“探究pH對(duì)過氧化氫酶的影響”的教學(xué)案例

戴程程

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2018）06-0092

一、教學(xué)思路

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，許多生物學(xué)的理論是人們通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)占據(jù)著非常重要的地位。而且實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)又是生物高考中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本著以學(xué)生為本的教學(xué)理念，積極主動(dòng)尋找解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)困難的途徑。本節(jié)課以學(xué)生的主動(dòng)探究與自主合作學(xué)習(xí)相結(jié)合，教師加以引導(dǎo)，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)，真正體現(xiàn)學(xué)生的主體性，構(gòu)建“學(xué)為主導(dǎo)、教為引導(dǎo)、開拓創(chuàng)新”的課堂氛圍。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

“探究pH對(duì)過氧化氫酶的影響”是學(xué)生高中階段第一次遇到的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生雖然在初中已經(jīng)進(jìn)行過一些科學(xué)探究活動(dòng)，也對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則有所了解，但是設(shè)計(jì)相對(duì)完善、可行性高的實(shí)驗(yàn)方案還是十分困難的。而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的內(nèi)容恰恰又是高考中的難點(diǎn)與重點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)操作方面，學(xué)生的動(dòng)手能力是比較弱的，希望通過實(shí)驗(yàn)，可以提高他們的動(dòng)手能力。所以把本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)定為：

1. 教學(xué)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)了解pH對(duì)酶活性的影響；初步學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)；能獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

2. 教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

要設(shè)計(jì)可行性的實(shí)驗(yàn)方案，第一步，必須先明確變量。變量可分為自變量、因變量、無關(guān)變量，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_變量，并且要求學(xué)生說出理由。自變量學(xué)生大多知道是不同的pH值，教師就引導(dǎo)會(huì)設(shè)置怎樣的pH值，依據(jù)是什么；在分析因變量時(shí)引導(dǎo)學(xué)生說出酶的活性→過氧化氫分解速率→氧氣產(chǎn)生速率（單位時(shí)間內(nèi)的氧氣量），并且強(qiáng)調(diào)過氧化氫分解的快慢只是用來檢測(cè)酶的活性是否發(fā)生了改變，同時(shí)也讓學(xué)生知道這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理；第二步，設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生在已知自變量、因變量的基礎(chǔ)上，以小組形式討論，填寫分組實(shí)驗(yàn)的步驟；最后又通過比較不同組的實(shí)驗(yàn)方案，評(píng)價(jià)優(yōu)缺點(diǎn)，得出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要遵循的科學(xué)性原則、等量原則、單一變量原則等原則。

本節(jié)課的另外一個(gè)重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)操作。為了降低實(shí)驗(yàn)操作的難度，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前展示實(shí)驗(yàn)裝置圖（已做修改），并且簡(jiǎn)要介紹主要儀器的使用方法及注意點(diǎn)，例如如何熟練地用排水法收集氧氣。

三、教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)目標(biāo)：通過活動(dòng)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出pH對(duì)過氧化氫酶的具體影響。

2. 能力目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生具備確認(rèn)變量，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立操作實(shí)驗(yàn)及分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。

3. 情感態(tài)度目標(biāo)：在活動(dòng)過程中，學(xué)生能養(yǎng)成質(zhì)疑，求實(shí)及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1），3%過氧化氫溶液、鮮肝勻漿，

緩沖液（pH5、pH6、pH7、pH8），注射劑等器材。

五、教學(xué)過程

六、教學(xué)反思

本節(jié)課中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)與教材中實(shí)驗(yàn)的不同之處主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1. 對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的是3組（pH6，pH7，pH8），而不是教材中的4組（pH5，pH6，pH7，pH8）。我們一般猜測(cè)一個(gè)最適宜的pH（pH7），然后在最適宜的pH值兩側(cè)同梯度情況下在做幾組，往往是對(duì)稱的，所以一般設(shè)置3組，5組，而不是4組。

2. 實(shí)驗(yàn)中先添加酶和pH緩沖液，然后再添加過氧化氫，這與教材中先把過氧化氫與pH緩沖液混合后再與酶接觸是不同的。一個(gè)原因是這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是通過pH影響酶活性，從而影響過氧化氫分解速率，過氧化氫在這里用于檢測(cè)酶活性在不同pH緩沖液中有無發(fā)生改變；第二個(gè)原因是如果過氧化氫與pH緩沖液先混合，過氧化氫會(huì)馬上分解，特別是堿性情況下，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3. 實(shí)驗(yàn)裝置與教材中的裝置做了一些小的改動(dòng)。教材中的裝置（如圖）必須把酶、過氧化氫、緩沖液先放進(jìn)反應(yīng)小室中再塞上塞子，其實(shí)過氧化氫（不與酶接觸也可以反應(yīng)）一放進(jìn)去就已經(jīng)反應(yīng)了，有氣體開始從瓶口跑出。改進(jìn)后的裝置是把過氧化氫最后注射進(jìn)出，這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾就比較小。同時(shí)也要考慮簡(jiǎn)易裝置（如圖），一方面，連接針筒的膠管比較難套上；另一方面，針筒的體積相對(duì)較小，很快就收集滿了，比較難統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間的收集量；還有一個(gè)原因是簡(jiǎn)易裝置不需要排水法收集氧氣，而這恰恰能培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，更可以加深因變量是單位時(shí)間的收集量的感官認(rèn)識(shí)。

（作者單位：浙江省寧波市象山中學(xué) 315000）