如何在生物教學中培養學生學科素養

陳秀斌

摘 要：酶是高中生物中的重要內容之一，課本中對酶的作用、本質和特性作了詳細的說明和探究，在近年來的高考試卷中關于酶的知識也成為常見的內容。由于酶在生物新陳代謝中有著重要作用及其生理特性，所以自然界中的一切生命現象離開了酶的活動都成為空談。為了建立科學的思維方法和培養學生的生物學科素養，文章就從酶的特性說起。

關鍵詞：酶的特性 生物 學科素養

一、目標引領，追求目標才能驅動探究的能力

為了讓學生在目標中激勵自己去進行科學探究，需要讓學生研讀課本相關內容，并能夠設計實驗活動方案，從而到達啟迪學生創造思維、促進形成科學實踐能力。設計實驗方案是為探究實驗做準備。在實驗探究過程中，可以采用以小組式的學習方法，這樣更能夠增強團隊意識，更能使學生感悟與人交流和合作探究的快樂。作為本節課，有了這種對酶的生物活性及其特性的探究性學習的目標追求，學生崇尚科學的態度和實事求是的精神一定能夠發揚光大。

二、探究互動，實驗探究才能了解知識的真諦

（一）多媒體輔助，讓學生打開記憶之門，繼往開來

現代技術已經與教育教學形影不離，課堂上利用多媒體技術可以有效地將酶的特性探究實驗展現給學生，幫助他們構建關于酶的正確、系統的知識結構。

學生可以通過酶和化學反應中的催化劑對比發現酶有著一些更為特殊的地方。然而，教材中紙面上所解說的實驗沒有“動態”的流程，學生對枯燥的文字毫無興趣。為了讓課堂上活躍，讓實驗“流淌”于學生眼前，將“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗輔助以動畫，學生就會真正理解“酶的高效性”實驗的過程與方法。

（二）實驗探究，讓學生開啟認知的航船，揚帆遠航

通過動畫讓學生將實驗“電影化”，觀后就可以激發學生去驗證動畫實驗的真偽，進入實驗科研人員的角色，“照貓畫虎”，就能事半功倍。盡管利用信息科技可以進行模擬的實驗操作過程，然而客觀事實與模擬的結構能否異曲同工，學生是可以產生質疑的。在實驗過程中要給學生設置一些障礙，讓他們產生質疑，然后通過實驗探究讓他們進一步釋疑。譬如探究中學生會提出下列問題：

1.實驗中能否用冷藏的肝臟代替新鮮的肝臟？

2.研磨碎肝臟與塊狀肝臟的效果有何不同？

3.從上面兩個問題來看什么類型的實驗更為合理？

設置出來的障礙讓學生浮想聯翩，但目的只有一個，那就是引導學生注意“酶具有生物活性”這一概念，并激勵學生主動思考、大膽嘗試設計對照實驗，從而讓學生在學習的過程中體驗實驗的方法是多樣的，設計過程也是多樣的。

（三）實驗設計、操作與交流，讓學生形成學科素養，創新發展

既然生物實驗的方法可以多樣化，那么，設計的方法就可以千變萬化。如在課堂上教師可以通過學生進行小組討論方式，選擇合適的實驗材料及器材來驗證酶的專一性。在設計實驗方案時必須讓學生討論以下環節問題：

1.對實驗的設計要到達的目的是什么？

2.對實驗方案中預設的結果可以作出哪些方面的假設？

實驗的預設是簡單的、小組不同，方案不同。這是實驗探究的前奏，是不容忽略的階段，它能激發學生探究真理的熱情。

在實驗過程中，抓住實驗的核心環節是很有必要的。譬如，在實驗過程中怎樣去選取實驗器材、如何程序化實驗步驟、怎樣觀察現象并從中抽絲剝繭進行分析并得出合理的結論，這些都是培養學生的生物學科素養。

實踐證明，由于小組不同而選出的方案不同，但最終得出的生物知識規律是相同的。為了讓實驗更加合理，課堂上必須讓小組之間進行交流，學生可以把實驗過程拍攝為視頻，在交流中展示自己的成果。通過交流，學生在存異求同的思維撞擊中不斷對生物知識進行升華，讓自己的智慧在千錘百煉中閃耀光芒。

例如，學生設計的在30℃條件下驗證唾液淀粉酶的專一性實驗方案中，以表格形式呈現出來的對照實驗，成為班級的佳話：

課堂上教師需要對小組的探究討論活動的交流給予鼓勵評價，讓學生在自豪感中更加信心百倍的去進行更多關于酶的特性的實驗探究。

三、長于實踐，知識的積累才能形成學科素養

[典例]大菱鲆是我國重要的海水經濟魚類。研究性學習小組嘗試對大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性進行研究。

1.查詢資料得知，18℃時，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如下圖1，由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是_________________。

2.資料表明大菱鲆人工養殖溫度常年在15～18℃之間，學習小組假設：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15-18℃間。他們設置15℃、16℃、17℃、18℃的實驗溫度，探究三種酶的最適溫度。

……

實驗結果如圖2，據此能否確認該假設成立？說明理由。

分析圖1可知，三種蛋白酶在各自最適pH下，幽門盲囊蛋白酶對應的酶活性峰值最大，因此，其催化效率最高。通過試題可以給學生的學習作以方向性引導，雖然考查的是學生的讀圖能力，但是，其考查知識內容卻是明確條件對酶的活性產生影響，只有將二者統一起來這才是試題所折射出來的學習知識的真正內涵。

分析圖2曲線可知，當溫度從15℃-18℃的變化過程中，隨著溫度的升高，三種蛋白酶的活性都是在遞增，大于18℃后，它們的活性如何變化是不得而知，所以，不能得出大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃-18℃結論。

總之，生物課堂可以采用不同方式的設計實驗、進行實驗、分析實驗，讓學生在過程中掌握知識、鞏固知識。

參考文獻

[1]陳桂生.例談酶的特性[J].新高考：物理化學生物，2008（Z2）：91-95.

[2]陳昌俊.高中生物教學中培養學生生物科學素養[J].生物技術世界，2013（5）：103-103.