吴开其 张 晋

(四川省泸县第二中学 泸州 646100)

本文结合郭华教授提出的“两次倒转”教学机制[1]，例谈以“酶本质—酶作用—酶催化作用的证明—酶催化机理”为线索展开的教学。

1 “倒过来”使得教与学具有意义

教学过程不是简单、孤立的传递知识过程，而是学生个体的认识过程，是“倒过来”的过程。

1.1 将新知识作为学生认识的起点 学生对酶的概念和作用并不是完全陌生。例如，在“蛋白质功能”和“分泌蛋白合成与运输”学习中都有涉及，教学中可先提出概念：“酶是活细胞产生的、具有催化作用的有机物”，作为学习的起点。新知识不是教学核心任务，只是帮助学生产生认知冲突，让学生更加清楚认识的方向。

1.2 将化解认知冲突作为课堂教学目标 笔者认为本节课的教学目标是解除学生真正的认知冲突：科学家怎样知道绝大多数酶是蛋白质，少数酶是核酸，又怎样理解和证明酶在化学反应中起催化作用。

1.3 教与学在化解认知冲突中统一 就教师呈现的“人类对活化能的认识”与“学生理解的酶促反应中酶作用机理”之间的矛盾而言，学生的学习任务就是：明白“降低反应活化能为什么就能加快反应速率”，而教师教的任务就是：多种方式和途径建立起“活化能与酶作用机理”之间的联系。师生需要共同努力去化解学生产生的认知冲突而使教学有意义。

2 “转回去”过程中自然完成“核心素养”的培养

“转回去”就是通过教师基于学情的引导将新知识像茶叶一样“泡开”，“新知识”作为认识起点，教与学从问题出发“生长”开去[2]，引导学生将新知识转化为前行的基础和力量。

2.1 将新知识引向问题是“责任”素养培养的开始 当学生正在专心识记关于酶的概念时，教师话锋一转：“大伙儿就这样‘无情’地汲取人类近200年的研究成果吗？你们忍心将这些曾经作过无限牺牲的科学家置之不理吗？”这两个问题本身不具问题思考的意义性，但是以反问的语气在暗示学生有责任去“缅怀”酶的发现历程。这样比起直接问：“酶的探索历程是怎样的？”可赋予学生根据人类成果创造未来历史的使命感和责任感，促使学生能够走进历史并有创造未来历史的能力、品格和情怀。

2.2 问题解决情境化有利于科学思维全面培养 有些概念性的、规律性的问题，需要就问题情境进行类比、分析、推理、创造性批判和演绎。例如，关于“酶降低活化能”问题的处理。首先，让学生先看动画，说出催化剂是怎样使得化学反应速率降低的；其次，在黑板上根据活化能概念，在图上绘出相应曲线a，以曲线的形式解释什么是活化能，请学生根据自己的理解划出表示“酶降低化学反应活化能”的曲线b，接着请学生继续绘出表示“无机催化剂降低化学反应活化能”的曲线c(图1)；再次，抛出“多个运动员跳高”例子，“千军万马参加高考”例子，让学生主动类比。在这样的认识过程中，学生也许会问到“横坐标能否表示时间？”“在催化剂条件下，酶不为反应物提供能量，为什么分子能量会自发上升？”通过这样问题，类比、推理、演绎形成自己对“催化剂降低活化能”的理解。

2.3 问题层次化促进科学探究深入进行 教材中除探究实验外，验证实验、一些实验设计片段以及一些探究假设引导都是科学探究“核心素养”培养不可缺的部分。例如，当提出“设计实验证明H2O2酶具有催化作用”这一议题时，可分解成几个关键问题进行层次化推进。问题①：要证明H2O2酶具有催化作用，可以证明其能加快反应速率，可以怎样设计实验？让学生完成图2所示的1号和2号试管表示的实验。问题②：图2所示的2号试管对应现象能完全说明H2O2酶在反应中起催化作用吗？师生讨论还有可能性是：H2O2酶和H2O2可能一起快速发生化学反应的结果。问题③：怎样设计实验去弥补刚才实验的缺陷？引导学生设计并操作如图2所示3号试管和4号试管对应的实验，证明反应前后酶本质没有改变。问题④：换个角度思考若H2O2酶在反应中起催化作用，我们还可以怎样证明？引导学生根据提供的实验器材设计图2所示的5号试管和6号试管对应的实验并操作，通过观察气球最后的大小，证明催化剂不会改变化学反应生成物的量。

3 两次“倒转”相辅相成推动“核心素养”培养螺旋式前行

教学其实是根据学情基点，结合新知识将认识推向一个新高度，再以新的高度为基础将认知推往另一个高度的过程。

3.1 “倒过来”是为“转回去”提供目标和新探讨点 首先，新的知识“酶的本质”本身就是学习的目标和学习的重点；其次，新知识唤起学生进一步达成目标的心智。让学生明白，自己与历史长河中的科学家相比，所欠缺的是需要培养责任担当，学习科学方法，锻炼科学思维，让科学发展的“火焰”蔓延；再次，“倒过来”为“转过去”提供新探讨点：如解决“为什么加热和加催化剂同样可以改变反应速率”这一问题，必须以“活化能”概念作为新知识成为进一步学习的起点。

3.2 “转回去”是为下一次学习铺垫新起点 一方面，教学过程需要将探讨不断展开，引出新问题。例如，“活化能”概念学习后，进一步关注的新问题：“如何解释FeCl3和H2O2酶催化效率不同？”又如，学习“控制变量”相关概念后，引向新问题：“说出之前设计的证明酶是催化剂是否符合控制变量法，如果不符合又应当怎样改善实验？”另一方面，教学过程更需要将问题深入，完成学习进阶。在整条教学主线上，需要一些拓展和延伸进行重难点的饱和处理，以此形成课堂分支深入下去。

3.3 “两次倒转”运作在课堂之间 新知识指向的新问题可以在课堂前、中、后生成，特别在课后产生的问题可为下一堂课作铺垫。课堂结尾是下一堂课“两次倒转”的开始，如本节教学可以诗歌朗诵结尾，悬念设置，承上启下，引起“酶的特性”新的学习。

古酿千年，闻一字而寻。

寻，只为你的原貌，

寻，只为你的骄傲。

你那单纯的本性是那么的熟悉，

你那特殊的魔力让人全盘折服。

催生出我生命中的多彩与幻化。