探究影響酶活性的因素實(shí)驗(yàn)之我見

曹建

【摘要】以溫度影響酶活性實(shí)驗(yàn)為例，探討該實(shí)驗(yàn)存在的問題和解決方法以及如何在實(shí)驗(yàn)探究中形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。

【關(guān)鍵詞】溫度；影響；酶活性

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）17-0278-02

探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)置初衷是鼓勵(lì)孩子主體探究，鼓勵(lì)學(xué)生直接參與而獲得新知，但實(shí)踐教學(xué)過程中舉步維艱。

一、影響酶活性實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中存在困難

1.該節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多，既要研究溫度又要研究PH對(duì)酶活性影響，從問題的提出、假設(shè)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟的制定，到實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的反思一節(jié)課內(nèi)難完成，不能真正做到自主探究并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)初衷。課堂上時(shí)間極緊張，探究性實(shí)驗(yàn)走過場(chǎng)，變成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，或者是“語言實(shí)驗(yàn)”。

2.即使教師給學(xué)生實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，但教師憂心學(xué)生在操作中浪費(fèi)時(shí)間而無效果，所以實(shí)際教學(xué)中教師親自設(shè)置詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生照著學(xué)案的步驟進(jìn)行，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)走向“模仿化”，學(xué)生自主思維消失，科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性只能“紙上談兵”。

二、影響酶活性實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施

對(duì)本節(jié)課的處理方式應(yīng)為“詳解一例，化繁就簡(jiǎn)，師生同問，實(shí)踐思考”，在有限的時(shí)間內(nèi)，重點(diǎn)操作一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生時(shí)間和空間集中在一個(gè)實(shí)驗(yàn)上，充分感受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的完整性。

措施一：詳解一例。在教學(xué)活動(dòng)過程中，采用“詳解一例”的方法從本節(jié)課選擇“溫度影響酶活性”的實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生從提出問題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、結(jié)果分析、過程討論等環(huán)節(jié)來充分體驗(yàn)單一變量原則、重復(fù)性原則、可行性原則。

措施二：提出問題，化繁就簡(jiǎn)。溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)較為寬泛的問題，而在教學(xué)過程中，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生將問題細(xì)化，提出一個(gè)具有操作性、指導(dǎo)性、可研究的具體化問題。同時(shí)實(shí)驗(yàn)材料應(yīng)該簡(jiǎn)便易得便于實(shí)驗(yàn)。

措施三：基于生活實(shí)際做出假設(shè)。假設(shè)的提出需要建立在已有的知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)之上，教師只需要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)基礎(chǔ)分析唾液淀粉酶的常用環(huán)境37℃左右，即可引導(dǎo)學(xué)生作出合理假設(shè)：在零到37℃之間，酶活性隨溫度的升高而增大，之后酶活性隨溫度的升高降低至失活。

措施四：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，師生同問，嚴(yán)謹(jǐn)思考。教師應(yīng)該結(jié)合教學(xué)現(xiàn)狀和生活實(shí)際考慮實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的一些因素，從而較好地完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。

①如何設(shè)置溫度？如何保證溫度的穩(wěn)定性？淀粉和淀粉酶原本的溫度是否會(huì)影響實(shí)驗(yàn)？醫(yī)學(xué)試驗(yàn)已經(jīng)表明唾液淀粉酶是耐高溫一種酶，所以37℃以上不適于引導(dǎo)學(xué)生以溫度梯度的方式來探究溫度對(duì)酶活性的影響，直接引導(dǎo)學(xué)生用一百攝氏度的溫度來進(jìn)行操作。為引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新性和嚴(yán)謹(jǐn)性實(shí)驗(yàn)思維，教師應(yīng)該開放性的引導(dǎo)學(xué)生設(shè)置31℃和42℃溫度條件進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生想到用恒溫水浴鍋或者冰水箱來保證試驗(yàn)過程中得到驗(yàn)證溫度穩(wěn)定性。引導(dǎo)學(xué)生考慮外在條件對(duì)實(shí)驗(yàn)溫度的影響，從而引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)淀粉和淀粉酶分別保溫五分鐘之后再進(jìn)行反應(yīng)。

②關(guān)于實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的設(shè)置。學(xué)生常會(huì)認(rèn)為室溫下的作用對(duì)象是對(duì)照組，教師有必要提出“能以室溫下加入淀粉和淀粉酶的試管作為對(duì)照嗎？”，因?yàn)樽饔脤?duì)象是底物淀粉，要看每個(gè)溫度下酶的催化效率，應(yīng)以未加酶的淀粉作為對(duì)照。所以該試管仍然是另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，而不是對(duì)照組。而如果不加酶，那么在考慮對(duì)比實(shí)驗(yàn)中單一變量原則，還應(yīng)該加入與酶等量的蒸餾水，如果不加，會(huì)有水和酶兩個(gè)變量，應(yīng)排除水對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。

③關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性及其他因素。如何避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性？如何進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果檢測(cè)？遵循實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性原則，設(shè)置重復(fù)組，在每個(gè)溫度梯度下，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各重復(fù)兩組。根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)不能用還原糖進(jìn)行檢測(cè)。因?yàn)檫€原糖的檢測(cè)需要恒溫水浴，會(huì)引入溫度變量。因此，該實(shí)驗(yàn)要選擇用等量的碘液檢測(cè)底物淀粉，根據(jù)顏色深淺來判斷試驗(yàn)結(jié)果以及淀粉的剩余情況。

措施五：討論拓展，實(shí)驗(yàn)思維延伸。對(duì)31℃和42℃下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行再分析。該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裼谩罢崽呛驼崽敲浮眮硖鎿Q“淀粉和淀粉酶”來進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)？能否用“蛋白溶液和蛋白酶”來進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)？原因呢？從而讓實(shí)驗(yàn)思維繼續(xù)延伸。

三、實(shí)驗(yàn)效果和教學(xué)反思

在課堂上完成實(shí)驗(yàn)之后，引導(dǎo)學(xué)生在課下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)書寫，實(shí)驗(yàn)過程反思，從問題的提出、假設(shè)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟的制定，到實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)的反思都能真正做到自主探究并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)初衷。這樣預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)反思的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式將對(duì)比實(shí)驗(yàn)一目了然，快捷清晰的展現(xiàn)，讓學(xué)生在對(duì)比中迅速找到實(shí)驗(yàn)結(jié)果也迅速高效地予以分析，從而提升學(xué)生思維的廣度和訓(xùn)練的深度，也極大地提高了學(xué)生分析對(duì)比提取信息的能力。

生物實(shí)驗(yàn)探究課以尊重學(xué)生對(duì)自我實(shí)驗(yàn)成果的思考方式引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)獲取信息，并進(jìn)行信息對(duì)比，從而對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行反思。改良后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式給學(xué)生留出更多的時(shí)間和空間，讓自我思考空間加大，自主學(xué)習(xí)能力提升。

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