問題進行深入思考。

4.提高學生的社會責任感，認識到酶在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域的重要應用，激發(fā)學生為社會發(fā)展貢獻科學力量的熱情。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關知識：

同學們已經(jīng)學習了酶的基本概念、酶的特性和作用，以及酶在生物體內(nèi)的功能。此外，對于酶促反應的原理和影響酶活性的因素也有一定的了解。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高一學生對生物學科充滿好奇心，對實驗操作有較高的興趣。他們的學習能力較強，能夠快速吸收新知識。在學習風格上，部分學生偏好通過實驗操作來學習，而另一部分學生則更傾向于理論學習和邏輯推理。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在制備和應用固定化酶的過程中，學生可能會遇到實驗操作不熟練、數(shù)據(jù)分析不準確、實驗結果與預期不符等問題。此外，對于酶的特性以及固定化酶技術的原理，部分學生可能存在理解上的困難，需要教師耐心引導和解釋。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《蘇教版高中生物選修1》教材，以便查閱相關理論知識。

2.輔助材料：準備酶的分子結構圖、固定化酶的制備過程視頻、相關實驗操作步驟圖等多媒體資源，以輔助教學。

3.實驗器材：實驗操作臺、酶反應混合液、固定化酶載體、試管、移液器等實驗器材，確保實驗的順利進行。

4.教室布置：布置教室環(huán)境，設置分組討論區(qū)，確保實驗操作臺整潔，為學生提供良好的學習氛圍。教學過程設計一、導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-**活動**：播放一段關于生物技術在工業(yè)中的應用的視頻，如酶制劑在食品加工、醫(yī)藥制造中的應用。

-**提問**：“同學們，視頻中提到了哪些生物技術的應用？你們認為這些技術在我們的生活中起到了什么作用？”

-**目的**：激發(fā)學生對酶應用技術的興趣，引出本節(jié)課的主題。

二、講授新課（20分鐘）

1.**酶的應用概述（5分鐘）**

-**講解**：介紹酶的概念、特性以及在生物體中的作用。

-**提問**：“什么是酶？酶有哪些特性？請舉例說明酶在生物體中的作用?！?/p>

-**目的**：幫助學生復習酶的基本知識。

2.**固定化酶的制備原理（10分鐘）**

-**講解**：介紹固定化酶的制備原理、方法和步驟。

-**演示**：展示固定化酶的制備過程視頻。

-**討論**：“固定化酶有哪些優(yōu)點？如何制備固定化酶？”

-**目的**：讓學生理解固定化酶的制備原理，為后續(xù)實驗操作做準備。

3.**固定化酶的應用實驗（5分鐘）**

-**講解**：介紹固定化酶在特定實驗中的應用，如催化反應。

-**提問**：“固定化酶在催化反應中有什么優(yōu)勢？”

-**目的**：讓學生了解固定化酶在實際應用中的價值。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.**實驗操作練習（5分鐘）**

-**活動**：學生分組進行固定化酶的制備實驗。

-**指導**：教師巡回指導，確保學生操作規(guī)范。

-**目的**：通過實驗操作鞏固學生對固定化酶制備的理解。

2.**討論與提問（5分鐘）**

-**討論**：“固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中有哪些具體應用？”

-**提問**：“如何提高固定化酶的催化效率？”

-**目的**：培養(yǎng)學生的思維能力和問題解決能力。

四、課堂提問（5分鐘）

-**提問**：“今天我們學習了固定化酶的制備和應用，你們認為這項技術對我們的生活有哪些影響？”

-**討論**：學生分組討論，分享自己的觀點。

-**目的**：培養(yǎng)學生的批判性思維和表達能力。

五、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

-**活動**：教師提問，學生回答，并邀請學生上臺演示實驗操作。

-**目的**：加強師生之間的互動，提高學生的學習積極性。

六、總結與拓展（5分鐘）

-**總結**：回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)固定化酶的重要性和應用價值。

-**拓展**：介紹固定化酶在未來的發(fā)展趨勢和潛在應用。

-**目的**：激發(fā)學生對生物科學的興趣，拓展學生的知識面。

總用時：45分鐘學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.**知識掌握程度**：

-學生能夠準確描述酶的概念、特性和作用，以及酶在生物體中的重要性。

-學生理解并掌握了固定化酶的制備原理、方法和步驟，能夠區(qū)分固定化酶與傳統(tǒng)酶的區(qū)別。

-學生熟悉了固定化酶在催化反應中的應用，能夠舉例說明固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中的具體應用。

2.**實驗操作技能**：

-學生通過實驗操作，提高了實驗操作的規(guī)范性，學會了固定化酶的制備方法。

-學生能夠熟練使用實驗器材，如試管、移液器等，增強了實驗操作技能。

-學生在實驗過程中培養(yǎng)了細致觀察、認真記錄實驗數(shù)據(jù)的能力。

3.**科學探究能力**：

-學生通過參與實驗，學會了科學探究的方法，能夠運用科學思維解決問題。

-學生在實驗過程中培養(yǎng)了獨立思考、合作交流的能力，提高了團隊協(xié)作精神。

-學生能夠?qū)嶒灲Y果與理論知識相結合，提出自己的觀點和假設。

4.**批判性思維能力**：

-學生在討論和提問環(huán)節(jié)中，能夠提出有針對性的問題，并對問題進行深入思考。

-學生能夠?qū)潭ɑ讣夹g的優(yōu)缺點進行分析，形成自己的觀點。

-學生在解決問題的過程中，培養(yǎng)了批判性思維和創(chuàng)新能力。

5.**社會責任感**：

-學生認識到固定化酶技術在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域的重要應用，增強了為社會發(fā)展貢獻科學力量的意識。

-學生關注生物科學領域的發(fā)展動態(tài)，激發(fā)了探索未知、追求科學真理的熱情。

-學生在了解固定化酶技術的應用過程中，培養(yǎng)了節(jié)約資源、保護環(huán)境的意識。

6.**核心素養(yǎng)提升**：

-學生在課程學習中，提升了生物科學素養(yǎng)，為將來從事相關領域的工作奠定了基礎。

-學生在實驗操作和討論環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)了科學探究、團隊合作、批判性思維等核心素養(yǎng)。

-學生在課程學習中，培養(yǎng)了自主學習、終身學習的能力，為未來的學習和發(fā)展打下了堅實基礎。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.**情境化教學**：在導入環(huán)節(jié)，我嘗試通過播放與生活密切相關的視頻，讓學生感受到生物技術在實際中的應用，這樣的情境化教學能夠更好地激發(fā)學生的學習興趣。

2.**互動式教學**：在課堂提問和討論環(huán)節(jié)，我鼓勵學生積極參與，提出自己的觀點，這種互動式教學不僅提高了學生的參與度，也鍛煉了他們的表達能力和批判性思維。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.**實驗操作指導**：在實驗操作環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學生對于實驗步驟的理解不夠深入，操作不夠熟練。這可能是由于實驗指導不夠細致，或者學生個體差異導致的。

2.**課堂管理**：在課堂討論環(huán)節(jié)，有時會出現(xiàn)討論過于熱烈，導致課堂秩序難以維持的情況。這表明我在課堂管理方面還需要進一步加強。

3.**評價方式單一**：目前的評價方式主要依賴于實驗報告和課堂表現(xiàn)，缺乏對學生個體差異的充分考慮，這可能會影響評價的公正性和有效性。

反思改進措施（三）

1.**細化實驗指導**：在實驗操作前，我將提供更詳細的實驗步驟和注意事項，確保每位學生都能清楚理解實驗目的和操作方法。同時，對于操作難度較高的部分，我將進行示范操作，并耐心解答學生的疑問。

2.**優(yōu)化課堂管理**：為了更好地管理課堂，我計劃在討論環(huán)節(jié)設置明確的規(guī)則，如輪流發(fā)言、尊重他人意見等，以保持課堂秩序。此外，我會加強對課堂紀律的監(jiān)控，確保每位學生都能專注于學習。

3.**多元化評價方式**：為了更全面地評價學生的學習效果，我將引入多元化的評價方式，如課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組討論參與度等，同時也會考慮學生的個體差異，給予個性化的評價和建議。

4.**加強校企合作**：為了讓學生更好地了解固定化酶技術的實際應用，我計劃與相關企業(yè)合作，邀請專業(yè)人士來校進行講座或指導實驗，讓學生在實踐中學習，提高他們的職業(yè)技能。課堂課堂評價是確保教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，以下是我對課堂評價的詳細規(guī)劃：

1.**提問評價**：

-在講授新課的過程中，我將通過提問來檢驗學生對知識的理解和掌握程度。例如，在講解固定化酶的制備原理時，我會提出如“固定化酶與游離酶相比有哪些優(yōu)勢？”等問題，觀察學生的回答是否能準確反映出他們對知識點的理解。

-**實施方式**：我將記錄學生的回答，并給予即時的反饋，對于回答正確的學生給予表揚，對于回答不準確的學生進行個別指導。

2.**觀察評價**：

-在實驗操作環(huán)節(jié)，我將通過觀察學生的實驗操作過程來評估他們的實驗技能和安全性意識。

-**實施方式**：我會逐一檢查學生的實驗記錄，確保他們按照操作步驟進行實驗，同時注意實驗過程中的安全規(guī)范。

3.**小組討論評價**：

-在小組討論環(huán)節(jié)，我將評估學生之間的合作能力、溝通能力和問題解決能力。

-**實施方式**：我會觀察學生在討論中的表現(xiàn)，包括是否能夠積極參與、是否能夠提出建設性意見、是否能夠尊重他人觀點等。

4.**實驗報告評價**：

-學生完成實驗后，需要提交實驗報告，我將通過報告的內(nèi)容和格式來評價他們的實驗技能和數(shù)據(jù)分析能力。

-**實施方式**：我會詳細檢查實驗報告，包括實驗目的、步驟、結果和討論等部分，確保報告的完整性和準確性。

5.**課堂表現(xiàn)評價**：

-課堂表現(xiàn)包括學生的出勤情況、課堂參與度、遵守紀律等方面。

-**實施方式**：我會記錄學生的課堂表現(xiàn)，包括積極參與討論、認真聽講、按時完成作業(yè)等。

6.**形成性評價**：

-我將定期進行形成性評價，通過小測驗、作業(yè)和課堂表現(xiàn)來評估學生的學習進度。

-**實施方式**：我會設計一些針對性的小測驗，以評估學生對關鍵知識點的掌握情況。

7.**總結性評價**：

-在課程結束時，我將通過期末考試或項目展示來評估學生的學習成果。

-**實施方式**：期末考試將包括選擇題、簡答題和實驗操作題，以全面評估學生的知識應用能力。課后作業(yè)1.**實驗設計題**：

設計一個實驗方案，用于比較游離酶和固定化酶在催化同一化學反應時的效率差異。

-**答案**：實驗方案如下：

-實驗目的：比較游離酶和固定化酶在催化同一化學反應（如酯水解反應）時的效率。

-實驗材料：游離酶、固定化酶、底物（酯類化合物）、反應容器、溫度計、計時器等。

-實驗步驟：

1.分別將游離酶和固定化酶加入等量的底物中。

2.控制反應條件（如溫度、pH值）相同。

3.同時開始計時，記錄反應完成所需時間。

4.比較游離酶和固定化酶催化反應的效率。

2.**案例分析題**：

分析固定化酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應用案例，討論其優(yōu)勢和局限性。

-**答案**：案例：固定化酶在牛奶發(fā)酵中的應用。

-優(yōu)勢：

-提高酶的穩(wěn)定性，延長酶的使用壽命。

-方便酶的回收和再利用，降低生產(chǎn)成本。

-減少酶對環(huán)境的污染。

-局限性：

-固定化酶的制備成本較高。

-固定化酶的催化效率可能低于游離酶。

3.**計算題**：

假設某固定化酶的比活性為200U/mg，若制備1000U的固定化酶，需要多少mg的酶原？

-**答案**：比活性是指每單位質(zhì)量酶所具有的酶活性單位數(shù)。計算公式為：酶活性（U）=比活性（U/mg）×酶原質(zhì)量（mg）。

-酶活性=1000U

-比活性=200U/mg

-酶原質(zhì)量=酶活性/比活性=1000U/200U/mg=5mg

-因此，需要5mg的酶原。

4.**簡答題**：

解釋固定化酶的制備過程中，如何提高酶的穩(wěn)定性？

-**答案**：提高固定化酶穩(wěn)定性的方法包括：

-選擇合適的固定化材料，如交聯(lián)聚合物、纖維素等，這些材料具有良好的生物相容性和機械強度。

-控制固定化條件，如pH值、溫度、固定化時間等，以減少酶的變性。

-選擇合適的酶和底物，確保酶與底物之間的相互作用穩(wěn)定。

5.**討論題**：

固定化酶技術在未來的發(fā)展中可能面臨哪些挑戰(zhàn)？如何應對這些挑戰(zhàn)？

-**答案**：固定化酶技術在未來的發(fā)展中可能面臨的挑戰(zhàn)包括：

-提高固定化酶的催化效率和穩(wěn)定性。

-降低固定化酶的制備成本。

-開發(fā)新型固定化材料，以適應不同酶的特性。

-應對挑戰(zhàn)的措施包括：

-研究和開發(fā)新型固定化材料，提高固定化酶的性能。

-優(yōu)化固定化酶的制備工藝，降低成本。

-加強基礎研究，為固定化酶技術的發(fā)