生物学学科核心素养导向下的教学实践与反思——以“酶的作用与本质”教学为例*

周美英 朱晓燕

（1福建省建阳第一中学 福建建阳 354200 2福建省南平市教育科学研究院 福建南平 353000）

“核心素养”时代下的生物学教学要求教师不断探索新的教学方式,以学生为中心，有效开展课程教学,将学科核心素养的培养落到实处。学生通过学习能逐步形成科学的价值观，培养解决社会生活中相关生物学问题、适应社会发展的必备品格及关键能力，主要包括生命观念、科学思维、科学探究及社会责任。本文以人教版高中生物学必修1第5章“酶的作用与本质”教学内容为例，阐述生物学学科核心素养落实的教学策略，针对学科核心素养的培养提出思考与建议。

1 围绕大概念构建，渗透生命观念

生物学大概念处于学科中心位置，是对学生学习具有引领作用的核心知识。学生是在已初步掌握有关细胞学知识的基础上进一步学习细胞的能量供应和利用。本章内容在课程标准中位于“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”这一大概念之下。“酶的作用与本质”是第5章第1节第1课时的内容，学生通过自主探究，构建“酶能显著降低反应的活化能”“酶是生物体高效、有序进行新陈代谢不可缺少的条件”等重要概念，为后续学习ATP、呼吸作用和光合作用奠定基础。因而在导入部分，基于帮助学生建立“物质与能量观”这一生命观念展开了一系列以能量为主线的设计（图1）。

图1 渗透“物质与能量观”的教学设计主线

教师围绕生物学大概念组织并开展教学活动，能有效提高教学效益，促进学生对知识的深入理解和迁移应用，也有助于发展学生的生命观念。

2 组织探究，发展科学思维与科学探究能力

科学探究和科学实践是促成学生发展生物学学科核心素养的重要支撑。以探究为特点的教学不仅直接影响核心素养中的“科学思维”“科学探究”的落实，也会间接影响另外2个核心素养的形成。因此，生物学教学不仅是教师讲解和演示的过程，也是师生交流、共同学习和发展的互动过程，教师应提供更多的机会让学生亲自参与和实践。本节课的突出之处在于学习酶的作用时，组织以探究为特点的学习方式，按照“创设生活化的情境，提出问题—基于问题，展开探究—拓展创新，深化探究—解决问题，探寻本质”4个环节展开。从中落实：①通过生物学事实，培养学生发现问题和解决问题的思维习惯；②通过设计实验，培养学生选择材料、控制变量，设计对照实验的能力；③通过展开探究，培养学生动手操作，推理、比较、分析、归纳总结的能力。

2.1 创设生活化的情境，引出实验探究 创设情境，展示漫画：一个儿童在家玩自行车时，不慎擦伤膝盖，妈妈用H2O2进行消毒，结果伤口出现大量的气泡。引发学生思考：为什么H2O2消毒伤口会产生大量气泡？学生利用已有的知识，通过思考认识到H2O2即过氧化氢，分解能产生水和氧气，过氧化氢具有很强的氧化性，对细胞有伤害，细胞中含有过氧化氢酶能将过氧化氢及时分解，变成氧气和水。由此引出对过氧化氢酶的作用和意义的讨论，引导学生设计实验进行探究。

2.2 自主设计实验方案，培养科学探究能力 联系化学知识，列举促进H2O2分解的办法。引导学生认识在自然分解的基础上，加热、加Fe3+、加H2O2酶均可加快H2O2的分解。根据这一线索，设计实验比较H2O2在不同条件下的分解。提示需思考：①如何获取H2O2酶？②如何控制实验的温度条件？③如何判断各组反应的快慢？④如何控制无关变量，保障实验的科学性和严谨性？

将各组设计的实验方案整理成表1，引导学生讨论、分析，从中明确实验设计需遵循的基本原则。

表1 "比较H2O2在不同条件下分解"实验方案

从明确实验原理—选择实验材料—控制实验变量—绘制实验表格—完善实验方案，层层递进，引导学生推断并得出结论：①高温可加快过氧化氢分解。②FeCl3能催化过氧化氢分解。③过氧化氢酶能催化过氧化氢分解。④过氧化氢的催化效率比FeCl3高。学生通过分析结果，推断结论，既提升了实验设计能力，也发展了逻辑、推理能力，实现科学的思维品质的提高。

2.3 问题引领拓展探究，发展学生创新思维 学生的科学探究能力、科学思维、创新意识等，是在分析和解决具体问题的过程中逐渐培养的。在问题的引领下，学生对实验进行拓展，并进一步探究，提升了科学思维的品质，提高了科学探究和创新实践的能力。

进一步创设问题情境：新鲜的猪肝很容易变质，且猪肝研磨既不方便又有腥味，研磨不充分时过滤的渣滓很容易发臭，是否可以用身边常见的其他植物材料替代？提供马铃薯块茎匀浆、苹果匀浆、白萝卜直根匀浆、胡萝卜直根匀浆、白菜叶柄匀浆等实验材料，学生经小组讨论，形成实验方案，整理成表2。

表2 “探究不同生物材料对H2O2溶液分解速率的影响”实验方案

进一步探究，学生观察记录各组实验数据，拍照上传实验结果（图2）。

图2 不同生物材料促进过氧化氢分解的实验结果

从实验现象及结果分析，植物材料中胡萝卜直根匀浆效果最好，产生大量气泡，白菜叶柄匀浆和马铃薯匀浆也产生较多气泡，苹果匀浆、白萝卜直根匀浆有气泡，但较少。师生共同得出结论，胡萝卜直根匀浆是替代猪肝研磨液的合适材料。

3 关注问题解决，领悟社会责任

通过情境创设和学生自主探究，引导学生思考酶作用的机理，结合不同反应条件与活化能的关系，追寻酶作用的本质。在此基础上进一步开展“影响酶活性的条件”的探究，促进学生对酶的特性的深入理解。学生基于已有的细胞学知识，基于物质与能量观念，进行新、旧知识的联系：细胞是生物体结构与生命活动的基本单位，细胞的生命活动均需消耗能量，只有保证源源不断地供给能量，细胞生命活动才能有序进行。物质是能量的载体，能量的获得和利用都必须通过细胞代谢。细胞代谢是生命活动进行的基础，其高效有序地进行离不开酶的作用，酶是生物体正常新陈代谢不可缺少的条件。

“科学源于生活 ，生活离不开科学”。充分挖掘教学中与生产、生活密切相关的内容，将教学指向现实生活的问题解决，有利于学生形成良好的社会责任。教学中提出一系列问题：多酶片为什么要包裹着糖衣？加酶洗衣粉为什么严禁在60°C以上的热水中使用？激励学生学会将知识和理论与生活相联系，通过对真实情境问题的思考，培养学生的科学思维，辨别现实生活中的科学和非科学，学习利用所学的知识对生活中的现象进行理性判断，进而养成尊重生命，尊重科学的价值取向，增强社会责任意识。

4 小结

生物学学科核心素养所涵盖的生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个方面的基本要求，通过创设真实情境，问题引领，激发学生自主探究，关注现实问题解决，让教育回归生活本质，引导学生在真实的情境下深化概念理解，从而促进生命观念形成，全面提升学生的核心素养。