对酶教学的实验设计与思考.docx
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对酶教学的实验设计与思考
对“酶”教学的实验设计与思考
附件：
参评作者信息采集表
姓名
汪云峰
性别
男
民族
汉
出生年月
1965．10
学历
本科
专业
生物
专业技
术职务
中学高级
单位全名
从化市从化中学
电话
87913362
单位地址
从化市街口街城内路239号
邮编
510900
家庭地址
从化市城郊街家和苑A1栋602
移动电话
88405406
E-mail
Wangyungfeng@
身份证号
432925************
注：
请每位参评作者都要填写。
对“酶”教学的实验设计与思考
从化中学汪云峰
探索实验法与发现法的本质是一致的，是直观教学法的发展。
它能使学生的多种知觉协同活动，提高感知的效率。
它能使理论和实践有机地结合起来，让学生真正体验发现真理、探索真理的过程，从而更好地掌握其中的科学方法。
这样，有利于培养学生的创新精神和创新能力，提高学生探索科学知识的本领。
人教版普通高中课程标准实验教科书《生物1》（必修）的《分子与细胞》模块，《第5章细胞的能量供应和利用》的《第1节降低化学反应活化能的酶》的重点与难点是“酶”的概念、本质、特性和影响酶作用发挥的条件。
为了突出重点、突破难点，本人采用探索实验法进行教学，收到了良好的教育、教学效果。
课前的一个星期就布置学生预习该节内容，要求每位学生设计一个与“酶”相关的研究实验，并及时提出一些疑难问题。
设计实验五天后，将设计方案交我处，我再将有关“问题”进行整理后带到课堂上去。
我将学生的设计实验进行归类和总结，发现绝大多数同学的研究集中酶的高效性、专一性、酶发挥作用受温度和pH值（或酸碱度）影响等问题上。
有的研究课题虽然相同，但研究的角度、设计的步骤又有明显增的不同。
例如：
在研究酶的专一性上，有的同学用淀粉酶去消化几种不同的物质；有的同学则是将不同的酶去消化同一种物质。
学生们是第一次设计生物学实验，总是或多或少地存在着一些问题，比较完整的实验设计为数不多。
但毕竟是一个开端、一个起步、一种尝试，学生的积极性很高，兴趣也很浓厚。
从这一点来看，学生的创新思维、创新精神得到了开启。
这一节课在实验室进行。
上课前，我与实验员老师做好一切准备，如准备了四张实验表格和其他各种器材、药品、试剂等，实验材料尽可能地准备得多一些，以应对学生的突发奇想。
学生的设计实验，在我查阅、批改后课代表已经提前发了下去。
上课时，首先肯定大家的实验设计，同时指出不足。
我将4张实验表格挂出，把16个实验小组分成四个大组，一、二、三、四大组分别按照实验表格
（一）、
（二）、（三）、（四）进行实验。
每个小组在实验后派一个代表将观察到的实验现象填到表格中，每个大组推荐一位同学将所得的实验结论填上。
每一个小组在做完规定实验后，可以改变实验步骤、角度、材料等进行新的实验，包括原来自己设计的。
小组不能解决的问题，可以与其他同学和老师们讨论解决。
然后，让同学们开始做实验。
以下是出示的实验表格：
实验表格
（一）
试管编号
1
2
3
4
实
验
步
骤
1、0.5mol/L的H2O2（ml）
2
2
2
2
2、实验处理
常温
90℃左右水浴
滴2滴FeCl3溶液
滴2滴肝脏研磨液
实
验
现
象
1小组观察的
2小组观察的
3小组观察的
4小组观察的
实验结论
实验表格
（二）
试管编号
1
2
3
4
实
验
步
骤
1、3%的可溶性淀粉溶液（ml）
4
—
4
—
2、3%的蔗糖溶液（ml）
—
4
—
4
3、2%的新配制的淀粉酶溶液（ml）
—
—
1
1
4、蒸馏水（ml）
1
1
—
—
5、37℃恒温处理（分钟）
15
15
15
15
6、本迪森试剂（ml）
1
1
1
1
7、沸水浴（分钟）
3
3
3
3
实
验
现
象
5小组观察的
6小组观察的
7小组观察的
8小组观察的
实验结论
说明：
（1）滴加本迪森试剂，如出现黄色，则证明溶液中有还原性糖；
（2）唾液淀粉酶能将淀粉水解成麦芽糖，蔗糖由葡萄糖和果糖组成；
（3）麦芽糖、葡萄糖具有还原性，淀粉、蔗糖、果糖不具还原性。
实验表格（三）
试管编号
1
2
3
4
5
实
验
步
骤
1、体积分数3%的过氧化氢溶液（ml）
2
2
2
2
2
2、相应的缓冲液（ml）
3
3
3
3
3
3、调节pH值
4.80
5.80
6.80
7.80
8.80
4、新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨溶液（ml）
1
1
1
1
1
实
验
现
象
9小组观察的
10小组观察的
11小组观察的
12小组观察的
实验结论
实验表格（四）
试管编号
1
2
3
4
5
实
验
步
骤
1、3%的可溶性淀粉溶液（ml）
5
5
5
5
5
2、恒温处理15分钟
3
3
3
3
3
3、2%的新配制的淀粉酶溶液（ml）
0℃
15℃
37℃
60℃
100℃
4、恒温处理5分钟
1
1
1
1
1
5、滴加碘液（滴）
2
2
2
2
2
实
验
现
象
13小组观察的
14小组观察的
15小组观察的
16小组观察的
实验结论
在填写观察实验现象时，有些小组填好后，经过再次实验、观察、思考又回过头来进行修改。
当所有小组都完成实验时，要求大家停下共同讨论有关“酶”的四个实验结论。
第一大组的实验结论为：
酶具有高效性。
但第2小组的周明明同学问：
“老师，酶绝大多数蛋白质。
我们能用双缩脲试剂证明吗？
”我给予了肯定并对该同学敢于提出问题进行了表扬，鼓励同学们敢于思考问题、提出问题。
有位伟人曾经说过：
发现问题、提出问题往往比解决问题更重要。
我说：
“现在，第一、二大组用肝脏研磨液，第三、四大组用鸡蛋清调成蛋白液（原准备好的），分别进行双缩脲反应实验，证明酶是不是蛋白质。
”
实验步骤如下：
2ml蛋白质（或唾液）+2ml双缩脲试剂A（10%NaOH）→摇匀→3、4滴双缩脲试剂B（1%CuSO4）→摇匀→观察颜色。
结果都呈蓝色。
我还未开口，就有同学说：
“老师，肝脏研磨液中除了过氧化氢酶以外，应该有还其他的蛋白质。
该实验设计方案不准确！
应当没有杂质的纯酶，才行！
”我抓住这一时机，介绍了实验设计的基本原则：
即科学性原则、严谨性原则、对照性原则、单一变量原则、可重复性原则、对实验结果正确表达处理的原则。
我说：
“第二、四大组所用的2%的新配制的淀粉酶溶液是纯酶试剂，你们可以继续进行上述实验。
”二分钟后，在家都露出了笑容，也就默认了酶是蛋白质。
其实，科学家发现有少数的RNA也有催化作用，它们也是酶。
所以，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。
第二大组的实验结论为：
酶具有专一性。
同时大家一致认为：
正因为酶具有专一性，所以生物体内每分钟才能进行成千上万次的生物化学反应。
在成千上万次的生物化学反应中，每一种化学反应所需要的酶是不一样的，因此我们可以推导出：
酶也具有多样性。
第三大组的实验结论为：
酶的催化作用受pH值（或酸碱度）的影响。
即酶的活性在一定pH值范围内，随pH值的升高而升高；超过一定的pH值后，则随pH值的升高，反而下降。
第四大组的实验结论为：
酶的催化效率受温度的影响。
即酶的活性在一定温度范围内，随温度的升高而升高；超过一定温度，随温度的升高反而下降。
有些同学问：
“在教材的P84材料用具的最后，为什么要建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH值对酶活性的影响？
”我鼓励他们去进行实验，让实验来说明问题。
通过他们的实验和我的解释，同学们明白了其中的道理。
在用淀粉酶探究pH值对酶活性的影响时，如果只用2滴碘液，则少量的单质碘会与碱性试管中的碱发生化学反应，从而不存在单质碘，结果有淀粉却不出现蓝色的现象。
因而需要滴加较多的碘液，才能达到应有的效果。
其实这中间已经隐藏了一个变量，相当于有两个实验变量，不符合单一变量原则。
在用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响时，温度既影响酶的活性，同时也影响过氧化氢本身的分解，这就有两个变量了，也不符合单一变量的原则。
与同学们共同总结出酶的概念、本质、特性及影响酶发挥作用的条件。
这大大加深了学生对知识的认识、理解和掌握，也大大提高了学生分析问题和解决问题的能力。
与照本宣科地讲实验和做验证性实验相比，这种效果好得多。
我不断地鼓励大家：
要敢于向权威挑战，不要墨守成规。
实验的结果与书本是否一致并不重要，关键在于要对实验的过程有一个正确的分析。
实验正确有正确的理由，错误有错误的原因，只要对错误的实验结果有一个正确的分析，同样值得赞扬的。
哪一位科学家的成功，不是在无数次的失败之后获得的。
对于科学来说，来不得半点虚假，一定要实事求是，这是科学研究的最基本的准则。
总结完后，让同学们继续他们原来的实验、探讨问题，我与实验员老师来回解答同学们的问题。
对于学生的提问，尽力去引导，而不是直接说出答案，能通过实验证明的就让他们自己去做，这样获得的知识才印象深刻，永不忘记。
学生在探究实验的过程中，通过积极思维、手脑并用、分工合作，探索性地解决了实验问题，培养了学生的合作精神，开发了他们的智力，挖掘了他们的潜能。
这样有利于激发同学们的探索精神、创新精神，发挥学生的主动性和主体性的作用。
课堂活跃，教师不再是知识的权威，而是实验的组织者、引导者、参与者、协作者、服务员。
学生在宽松、融洽的氛围里学习、实验，感到特别的轻松和愉快，不再象以前一样学生做验证性实验，一进实验室就忙于抄写实验报告。
另外，在整个探索性实验中，不时学习成绩不理想的学生，多数人在进行实验操作，而成绩好的在理论和技术指导，但个个认真仔细，发挥着各自的长处，这对于全面提高学生素质是一种很好的组织教学形式，这也启发我们教师：
应多将演示实验、验证性实验转化为学生的探究性实验，让他们去探索，给予锻炼的机会，培养他们的能力，提高他们的素质。
当然，教师要花费更多的时间和精力组织，去设计这种课，也确实存在一些困难，这是本人的一点粗浅的尝试，供大家参考与指正。
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