基于明析變量的酶實驗教學(xué)設(shè)計

馬蘭萍

( 河北省保定外國語學(xué)校 071000 )

科學(xué)素養(yǎng)是高中生核心素養(yǎng)不可或缺的一部分，它包含概念理解、科學(xué)過程、科學(xué)能力和科學(xué)探索四個要素[1]。重視實驗教學(xué)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是新課標(biāo)的基本理念之一?！懊浮边@一節(jié)內(nèi)容涉及的實驗較多，也是學(xué)生第一次認(rèn)識實驗變量和實驗對照。如何讓學(xué)生盡快熟悉實驗變量，學(xué)會對變量的控制、進行基本實驗設(shè)計是本節(jié)的重點和難點。

1 利用演示實驗，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師。怎樣快速抓住學(xué)生的注意力呢？教師準(zhǔn)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(xué)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(xiàn)象在學(xué)生頭腦中形成強烈的刺激，使學(xué)生產(chǎn)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(rèn)識實驗變量

已知H2O2在一定條件下可分解成H2O和O2，學(xué)生依據(jù)表1的步驟操作實驗，觀察實驗現(xiàn)象，填寫表格內(nèi)容。

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中與“控制變量”相關(guān)的內(nèi)容，找出本實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量，用紅筆標(biāo)出。學(xué)生經(jīng)常會將觀察指標(biāo)當(dāng)作實驗的因變量，所以教師在此要特別提出并引導(dǎo)學(xué)生有效區(qū)分觀察指標(biāo)和因變量。根據(jù)此實驗，教師指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會科學(xué)地設(shè)計實驗步驟(包括：分組編號、控制變量、培養(yǎng)或反應(yīng)相同的時間、觀察指標(biāo))，設(shè)置好實驗組和對照組，消除無關(guān)變量的影響。學(xué)生在獲取新知識以后能否學(xué)以致用，分析和解決相關(guān)問題呢？

表1 比較H2O2在不同條件下的分解

3 設(shè)計探究實驗，深化理解應(yīng)用

教師提出新的任務(wù)：“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?jǐn)?shù)0.5%的H2O2溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的HCl，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的NaOH溶液，蒸餾水；試管架，試管，鑷子，量筒，玻璃棒。

當(dāng)過氧化氫酶催化反應(yīng)發(fā)生時有氧氣的釋放，可使濾紙小圓片上浮，作為觀察的指標(biāo)。

學(xué)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(guān)變量，進一步檢驗學(xué)生對變量的認(rèn)識；在完成變量分析后，設(shè)計實驗步驟，操作實驗，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

教師巡視關(guān)注各組的實驗情況，觀察學(xué)生是否掌握基本的科學(xué)方法，能否和本組成員有效合作交流。筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計的實驗步驟方案主要有三種，表現(xiàn)出來的實驗現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)象明顯不同？教師抓住契機，鼓勵學(xué)生依據(jù)實驗?zāi)康?，?個方案進行評價。學(xué)生暢所欲言，通過比較討論發(fā)展批判性思維，最終達(dá)成一致意見，酸堿處理的對象應(yīng)該是酶，然后再讓處理后的酶與底物發(fā)生反應(yīng)，所以方案二獲得了認(rèn)可。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課以課堂實驗為依托，有效地創(chuàng)設(shè)情境，充分激發(fā)學(xué)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(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度；最后學(xué)生在實驗方案的設(shè)計、評價過程中質(zhì)疑、釋疑，追求真知，學(xué)會科學(xué)的方法?？傊?，每一個環(huán)節(jié)的設(shè)計都潛移默化地強化對實驗變量的認(rèn)識和控制，從而達(dá)到提高學(xué)生實驗探究能力的目的。