“影響酶催化作用的因素”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及體會(huì)

沈偉云

(浙江省嵊州市三江街道中心學(xué)校 312400)

思維品質(zhì)的深刻性即抽象邏輯性，是思維活動(dòng)的廣度、深度和難度。優(yōu)良的深刻性思維品質(zhì)有助于學(xué)生深入思考問(wèn)題，把握事物的規(guī)律和本質(zhì)特點(diǎn)，是學(xué)生分析解決問(wèn)題的重要條件。如何培養(yǎng)學(xué)生深刻性思維品質(zhì)是教師需要思考和研究的重要內(nèi)容。本文以探究“影響酶催化作用的因素”實(shí)驗(yàn)拓展為例，闡述如何發(fā)展學(xué)生的深刻性思維。

1 拓展影響因素，訓(xùn)練思維廣度

在探究“影響酶催化作用的因素”時(shí)，教材安排了溫度對(duì)酶的催化作用的影響實(shí)驗(yàn)，提及了“酶的催化作用易受溫度、酸堿度等外界因素的影響，而且不同的酶所需的最適外界條件往往有所不同”。筆者在引導(dǎo)學(xué)生探究pH對(duì)酶催化作用影響的基礎(chǔ)上，以作業(yè)形式布置學(xué)生上網(wǎng)收集“影響酶催化作用的因素還有哪些？”針對(duì)學(xué)生感興趣的影響因素，開(kāi)展交流討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

例如，以離子對(duì)酶催化作用的影響為例開(kāi)展探究，具體方案如下:①取2支分別編號(hào)為A、B的潔凈試管；②在A試管中滴加1%淀粉溶液2 mL、蒸餾水1 mL、2滴碘液；③在B試管中滴加1%淀粉溶液2 mL和氯化鈉溶液1 mL，以及碘液2滴；④觀察到A、B試管均顯藍(lán)色；⑤然后在2支試管中分別加入1 mL稀釋的唾液，并置于37℃的水浴中加熱，觀察到試管B藍(lán)色先褪去。經(jīng)查閱資料可知Na+對(duì)唾液淀粉酶的催化效率無(wú)影響，故此可得出Cl-能提高唾液淀粉酶的催化效率。

通過(guò)類(lèi)似方法，研究性學(xué)習(xí)小組還探究得出Cu2+能降低唾液淀粉酶的催化效率。結(jié)合學(xué)生收集到的信息，可知影響酶催化作用的因素除了pH、溫度等因素之外，還有紫外線(xiàn)、重金屬鹽、抑制劑、激活劑等。也有學(xué)生在探究pH對(duì)酶活性影響實(shí)驗(yàn)時(shí)提出，因碘液要與氫氧化鈉等堿性溶液反應(yīng)從而會(huì)影響預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果，建議選用過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫分解更為合適。通過(guò)拓展影響因素，進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生收集處理信息能力，也提高了學(xué)生發(fā)散性思維，訓(xùn)練了思維的廣度。

2 關(guān)注實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，增進(jìn)思維深度

科學(xué)實(shí)驗(yàn)要獲得成功，離不開(kāi)對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注。當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)提出質(zhì)疑時(shí)，教師應(yīng)把它作為重要的教學(xué)資源對(duì)待，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析討論，提出改進(jìn)方案，增進(jìn)學(xué)生思維的深度，促進(jìn)深刻性思維的發(fā)展。

例如，在探究溫度影響酶的催化活性時(shí)，在0℃、37℃、70℃水3次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加100℃沸水，在順利得出影響淀粉酶催化的最適溫度為37℃時(shí)，有學(xué)生提出質(zhì)疑，沸水浴中的淀粉為什么不變藍(lán)？難道是淀粉酶在沸水浴(100℃)中把淀粉分解了嗎？教師首先應(yīng)該肯定該學(xué)生關(guān)注實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，敢于質(zhì)疑的品質(zhì)，卻沒(méi)有直接告訴學(xué)生答案，而是以小組為單位開(kāi)展交流討論，制訂具體方案開(kāi)展探究：把淀粉溶液置于沸水浴10 min，然后滴加碘液，觀察到不變藍(lán)色，這說(shuō)明了高溫影響碘液與淀粉發(fā)生藍(lán)色反應(yīng)。然后把盛有加淀粉酶的一組淀粉溶液，冷卻到常溫后滴加碘液，就變藍(lán)色，這說(shuō)明淀粉酶在高溫下失去活性。有學(xué)生提出在0℃時(shí)為藍(lán)色的試管(內(nèi)有淀粉和淀粉酶)，在室溫環(huán)境中放置一段時(shí)間后，藍(lán)色慢慢消失了(低溫下淀粉酶沒(méi)有失去活性)。

通過(guò)學(xué)生提出的疑惑，運(yùn)用探究實(shí)驗(yàn)手段，不僅增進(jìn)學(xué)生對(duì)溫度影響酶的催化活性的理解，而且獲取了溫度達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)使酶失去活性的新知識(shí)，增進(jìn)了學(xué)生的思維深度。

3 開(kāi)展科學(xué)探究，提高思維難度

科學(xué)探究中每一個(gè)要素的目標(biāo)和整體的目標(biāo)都是分層次的，隨著教學(xué)的進(jìn)展，目標(biāo)和層次應(yīng)逐步提高?；诮滩膶?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際拓展的探究，有利于提高學(xué)生思維難度。

例如，在開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，有學(xué)生提出為什么吃菠蘿時(shí)，要將菠蘿浸泡在鹽水中幾分鐘再吃。通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)，由于菠蘿含有一種蛋白酶，能分解口腔黏膜和舌頭表面的蛋白質(zhì)，因此若不對(duì)菠蘿處理，吃后常有刺痛發(fā)麻的感覺(jué)。而鹽水卻能破壞這種菠蘿蛋白酶，使其失去活性。那么菠蘿中真的有蛋白酶嗎？教師引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究，取3只相同的小燒杯，編號(hào)分別為A、B、C，各放入0.5 cm3大小的果凍2小塊(成分為蛋白質(zhì))。在A燒杯中加入10 mL鮮榨菠蘿汁，B燒杯中加入10 mL蛋白酶溶液，在C燒杯中加入10 mL蒸餾水，均置于37℃的恒溫環(huán)境中。3 h后觀察，發(fā)現(xiàn)A、B燒杯中果凍消失了。由此可得出菠蘿中含有蛋白酶。為了探究鹽水能否抑制菠蘿酶的活性，又增加一個(gè)D小燒杯，在放入0.5 cm3大小的果凍、10 mL鮮榨菠蘿汁基礎(chǔ)上，再添加鹽水，觀察到果凍沒(méi)有明顯變化，由此說(shuō)明了鹽水能破壞菠蘿蛋白酶的活性。在研究性學(xué)習(xí)小組交流時(shí)，教師還提出了一個(gè)問(wèn)題：炒肉時(shí)，加入適量的菠蘿片會(huì)使肉更嫩更爛，你認(rèn)為加入菠蘿片的最佳時(shí)機(jī)是什么？(肉炒熱后起鍋前加入菠蘿片)。學(xué)生也提出問(wèn)題:“感冒清”膠囊外殼有什么作用？為什么要吞服而不是嚼服？唾液和淀粉經(jīng)吞咽后進(jìn)入胃中，唾液在胃酸的影響下還能繼續(xù)對(duì)淀粉的消化發(fā)揮作用嗎？大大豐富了課外科學(xué)探究的內(nèi)容。

在認(rèn)真分析教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從不同角度拓展深入，通過(guò)實(shí)驗(yàn)-分析-實(shí)驗(yàn)的方式，增強(qiáng)學(xué)生思維的廣度、深度、難度，使學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的“形”養(yǎng)成深刻的思維，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能力跨越的“實(shí)”。在發(fā)展學(xué)生深刻性思維的同時(shí)，也為教師如何基于教材實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展課外拓展探究提供了有益的啟示。