生物學學科核心素養導向下的教學實踐與反思
——以“酶的作用與本質”教學為例*

周美英 朱曉燕

（1福建省建陽第一中學 福建建陽 354200 2福建省南平市教育科學研究院 福建南平 353000）

“核心素養”時代下的生物學教學要求教師不斷探索新的教學方式,以學生為中心，有效開展課程教學,將學科核心素養的培養落到實處。學生通過學習能逐步形成科學的價值觀，培養解決社會生活中相關生物學問題、適應社會發展的必備品格及關鍵能力，主要包括生命觀念、科學思維、科學探究及社會責任。本文以人教版高中生物學必修1第5章“酶的作用與本質”教學內容為例，闡述生物學學科核心素養落實的教學策略，針對學科核心素養的培養提出思考與建議。

1 圍繞大概念構建，滲透生命觀念

生物學大概念處于學科中心位置，是對學生學習具有引領作用的核心知識。學生是在已初步掌握有關細胞學知識的基礎上進一步學習細胞的能量供應和利用。本章內容在課程標準中位于“細胞的生存需要能量和營養物質，并通過分裂實現增殖”這一大概念之下。“酶的作用與本質”是第5章第1節第1課時的內容，學生通過自主探究，構建“酶能顯著降低反應的活化能”“酶是生物體高效、有序進行新陳代謝不可缺少的條件”等重要概念，為后續學習ATP、呼吸作用和光合作用奠定基礎。因而在導入部分，基于幫助學生建立“物質與能量觀”這一生命觀念展開了一系列以能量為主線的設計（圖1）。

圖1 滲透“物質與能量觀”的教學設計主線

教師圍繞生物學大概念組織并開展教學活動，能有效提高教學效益，促進學生對知識的深入理解和遷移應用，也有助于發展學生的生命觀念。

2 組織探究，發展科學思維與科學探究能力

科學探究和科學實踐是促成學生發展生物學學科核心素養的重要支撐。以探究為特點的教學不僅直接影響核心素養中的“科學思維”“科學探究”的落實，也會間接影響另外2個核心素養的形成。因此，生物學教學不僅是教師講解和演示的過程，也是師生交流、共同學習和發展的互動過程，教師應提供更多的機會讓學生親自參與和實踐。本節課的突出之處在于學習酶的作用時，組織以探究為特點的學習方式，按照“創設生活化的情境，提出問題—基于問題，展開探究—拓展創新，深化探究—解決問題，探尋本質”4個環節展開。從中落實：①通過生物學事實，培養學生發現問題和解決問題的思維習慣；②通過設計實驗，培養學生選擇材料、控制變量，設計對照實驗的能力；③通過展開探究，培養學生動手操作，推理、比較、分析、歸納總結的能力。

2.1 創設生活化的情境，引出實驗探究 創設情境，展示漫畫：一個兒童在家玩自行車時，不慎擦傷膝蓋，媽媽用H2O2進行消毒，結果傷口出現大量的氣泡。引發學生思考：為什么H2O2消毒傷口會產生大量氣泡？學生利用已有的知識，通過思考認識到H2O2即過氧化氫，分解能產生水和氧氣，過氧化氫具有很強的氧化性，對細胞有傷害，細胞中含有過氧化氫酶能將過氧化氫及時分解，變成氧氣和水。由此引出對過氧化氫酶的作用和意義的討論，引導學生設計實驗進行探究。

2.2 自主設計實驗方案，培養科學探究能力 聯系化學知識，列舉促進H2O2分解的辦法。引導學生認識在自然分解的基礎上，加熱、加Fe3+、加H2O2酶均可加快H2O2的分解。根據這一線索，設計實驗比較H2O2在不同條件下的分解。提示需思考：①如何獲取H2O2酶？②如何控制實驗的溫度條件？③如何判斷各組反應的快慢？④如何控制無關變量，保障實驗的科學性和嚴謹性？

將各組設計的實驗方案整理成表1，引導學生討論、分析，從中明確實驗設計需遵循的基本原則。

表1 "比較H2O2在不同條件下分解"實驗方案

從明確實驗原理—選擇實驗材料—控制實驗變量—繪制實驗表格—完善實驗方案，層層遞進，引導學生推斷并得出結論：①高溫可加快過氧化氫分解。②FeCl3能催化過氧化氫分解。③過氧化氫酶能催化過氧化氫分解。④過氧化氫的催化效率比FeCl3高。學生通過分析結果，推斷結論，既提升了實驗設計能力，也發展了邏輯、推理能力，實現科學的思維品質的提高。

2.3 問題引領拓展探究，發展學生創新思維 學生的科學探究能力、科學思維、創新意識等，是在分析和解決具體問題的過程中逐漸培養的。在問題的引領下，學生對實驗進行拓展，并進一步探究，提升了科學思維的品質，提高了科學探究和創新實踐的能力。

進一步創設問題情境：新鮮的豬肝很容易變質，且豬肝研磨既不方便又有腥味，研磨不充分時過濾的渣滓很容易發臭，是否可以用身邊常見的其他植物材料替代？提供馬鈴薯塊莖勻漿、蘋果勻漿、白蘿卜直根勻漿、胡蘿卜直根勻漿、白菜葉柄勻漿等實驗材料，學生經小組討論，形成實驗方案，整理成表2。

表2 “探究不同生物材料對H2O2溶液分解速率的影響”實驗方案

進一步探究，學生觀察記錄各組實驗數據，拍照上傳實驗結果（圖2）。

圖2 不同生物材料促進過氧化氫分解的實驗結果

從實驗現象及結果分析，植物材料中胡蘿卜直根勻漿效果最好，產生大量氣泡，白菜葉柄勻漿和馬鈴薯勻漿也產生較多氣泡，蘋果勻漿、白蘿卜直根勻漿有氣泡，但較少。師生共同得出結論，胡蘿卜直根勻漿是替代豬肝研磨液的合適材料。

3 關注問題解決，領悟社會責任

通過情境創設和學生自主探究，引導學生思考酶作用的機理，結合不同反應條件與活化能的關系，追尋酶作用的本質。在此基礎上進一步開展“影響酶活性的條件”的探究，促進學生對酶的特性的深入理解。學生基于已有的細胞學知識，基于物質與能量觀念，進行新、舊知識的聯系：細胞是生物體結構與生命活動的基本單位，細胞的生命活動均需消耗能量，只有保證源源不斷地供給能量，細胞生命活動才能有序進行。物質是能量的載體，能量的獲得和利用都必須通過細胞代謝。細胞代謝是生命活動進行的基礎，其高效有序地進行離不開酶的作用，酶是生物體正常新陳代謝不可缺少的條件。

“科學源于生活 ，生活離不開科學”。充分挖掘教學中與生產、生活密切相關的內容，將教學指向現實生活的問題解決，有利于學生形成良好的社會責任。教學中提出一系列問題：多酶片為什么要包裹著糖衣？加酶洗衣粉為什么嚴禁在60°C以上的熱水中使用？激勵學生學會將知識和理論與生活相聯系，通過對真實情境問題的思考，培養學生的科學思維，辨別現實生活中的科學和非科學，學習利用所學的知識對生活中的現象進行理性判斷，進而養成尊重生命，尊重科學的價值取向，增強社會責任意識。

4 小結

生物學學科核心素養所涵蓋的生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任4個方面的基本要求，通過創設真實情境，問題引領，激發學生自主探究，關注現實問題解決，讓教育回歸生活本質，引導學生在真實的情境下深化概念理解，從而促進生命觀念形成，全面提升學生的核心素養。