复习与测试教学设计(教案)

《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》的教学案例

姓名：何婷 单位：洛阳市第十二中学(河南

洛阳) 邮编：471021 电话：13526936906 邮箱：807699264@qq.com

一、教学指导思想：

1．指导思想

通过探究实验发展生物学核心素养：生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。

2．理论依据

《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》是人教版高中生物选修一专题四的第二个课题，属于探究性实验。探究性实验教学以实验为载体，探究科学结论和发展的过程，是在教师的指导下，学生运用已有的知识和技能，通过实验亲自发现问题、探究问题和解决问题的过程。

3．教学特色

在本节实验课实施的过程中，从学生的最近发展区出发构建翻转课堂，通过课前个性学习了解实验背景，激发学生探究兴趣；在阅读教材、交流讨论的基础上提出实验课题，培养学生发现问题、自主探究的能力；由教师引导学生分析实验操作难点，为学生实验操作确定统一的实验标准，降低自主实验的难度；开放实验室，积极鼓励学生制订实验方案，开展探究活动，培养学生的动手能力、解决问题的能力；通过结果分析和展示，对不符合预期的实验现象进行深入探究，培养学生尊重事实，勇于探索的科学精神。教学活动环环相扣，致力于提升学生的生物学核心素养。

二、实验教学重难点

教学重点：在熟悉酶的作用和特点的基础上，研究加酶洗衣粉的使用条件。

教学难点：针对实验中的无关变量进行严格的控制，实验操作和结果分析。

三、教学目标

1．通过对微课的自主学习，能够解释加酶洗衣粉的主要成分和洗涤原理。

2．结合影响酶活性的因素，能够提出合理的探究课题，合作完成完整的实验方案。

3．能够针对实验中的无关变量严格进行控制，体验科学、严谨的探究态度和方法。

4．能够利用探究结论为日常生活中衣物的洗涤提出有价值的建议。

四、教学准备

实验材料和用具的准备、微课的录制、多媒体课件制作、实验设计表的编写，实验中可能出现的一些问题的预设，本节课相关资料的查阅。

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五、教学过程

环节一: 翻转课堂

个性学习

教师活动

学生活动

学生自主选择时间观看微课，了解如下知识：

教师通过对教材内容深入挖掘后录制微课，并上传至班级微信平台，引导学生分析洗衣粉的主要成分。

1、常见加酶洗衣粉中，白色部分主要是表面活性剂，少量的增白剂、水软化剂等。彩色颗粒则是活性生物酶。

2、绝大多数酶的化学本质是蛋白质，看起来应该是浅黄色的，为了延长保存期限，在外面添加了彩色的保护层，保护层遇水后很容易溶解。

3、酶通过催化作用将污渍中的大分子分解成小分子。表面活性剂能够将污渍从衣服纤维上夺取下来，以此达到洗涤目的。

环节二:小组讨论

生成课题

教师活动

1、引导学生阅读教材相关内容。

【提出问题】结合酶的作用和本质，你认为影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？能否通过实验探究出一个最佳的洗涤条件？

2、将全班同学分成四个小组，并选定一名同1、学生阅读教材中所给的参考案例，结合微课内容和必修一所学知识得出：影响加酶学生活动

学生通过教材快速熟悉实验材料和用具，了解探究实验的设计意图

设计意图

微课内容从学生的最近发展区出发，以生动的形式吸引学生观看，甚至是反复观看，解决了“是什么”和“为什么”的疑问，也激发起学生探究“怎么办”的学习兴趣。构建翻转课堂，学生在课下完成实验背景知识的学习，更多的将宝贵的课堂时间投入到研究实验方案和进行具体的实验操作。

洗衣粉洗涤效果的可能因素有温度、pH、针方法步骤。对必修一对污渍不同、浸泡时间、加酶洗衣粉的用量、知识学以致用并进行保存时间等。

2、学生以小组为单位进行交流研讨，提出强化。

让学生自主提出探究课题，充分体现学生的主体地位，培养学生的创新意识。

学负责落实学习任务。探究课题，填写在实验设计表中，并分析所鼓励学生可以不局限于教材内容，提出自己想要探究的课题。

探究课题的自变量、因变量、无关变量。

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环节三:师生讨论、突破难点

教师活动

学生活动

在师生共同讨论下，学生得出：

1、实验中所用的污渍布应该大小相同，质地相同，所用污渍的量应该相同。

引导学生整个实验过程分为制作污渍布、洗衣粉搅拌模拟洗涤、清水搅拌模拟清洗三个环节。

针对实验中需要注意的重点问题，通过师生讨论共同解决。讨论的问题集中在：

1、实验材料的选择、用量需要注意什么？

2、教材所建议的玻璃棒搅拌模拟洗涤具体应该怎么操作？

2、用玻璃棒搅拌模拟洗涤这个环节，可以借鉴广播体操喊口号的方法：由一名同学喊

通过多个角度强口号，两位同学分别拿两只玻璃棒，跟着口化，突破“针对实验设计意图

号控制相同的速度搅拌，保证四组实验搅拌中的无关变量严格控速度相同。

制”这一教学难点。

由教师引导学生通过讨论的方式共同解决实验中的难题，降低实验具体操作中遇到困难给学生带来的阻碍。使实验方法不局限于教材，让学

在此基础上，学生联想到家里洗衣机在生体验到实验创新的洗涤过程中通常不是朝一个方向旋转，提出乐趣和成就感，激发在用玻璃棒搅拌模拟洗涤时，应该顺时针搅学生的探究欲。

拌一个节拍，逆时针搅拌一个节拍，使污渍布与洗衣粉溶液充分接触。

在解决了实验中的难题后，每个小组针对自己的探究课题写出完整的实验方案。

环节四:小组合作、动手实验

教师活动

学生活动

通过小组合作实施实验，培养学生的动手能力、分工合作设计意图

教师给出指导语，

分小组分课题实施实验过程。四个小组引导学生根据本组设计的实验方案，自己准备实验材料；实施实验，教师提供学生所需的材料用具，观察学生实施的情况。

的探究课题分别是：

1、比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果

2、探究加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果

能力，体会探究实验3、探究浸泡时间对加酶洗衣粉洗涤效果的影响

的科学方法和创新思维以及严谨、求实的

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此外，引导学生，4、探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响

科学态度。。

根据需要实验进行的时间不受限于课堂，实验室随时开放，可以根据实验方案自行安排实验进度。

鼓励学生尊重事实，无论实验结果是否符合预期，都应该如实记录。

环节五:成果展示，交流反馈

教师活动

学生分组学生活动

汇报本组的实验结果，设计意图

通过分课题实验，使学生的探究内容多元化，相互交流分享实验中的结论和体验，在一节课里完

观察记录实验结果，并对实验结果进行成更多的知识建构。

分析，得出实验结论。

解释产生实验结果的可能原因，得出的实验结论。

1、比较加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的小组：对比发现加酶洗衣粉的洗涤效果好于普通洗衣粉。

2、探究加酶洗衣粉对不同污渍洗涤效果的小组:该组同学选择了一件旧的白色T教师引导学生按次序展示本组的实验结果。师生共同讨论实验中的产生的疑惑和难题。

恤作为实验材料，用记号笔分成八个区域，分别滴加了八种生活中常见的污渍，经过24小时晾干后，带回家用洗衣机进行了洗涤，经洗涤发现：酱油、咖啡、果汁、辣椒油没有残留，菜汁、茶有少量残留，墨汁残通过探究实验操作及对实验结果的分析，学会通过实验得出结论的方法。通过学生结果汇报及教师评价总结，学生认同光合作用强度受多种留最多，用作辅助材料的记号笔没被洗掉。

环境因素影响。

洗涤前

洗涤后

3、探究浸泡时间对洗涤效果影响的小

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组：该组分别在不浸泡、浸泡4分钟、8分钟、12分钟的条件下进行了实验，观察到四组实验现象没有明显差别。

洗涤前

洗涤后

他们进行了积极的反思和总结，推测实验结果和预期不同的可能原因是自变量设置不合理，改进实验方案为不浸泡、浸泡15分钟、30分钟、45分钟进行了补充实验，得出浸泡半个小时以上才能明显促进洗涤的结论。

4、探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果影响的小组，观察到了一个不合理的实验现象，温度越高，洗涤效果越好。在学生已有的认知里，酶在最适温度下活性最高，催化效果最好，加酶洗衣粉也因该具备这样的特点。这与他们观察到的实验现象是冲突的。这个小组的同学仔细分析了每一个实验的细节，经过激烈的讨论，推测可能的原因是：实验中所取的1克洗衣粉中彩色酶颗粒是极少量的，在洗涤中起主要作用的成分应该是白色的表面活性剂。同学们提出进一步探究的方案：把酶和表面活性剂分离开，单独实验，会怎样呢？

（后续实验，完善假设）接下来，同学们试图把一袋洗衣粉中的彩色酶颗粒和白色表面活性剂分离开，这个工作繁琐而低效，很难做到将二者彻底分离。就在小组快要放弃

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的时候，有同学提出，有没有途径直接获取到纯净的酶和表面活性剂。通过多方面的查找，了解到洛阳有一家洗衣粉生产企业。令人兴奋的是，联系了这家企业的负责人之后，他同意为我们提供实验所需要的材料。

同学们分别在仅有表面活性剂，和仅有酶有的条件下进行了实验。仅有表面活性剂的这一组中，表现为温度越高，洗涤效果越好，对于这个现象的解释可能为高温加速了污渍的溶解。而在仅有酶的这一组中，出现了预期结果：40度时洗涤效果最好。这里需要进一步的细化温度梯度来找到最适温度。在做完后续实验之后，小组的同学向全班展示了实验结果，解答了疑问。

六、遇到的问题及解决办法和创新之处

问题1．如何在有限的课时里完成本节探究实验课，真正做到高效课堂？

遇到的问题

如何在短短的两节甚至是一节课里完成探究实验的教学？我想要留给学生充分的时间去了解实验背景，思考和选择实验材料，设计完整详细的实验方案，动手操作实验，给他们表达交流的平台，提供反思总结，不断探索的空间。如果把所有的任务都放到课堂上，受时间限制，学生的探究欲望没有真正调动起来，学生设计探究实验的能力也不能得到充分的培养。

解决办法

1、录制微课，构建翻转课堂。本节课的实验背景知识与学生生活息息相关，利用微课呈现，内容从学生最近发展区出发，生动有趣，通过班级微信群发送，方便学生在课前随时观看。

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2、将实验室开放，给予学生充分的自由。每个小组的实验材料由自己选择和准备，污渍布制作后需要经过24小时晾干，小组的同学可以按照自己的实验进度安排，随时进入实验室进行操作。针对实验中出现的疑点，也可以再次进入实验室进一步探究。这一点借鉴了大学实验课的授课模式，教师仅对实验选题、方案进行指导和把关，真正实现以学生为主体，教师为主导。

创新之处

本节课大胆的把实验背景知识学习和实验操作放到课下进行，将更多宝贵的课堂时间用于设计实验方案和研究实验中出现的难题。采用“翻转课堂”的模式，课上课下结合，充分发挥学生的主体作用，激发学生的探究欲望，调动了学生学习的积极性和主动性。教师在课堂上只是引导者，组织者。

问题2．如何突破教材所给参考案例的局限性？

遇到的问题

教材所给的参考案例，一是探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同；二是在什么样的温度下使用加酶洗衣粉效果最好。而结合学生对于酶的特性的认识，关于加酶洗衣粉能够提出更多的问题。

解决办法

引导学生以教材的参考案例为模板，自主提出有创造性的课题探究其它影响因素。

创新之处

突破了教材中所给参考案例的局限性，学生自己制定实验方案进行探究，使探究内容更加丰富，激发学生的探究欲望。

问题3．如何有效的控制变量？

遇到的问题

在教材参考案例中提到通过在大烧杯中装入玻璃棒搅拌来实现洗涤过程，此方法不容易定量控制洗涤速度和时间，从而导致各实验组有差异，无关变量不统一。

解决办法

1、通过跟随广播体操口号搅拌的方式保证几位同学动作相同，使不同实验组洗涤速度和时间一致。

2、具备条件的同学可以将制备好的污渍布带回家用洗衣机进行洗涤

创新之处

为学生提供了可以借鉴的实验操作标准，避免由于缺少操作方法阻碍学生动手的愿望。定量控制洗涤过程，使不同实验组的无关变量相一致，减少实验误差，实验结果操作更加科学、严谨。

问题4．针对实验中出现不符合预期的实验结果如何处理？

遇到的问题

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探究浸泡时间、温度对洗涤效果影响的小组得到了和预期不同的实验结果。

解决办法

鼓励学生尊重事实，在符合预期的实验结果中总结结论，从不符合预期的实验结果中找寻原因，大胆提出新的猜想，并且通过实验去验证。

创新之处

在实验中允许不合理的实验方案、意外的实验结果出现，由学生自己发现问题、解决问题。在刨根问底的过程中促进学生理性思维和科学探究能力的发展，并且学会应用相关的实验方法来应对现实生活中的问题。

七、反思总结

在教学中教师应当尽量避免以绝对权威的面孔出现，让学生认识到学习过程不是被动、不加思考的全盘接受知识，允许学生犯错，鼓励学生对教材中或者教师的某个观点提出不同看法。关于探究实验的指导，相关的材料和方法步骤，教师在教学中可以不作详细的规定，而是让学生自己设计方案，进行探究。但并不意味着教师可以推卸引导和帮助学生的责任，相关的背景材料、提示和建议仍是必要的，并且需要精心设计，做好最充足的准备，为学生在课下进行实验探究提供思路，满足学生探究的需求。在探究实验中真正体现学生的主体地位。

附录1：实验材料

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碱性蛋白酶

表面活性剂

加酶洗衣粉

附录2：试验设计表

（请将你们小组想要探究的课题填写在表中，并写出预期结果和设计实验方案）

班级

组长

组员

探讨加酶洗衣粉的洗涤效果实验设计

课题:

实验预期：

实验中的变量：自变量

因变量

无关变量

实验材料与仪器：

实验步骤：

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实验进度安排

时间

操作内容

小组成员分工

姓名

实验结果和分析

任务

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