“探究影響酶活性的因素”教學案例

張曉偉

摘 要：就新課程背景下如何高效地開展實驗教學作了有益嘗試，學生在課前設計實驗方案并完成實驗，課上展示實驗方案、現象和結果，交流實驗操作過程中遇到的問題，在交流展示、相互質疑的思維碰撞中，反思實驗過程中的成功與失誤。

關鍵詞：實驗設計；自主學習；展示交流

“影響酶活性的因素”是《普通高中生物課程標準》的“活動建議”中列出的實驗和探究，也是高中生物必修1要求學生自主設計方案通過實驗探究來獲取生物科學知識的教學素材，是對生物科學研究方法的最好體驗。探究性學習是新課標倡導的基本理念之一，那么，在新課程背景下如何高效而有序地開展實驗教學，就成為教師在教學過程中需要解決的課題之一，本案例對此作出了有益的嘗試。

一、教學策略

采取“自主、合作、探究”的教學模式，精心創設問題，激發探究欲望，利用問題提示和實驗材料啟發，引導學生自主設計實驗方案，分組到實驗室完成實驗，課上通過小組討論和小組代表上臺展示，在交流、質疑的思維碰撞中，總結實驗過程中的成功與失誤，完善實驗方案，理解酶需要溫和條件的特性，初步掌握實驗設計的一般原則及控制變量的科學方法，突破重難點，達成教學目標。

二、探究過程

環節一：自主學習，設計方案

學生根據導學案中“設計實驗”部分所列問題，寫出探究實驗方案，并分組到實驗室完成實驗。

教師抽查批閱導學案，了解學情。對設計方案中存在的典型問題和好的做法認真記錄，并建議學生在小組展示環節中對這些做法進行交流討論。

環節二：小組討論，展示交流

教師用PPT展示學生自主學習的情況，指出存在的問題主要集中在兩個方面，實驗材料選擇不合理和實驗方案設計不嚴謹。在“探究pH對酶活性的影響”實驗中，有的同學選用淀粉酶進行實驗。在“探究溫度對酶活性的影響”實驗中，有的小組選用過氧化氫酶進行實驗；有的同學在實驗方案中只將底物在設定溫度下保溫，然后將未經保溫的酶溶液直接與底物混合；有的小組用斐林試劑檢測淀粉是否發生水解。

接下來讓學生針對實驗方案中存在的問題在組內與其他同學交流。在此過程中，教師進行巡視，傾聽學生討論，適時提示引導。

學生討論完畢，教師請各小組將本組最終的實驗方案書寫在黑板上，小組發言人介紹實驗步驟，描述實驗現象，與預期結果進行比較，并作出自我評價。展示過程中重點說明導學案中所列問題：

（1）選擇哪一種酶作實驗材料，為什么？

（2）實驗的自變量是什么？如何控制？實驗的因變量是什么？如何對其進行檢測？

（3）無關變量有哪些？如何進行控制？

（4）實驗結果和預期的一致嗎？若不一致，為什么會出現這樣的結果？

針對實驗方案的不完善之處，在其他同學的質疑和教師的點撥下，學生自主發現問題所在。

1.探究pH對酶活性的影響

本實驗不適合用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響。（過氧化氫受熱很容易分解）

2.探究溫度對酶活性的影響

（1）本實驗不適合用淀粉酶來探究pH對酶活性的影響。（酸能催化淀粉發生水解）

（2）只對淀粉進行了不同溫度的處理，淀粉酶溶液沒有進行預保溫，這樣的設計不嚴謹。（由于低溫的淀粉與常溫的淀粉酶溶液混合后會使淀粉的溫度發生變化，因此淀粉酶溶液也必須在同樣溫度下保溫相同的時間，再與對應溫度條件下的淀粉混合）

（3）選用斐林試劑檢測淀粉水解情況不合適。（由于斐林試劑檢驗還原糖必須水浴加熱，這樣會使低溫條件下的淀粉—淀粉酶溶液升溫，加快反應速率，影響實驗結果，所以應該用碘液檢驗淀粉是否被水解）

學生反思實驗過程中的不足之處，完善自己的設計方案。整個過程中學生積極思考，氣氛熱烈，小組合作學習富有實效。

環節三：分析結論，知識應用

根據實驗結果，學生得出探究結論：酶活性受溫度和pH的影響。

教師進一步說明以上實驗只是定性實驗，要想知道溫度和pH對酶活性影響的具體情況，還要做精確的定量實驗。

另一小組從酶的化學本質角度，分析了溫度和pH與酶活性的關系曲線。

教師引導學生說出生活中用過的含酶制品及其使用方法和注意事項。

最后由學生小組完成本節課的知識小結，教師重申對照性實驗設計的主要原則：單一變量原則、等量原則、對照原則、平行重復原則。

環節四：鞏固練習，拓展新知

學生完成達標檢測習題。

教師布置課后進一步了解影響酶促反應的其他因素。

三、課后反思

1.成功之處

（1）本課以課前“自主學習”、課堂上“小組合作探究”模式組織教學。解決學生自學中的疑惑，讓學生體驗合作的重要性，通過討論、交流和評價，培養了學生的思辨、評價和表達能力。

（2）學生合作探究過程中，教師給予適時的點撥和引導，突出教師在學生學習過程中的指導者、合作者、參與者的角色作用。

2.存在的不足

本節課欲改教材的定性實驗為定量實驗，讓學生分析比較淀粉酶在不同溫度條件下活性的高低，對培養學生的定量分析能力進行了初步嘗試。學生用一些簡單的方法，如“記錄試管中藍色消失所需的時間，并用時間的倒數”來表示酶的活性。教師向學生說明，這只是一種極簡易的表示方法，可以反映酶活性的高低，但并不精確。由于實驗條件和時間的限制，實驗最終未能取得成功。另外，本探究實驗在課下完成，課堂上沒有呈現學生進行實驗的過程和實驗效果。

參考文獻：

[1]黃澤運.酶活性調節的普遍性[J].中學生物教學，2005（Z1）：104.

[2]寧晁.影響酶活性的因素綜述[J].科技經濟導刊，2018，26（31）：125，127.

編輯 劉曉宇