基于明析變量的酶實驗教學設計

馬蘭萍

( 河北省保定外國語學校 071000 )

科學素養是高中生核心素養不可或缺的一部分，它包含概念理解、科學過程、科學能力和科學探索四個要素[1]。重視實驗教學、倡導探究性學習是新課標的基本理念之一。“酶”這一節內容涉及的實驗較多，也是學生第一次認識實驗變量和實驗對照。如何讓學生盡快熟悉實驗變量，學會對變量的控制、進行基本實驗設計是本節的重點和難點。

1 利用演示實驗，激發學習興趣

興趣是最好的老師。怎樣快速抓住學生的注意力呢？教師準備了一個演示實驗：在錐形瓶中裝入適宜濃度的H2O2溶液(錐形瓶置于白磁盤中)，請一位學生戴上護目鏡和膠皮手套，將試劑瓶中的未知溶液(其實是稀釋雞肝研磨液)加入錐形瓶中，立刻有大量的氣泡噴涌而出。新奇的實驗現象在學生頭腦中形成強烈的刺激，使學生產生探究的欲望，從而引出“比較H2O2在不同條件下的分解”實驗。

2 動手操作實驗，認識實驗變量

已知H2O2在一定條件下可分解成H2O和O2，學生依據表1的步驟操作實驗，觀察實驗現象，填寫表格內容。

指導學生閱讀教材中與“控制變量”相關的內容，找出本實驗的自變量、因變量和無關變量，用紅筆標出。學生經常會將觀察指標當作實驗的因變量，所以教師在此要特別提出并引導學生有效區分觀察指標和因變量。根據此實驗，教師指導學生學會科學地設計實驗步驟(包括：分組編號、控制變量、培養或反應相同的時間、觀察指標)，設置好實驗組和對照組，消除無關變量的影響。學生在獲取新知識以后能否學以致用，分析和解決相關問題呢？

表1 比較H2O2在不同條件下的分解

3 設計探究實驗，深化理解應用

教師提出新的任務：“探究pH對酶活性的影響”。

材料用具：打孔器打出的濾紙小圓片(浸泡過肝臟研磨液)，體積分數0.5%的H2O2溶液，質量分數5%的HCl，質量分數5%的NaOH溶液，蒸餾水；試管架，試管，鑷子，量筒，玻璃棒。

當過氧化氫酶催化反應發生時有氧氣的釋放，可使濾紙小圓片上浮，作為觀察的指標。

學生以實驗小組為單位，探究分析該實驗的自變量、因變量和無關變量，進一步檢驗學生對變量的認識；在完成變量分析后，設計實驗步驟，操作實驗，觀察并記錄實驗現象。

教師巡視關注各組的實驗情況，觀察學生是否掌握基本的科學方法，能否和本組成員有效合作交流。筆者發現學生設計的實驗步驟方案主要有三種，表現出來的實驗現象也有明顯差別。教師找三組代表分別展示自己的實驗步驟方案和實驗現象。

表2 方案一：探究pH對酶活性的影響

表3 方案二：探究pH對酶活性的影響

表4 方案三：探究pH對酶活性的影響

為什么實驗步驟不同，實驗現象明顯不同？教師抓住契機，鼓勵學生依據實驗目的，對3個方案進行評價。學生暢所欲言，通過比較討論發展批判性思維，最終達成一致意見，酸堿處理的對象應該是酶，然后再讓處理后的酶與底物發生反應，所以方案二獲得了認可。

4 教學反思

本節課以課堂實驗為依托，有效地創設情境，充分激發學生的探究欲望；通過實驗操作、觀察，實事求是地記錄分析實驗現象，培養學生的科學態度；最后學生在實驗方案的設計、評價過程中質疑、釋疑，追求真知，學會科學的方法。總之，每一個環節的設計都潛移默化地強化對實驗變量的認識和控制，從而達到提高學生實驗探究能力的目的。