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視頻課題：第五屆全國高中生物實驗教學微課視頻錄像《探究pH對酵母菌發酵的影響》山東省青島

教學設計、課堂實錄及教案：第五屆全國高中生物實驗教學微課視頻錄像《探究pH對酵母菌發酵的影響》山東省青島第五十八中學高中生物

探究pH對酵母菌發酵的影響
山東省青島第五十八中學 姜珊
一、 使用教材
本節課是綜合人民教育出版社高中生物必修1《分子與細胞》第五章第1節和第3節的創新性實驗，課程開設在高一上半學期，面向高一學生，1課時。
二、 實驗器材
（一）   用具：注射器、軟管、流速調節器、試管架、水浴鍋、燒杯；
（二）   試劑：10%葡萄糖溶液（pH3.0）、10%葡萄糖溶液（pH4.0）、10%葡萄糖溶液（pH5.0）、10%葡萄糖溶液（pH6.0）、10%葡萄糖溶液（pH7.0）、8%酵母溶液（pH3.0）、8%酵母溶液（pH4.0）、8%酵母溶液（pH5.0）、8%酵母溶液（pH6.0）、8%酵母溶液（pH7.0）。

圖1 實驗的材料用具

三、 實驗創新要點
（一）   課題創新：本著“從生活中來，到生活中去”的思想，將課本中的兩節課內容整合，來探究pH對酵母菌發酵的影響；
（二）   裝置創新：
1、  選用注射器為反應容器節省試劑，反應迅速，結果可量化。
2、  為使實驗更加精確，讓反應體系同時反應，對試管架進行了改造，發明了新用法，既解決了本實驗同時加樣的問題，又能隔絕空氣，并且還能用于其它實驗，如測酶活的實驗，一器多用。
（三）   試劑創新：使用科學研究最常用的檸檬酸緩沖液，通過調節磷酸二氫鈉和檸檬酸的比例來調節pH，比傳統用強酸強堿來調節更加科學合理。
（四）   科學實驗思維：為了嚴格控制酸堿度,將葡萄糖和酵母溶液均用緩沖液配制成相應pH，學生對設計實驗時控制變量的原則體會更深；學生自主設計實驗方案，并大膽推測材料用具的用法，極大地提高了想象力與創新力；通過這個實驗，學生更深刻地感受到了預實驗對于科學實驗的重要性，并學會使用梯度法探究最適條件。
四、 實驗原理
酵母菌細胞內葡萄糖在酶的催化作用下生成酒精和CO₂， pH通過影響酶的活性進而影響反應。
五、 實驗教學目標
（一）   知識與技能
理解pH影響酵母菌無氧呼吸的實質，深入理解細胞呼吸在生活中的應用；
（二）   過程與方法
體驗科學探究的思路，掌握設計實驗的方法，了解數據記錄的技巧；
（三）   情感態度與價值觀
通過實驗探究，使學生形成合作意識，養成尊重事實和證據的科學態度。
六、實驗教學內容
（一）   課前溫故知新：拓展酵母菌的相關知識，回顧酵母菌的無氧呼吸過程以及pH影響酶活性的曲線，為本節課的學習做好準備。
（二）   根據導入的視頻確定實驗課題；回顧實驗原理：酵母菌細胞內葡萄糖在酶的催化作用下生成酒精和CO₂， pH通過影響酶的活性進而影響反應。
（三）   學生根據課題，自主設計實驗方案并分享，隨后教師總結。
（四）   基于給出的材料用具，推測各材料用具的用途。
（五）   給出實驗流程，強調實驗操作要點。
（六）   完成實驗并記錄數據。
（七）   總結實驗過程，得出實驗結論。
七、              教學過程
（一）   課堂導入
教師活動：珊姐發面失敗了，請同學們猜測發面失敗的原因。
學生活動：學生猜測發面失敗的原因。
設計目的：通過展示精彩圖片來提高學生的參與熱情，學生根據結果做出假設，為后續實驗做好鋪墊。

圖2 理想的饅頭與現實的死面饅頭的區別

（二）   設計實驗
教師活動：引導學生寫出實驗設計思路。
學生活動：在學案上寫出實驗設計思路，并小組討論完善方案。
設計目的：讓學生學會自主設計生物實驗，提高學生的科學探究素養。

圖3 寫出并完善實驗思路

（三）   實驗過程講解
教師活動：展示材料用具，介紹新裝置的原理，講解實驗流程和操作要點。
學生活動：學生推測實驗器材的用法，仔細聽教師的講解，學會新裝置的使用方法。
設計目的：
1.     通過推測實驗器材的用法，拓展學生的思維；
2.     學會使用梯度法來探究最適條件。

圖4 講解實驗流程和操作要點
（四）   完成實驗
教師活動：強調操作要點，指導學生完成實驗。
學生活動：根據實驗步驟完成實驗，將數據同時記錄在實驗記錄冊和EXCEL表格中。
設計目的：通過動手實驗，提高學生的實驗操作能力與團隊合作能力，并學會使用不同的方法來記錄整理數據。

圖5 學生分組實驗過程 圖6 學生的實驗結果

（五）   實驗總結與拓展延伸
教師活動：鼓勵學生大膽想象本套實驗裝置的其它用途，說出實驗結論，分析實驗中出現的問題，并總結整個實驗。最后鼓勵學生為發面提出建議。
學生活動：推測本套裝置還可以應用于哪些實驗，總結實驗結論，分析實驗中的問題數據，分享實驗心得并為發面提出建議。
設計目的：學會根據實驗結果總結實驗結論，懂得實驗規范操作的重要性，并敢于嘗試將實驗結果應用于生活。

圖7 推測裝置的其它用途 圖8 分析實驗數據并得出結論

八、              實驗效果評價
整節課中始終以提高生物核心素養為目標：
（一）學生以酵母菌的呼吸作用為指導，分析發面現象，體現了生命觀念素養；
（二）能利用細胞呼吸原理，通過邏輯推理解決發面問題 ，體現了理性思維素養；
（三）基于給定的材料用具，設計并實施探究實驗體現了科學探究素養；
（四）通過本節課的學習，學生將發面的知識與身邊人分享，體現了社會責任素養。
 

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