關于酶特性實驗探究裝置的研究

康峰 翟向軍

摘? 要：酶特性實驗裝置是基于高中生物學教材中酶一節內容進行設計的實驗裝置，該裝置將實現探究溫度對酶活性影響及探究同溫度下的其他條件對酶活性的影響等試驗。裝置實現了多組水浴鍋、試管架、比色架、移液管架等多組件集合同裝置，便捷、科學的進行實驗。

關鍵詞：酶特性實驗;實驗裝置;研究

1項目名稱

酶特性實驗探究裝置。

2項目摘要

生物是一門以實驗為基礎的學科，為了激發學生對奧妙有趣的生物有極大興趣，人教版高中生物教材中的探究性實驗較多，探究式實驗是在教材給出了相關信息之后，通過學生進行實驗，最后探究出相關內容的實驗。在這方面的設計上，傳統實驗器材存在組裝難、設計實驗的過程不能一次同裝置完成等缺點，本項目設計的酶特性實驗裝置能夠解決以上不足，從而達到實驗的有效性和高效性。

3該項目的背景和改進的基本思路

“酶的特性”是《普通高中課程標準生物教科書分子與細胞（必修1）》（人教版）第五單元第一節《降低化學反應活化能的酶》第二課時的內容。而這一內容所包含的實驗方案設計、實驗操作過程及實驗結果分析，是培養學生生物科學研究素養非常好的內容，對學生學習與研究生命科學的興趣將產生較大的影響。

探究性學習是學生自主獲取知識的學習方式，其突出特點是強調學生“親歷”。對于酶的特性，本項目設計了一套酶特性探究實驗裝置。該實驗首先能使學生從“聽和背”中解脫出來;其次，課本對酶特性的認識主要是以知識呈現來完成的，但課本的實驗均沒有專門的儀器來完成實驗，都是通過組裝化學一起來完成的，這樣就在時效性上趕不上，高中40分鐘的課堂好多實驗是完不成的，而本項目設計的實驗裝置，有一套專門的設備或專門的實驗盒，就能節約實驗，且能保證實驗的順利進行。

4該項目應用了哪些科學方法、科學原理

首先，從時效性來講，本實驗裝置能一次進行多個、多組實驗，因為該項目的設計將設置多水浴鍋裝置、調溫恒溫裝置、試管架、比色架、移液管架、出水控制等組合裝置。

其次，對學生而言，次裝置簡便可行，現象明顯，避免了多個自變量和因變量的分析，使推理性探究與實驗式探究相結合，大大降低了學生理解上的困難，這樣輕而易舉地突破了本節課的教學重難點。

最后，該實驗裝置能為學生提供親身體驗“做科學”的機會，使學生通過探究形成自己的觀點，真正成為學習的主體，而不是全盤接受他人的結論，真正從“聽和背”中解脫出來，體會設計實驗的原則，并體會學和做的樂趣。

5材料用具及設計圖

材料用具：亞克力板、泡沫膠、302膠、電鉆、開孔器、小臺鋸、溫控開關、加熱器、水龍頭等。

6項目制作過程

第一，利用亞克力板制作80cm?40cm?20cm槽一個，中間粘接80cm?60cm亞克力板一張，先將槽等分成2個，再將前槽等分制成20cm?20cm?20cm規格的水浴鍋4個。

第二，給水浴鍋安裝恒溫開關、加熱器、泄水閥，先給水浴鍋水槽開孔，每槽3空，分別為測溫器孔、加熱棒孔、泄水閥孔。安裝后用玻璃膠密封安裝孔。

第三，制作比色架、試管架、移液管架，均采用亞克力板，比色架安裝在水浴鍋上面，試管架及移液管架均安裝在水浴鍋后的槽內，試管架旁邊為廢液缸放置處。

制作時用開孔器和電鉆開孔不同規格的孔，相互銜接用玻璃膠及302膠粘接。

7項目使用過程

第一，探究不同溫度對酶活性的影響，將反應的不同溫度體系的同溫度的底物和酶在同溫度下預熱（該裝置可設計四組不同溫度，如：從左向右是個水浴鍋可設計150C、300C、450C、600C四組溫度組），如300C的反應組，將底物和酶在第二組水浴鍋中預熱后再混合后放置在原水浴鍋中反應，檢測反應后的顏色對比時，將反應試管置于比色架上比色探究。

第二，其他水浴加熱實驗，其他的有關水浴加熱實驗均可用該裝置實驗，四個水浴鍋單獨控制，獨立設計溫度，獨立完成實驗。

8該項目的創新點或改進點

整個裝置的使用要既科學，又容易讓學生操作和讓教師演示，節約時間，保證實驗的時效性。

裝置將水浴鍋（多只）、試管架、比色架、移液管架組裝在一起，方便實驗，集中實驗，同時集合的水浴鍋實現了不同溫度組別下的同裝置實驗。

9項目的使用情況和進一步完善的設想

該項目還存在設計制作粗糙等因素，還有待僅有的設計制作。