關(guān)于酶特性實(shí)驗(yàn)探究裝置的研究

康峰 翟向軍

摘? 要：酶特性實(shí)驗(yàn)裝置是基于高中生物學(xué)教材中酶一節(jié)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置將實(shí)現(xiàn)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(yàn)。裝置實(shí)現(xiàn)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(xué)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：酶特性實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)裝置;研究

1項(xiàng)目名稱

酶特性實(shí)驗(yàn)探究裝置。

2項(xiàng)目摘要

生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，為了激發(fā)學(xué)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(shí)驗(yàn)較多，探究式實(shí)驗(yàn)是在教材給出了相關(guān)信息之后，通過學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后探究出相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。在這方面的設(shè)計上，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材存在組裝難、設(shè)計實(shí)驗(yàn)的過程不能一次同裝置完成等缺點(diǎn)，本項(xiàng)目設(shè)計的酶特性實(shí)驗(yàn)裝置能夠解決以上不足，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)的有效性和高效性。

3該項(xiàng)目的背景和改進(jìn)的基本思路

“酶的特性”是《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)生物教科書分子與細(xì)胞（必修1）》（人教版）第五單元第一節(jié)《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》第二課時的內(nèi)容。而這一內(nèi)容所包含的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，是培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)研究素養(yǎng)非常好的內(nèi)容，對學(xué)生學(xué)習(xí)與研究生命科學(xué)的興趣將產(chǎn)生較大的影響。

探究性學(xué)習(xí)是學(xué)生自主獲取知識的學(xué)習(xí)方式，其突出特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)學(xué)生“親歷”。對于酶的特性，本項(xiàng)目設(shè)計了一套酶特性探究實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)首先能使學(xué)生從“聽和背”中解脫出來;其次，課本對酶特性的認(rèn)識主要是以知識呈現(xiàn)來完成的，但課本的實(shí)驗(yàn)均沒有專門的儀器來完成實(shí)驗(yàn)，都是通過組裝化學(xué)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(shí)驗(yàn)是完不成的，而本項(xiàng)目設(shè)計的實(shí)驗(yàn)裝置，有一套專門的設(shè)備或?qū)ｉT的實(shí)驗(yàn)盒，就能節(jié)約實(shí)驗(yàn)，且能保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

4該項(xiàng)目應(yīng)用了哪些科學(xué)方法、科學(xué)原理

首先，從時效性來講，本實(shí)驗(yàn)裝置能一次進(jìn)行多個、多組實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵擁?xiàng)目的設(shè)計將設(shè)置多水浴鍋裝置、調(diào)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(xué)生而言，次裝置簡便可行，現(xiàn)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(shí)驗(yàn)式探究相結(jié)合，大大降低了學(xué)生理解上的困難，這樣輕而易舉地突破了本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)。

最后，該實(shí)驗(yàn)裝置能為學(xué)生提供親身體驗(yàn)“做科學(xué)”的機(jī)會，使學(xué)生通過探究形成自己的觀點(diǎn)，真正成為學(xué)習(xí)的主體，而不是全盤接受他人的結(jié)論，真正從“聽和背”中解脫出來，體會設(shè)計實(shí)驗(yàn)的原則，并體會學(xué)和做的樂趣。

5材料用具及設(shè)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(guān)、加熱器、水龍頭等。

6項(xiàng)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(guī)格的水浴鍋4個。

第二，給水浴鍋安裝恒溫開關(guān)、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(nèi)，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(guī)格的孔，相互銜接用玻璃膠及302膠粘接。

7項(xiàng)目使用過程

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

第二，其他水浴加熱實(shí)驗(yàn)，其他的有關(guān)水浴加熱實(shí)驗(yàn)均可用該裝置實(shí)驗(yàn)，四個水浴鍋單獨(dú)控制，獨(dú)立設(shè)計溫度，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。

8該項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)或改進(jìn)點(diǎn)

整個裝置的使用要既科學(xué)，又容易讓學(xué)生操作和讓教師演示，節(jié)約時間，保證實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，集中實(shí)驗(yàn)，同時集合的水浴鍋實(shí)現(xiàn)了不同溫度組別下的同裝置實(shí)驗(yàn)。

9項(xiàng)目的使用情況和進(jìn)一步完善的設(shè)想

該項(xiàng)目還存在設(shè)計制作粗糙等因素，還有待僅有的設(shè)計制作。