淺析改進實驗以提高生物實驗教學的有效性

劉莉

摘 要 通過改進教材中的“探究pH對過氧化氫酶的影響”的實驗，引導學生改進實驗裝置、設計、操作實驗，并針對實驗中出現的問題，進行討論后再設計、再實驗來解決問題，從而提高了實驗教學的有效性。

關鍵詞 過氧化氫酶 實驗改進 教學有效性

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

在高中生物學課程實施中，實驗教學并未真正得到足夠的重視，學生的實驗操作技能、實驗探究能力等得不到全面的鍛煉，而實驗內容又是歷年生物高考的熱點，學生在高考中的實驗得分不高。如何在有限的課堂教學中，激發學生對實驗探究的欲望，參與到實驗研究中來，在參與中發現問題、分析問題、解決問題，并逐步提高生物學素養，教師都在積極探索與實踐。“探究pH對過氧化氫酶的影響”是浙科版高中《生物》必修1第三章第三節“酶”中的活動。在浙科版的教材中，這個實驗的操作步驟繁瑣，特別是“操作小室”制作的不穩定性導致實驗失誤率較高，而教材對實驗步驟的描述也五次使用“小心”，并多次使用“注意”“切勿”等字眼，可見其操作要求較高。筆者引導學生設計了簡單的裝置，簡化了實驗步驟，縮短了實驗的時間，使學生有更多的時間解決實驗中出現的各種問題。這樣在達到教材實驗目的的同時，培養了學生發現問題和解決問題的能力，提高了實驗教學的有效性。

1 質疑教材，課前準備

在“酶”的概念這節課快結束時，筆者提醒學生閱讀下一課教材，根據提供的實驗材料（另提供FeCl3溶液、鮮馬鈴薯、打孔器、剪刀、注射器、橡皮塞等），通過實驗了解“酶的催化效率”和“pH對過氧化氫酶的影響”。教師布置改進實驗裝置的任務。

2 設計實驗，得出結果

筆者采用任務驅動模式，延伸教材實驗，提升學生的探究能力。教師要求學生根據所給的材料用具設計實驗，并給予適當的提示和說明。如實驗原理是什么？為什么要更改實驗裝置，改進后有什么好處？過氧化氫酶的催化效率的觀測指標是什么？打孔器的作用是什么？……學生根據所給的材料用具，依次說出上述問題的答案。之后教師讓學生分組設計實驗步驟，討論分析其方案的合理性后，再通過實驗操作進行探究。本環節可以充分激發學生對實驗探究的欲望，讓更多的學生參與的實驗中來。學生只有充分參與了，才能回答出上述問題。

任務一：利用所給材料，探究不同材料（有機催化劑和無機催化劑）對H2O2分解速率的影響，教師的適當提示討論，學生很容易設計出圖1的實驗裝置。

要使實驗結果具有準確性和說服力，必須關注實驗過程中的各種誤差。教師此時應該給予適當的提示和糾錯，如什么因素可導致誤差的產生。各學生小組整理碰到的問題，獨立思考或討論后，再次實驗進行解決。

典型的問題及解決方案：

（1） 用注射器吸取溶液時，針筒內往往會有氣泡，導致數據偏大。解決方法是把針頭的一端向上舉起，輕輕推動活塞排出多余空氣，為了保證時間的統一性，多位操作者同時做實驗，求平均值，以求減少誤差。

（2） 采用FeCl3溶液和馬鈴薯圓片催化效果的差異不顯著。解決方法是將馬鈴薯片改為勻漿即可。

（3） 加入鮮馬鈴薯勻漿液，反應劇烈，迅速產生大量的氣泡，針頭插入處容易有氣泡漏出。解決方法是減少勻漿液的用量，或者降低其濃度，或者將針頭插入橡膠塞深一些。

（4） 注射器中的氣體非勻速推動活塞上升。解決方法是做若干只注射器，多次預實驗后挑選活塞與注射器壁摩擦力相似的注射器，再做實驗。

任務二：利用所給的材料，探究pH對過氧化氫酶的影響（建議用量：體積分數為3%的H2O2 溶液2 mL，緩沖液2 mL，直徑為1 cm馬鈴薯圓5片）。

學生通過設計任務一，能討論出不同的解決的方案，并輕松解決實驗中出現的問題。

將各組測得的氣體量填入表1。

教師根據實驗結果，引導學生分析鮮馬鈴薯勻漿液的催化效果要高于FeCl3溶液的原因，說明有機催化劑的催化效果要高于無機催化劑。

從表2的結果可以看出，使用馬鈴薯圓片，單位時間內的催化效率沒有馬鈴薯勻漿液的催化效率高。pH為7.0的條件下，H2O2酶的催化效率最高。

3 學生總結，得出結論

“探究pH對過氧化氫酶的影響”是實驗教學的重難點，將教材中的實驗進行適當的改進，學生不僅能夠有效的掌握教學大綱要求的實驗操作技能，而且對未知的實驗產生濃厚的探究興趣，學生從中體驗實驗成功的喜悅。

蘇霍姆林斯基曾說：“如果教師不想方設法使學生產生情緒高昂和智力振奮的內心狀態，就急于傳授知識，那么這種知識只能使人產生冷漠的心情，學習就會成為學生的負擔。”通過以教師為主導、學生為主體的實驗探究活動，要求學生在討論問題時，善于聽取他人意見，平等辯論；既不盲目服從，也不固執己見，要有根據，具有相互學習的優良品質。這樣在探究實驗教學中，能使學生在教師構建的一種具有開放性、整體性、變革性的新課程體系下，接受情感、態度和思維方法的熏陶，領悟到生物教學中那種“隨風潛入夜，潤物細無聲”的美妙。