“探究影响酶活性的因素”教学案例

张晓伟

摘 要：就新课程背景下如何高效地开展实验教学作了有益尝试，学生在课前设计实验方案并完成实验，课上展示实验方案、现象和结果，交流实验操作过程中遇到的问题，在交流展示、相互质疑的思维碰撞中，反思实验过程中的成功与失误。

关键词：实验设计；自主学习；展示交流

“影响酶活性的因素”是《普通高中生物课程标准》的“活动建议”中列出的实验和探究，也是高中生物必修1要求学生自主设计方案通过实验探究来获取生物科学知识的教学素材，是对生物科学研究方法的最好体验。探究性学习是新课标倡导的基本理念之一，那么，在新课程背景下如何高效而有序地开展实验教学，就成为教师在教学过程中需要解决的课题之一，本案例对此作出了有益的尝试。

一、教学策略

采取“自主、合作、探究”的教学模式，精心创设问题，激发探究欲望，利用问题提示和实验材料启发，引导学生自主设计实验方案，分组到实验室完成实验，课上通过小组讨论和小组代表上台展示，在交流、质疑的思维碰撞中，总结实验过程中的成功与失误，完善实验方案，理解酶需要温和条件的特性，初步掌握实验设计的一般原则及控制变量的科学方法，突破重难点，达成教学目标。

二、探究过程

环节一：自主学习，设计方案

学生根据导学案中“设计实验”部分所列问题，写出探究实验方案，并分组到实验室完成实验。

教师抽查批阅导学案，了解学情。对设计方案中存在的典型问题和好的做法认真记录，并建议学生在小组展示环节中对这些做法进行交流讨论。

环节二：小组讨论，展示交流

教师用PPT展示学生自主学习的情况，指出存在的问题主要集中在两个方面，实验材料选择不合理和实验方案设计不严谨。在“探究pH對酶活性的影响”实验中，有的同学选用淀粉酶进行实验。在“探究温度对酶活性的影响”实验中，有的小组选用过氧化氢酶进行实验；有的同学在实验方案中只将底物在设定温度下保温，然后将未经保温的酶溶液直接与底物混合；有的小组用斐林试剂检测淀粉是否发生水解。

接下来让学生针对实验方案中存在的问题在组内与其他同学交流。在此过程中，教师进行巡视，倾听学生讨论，适时提示引导。

学生讨论完毕，教师请各小组将本组最终的实验方案书写在黑板上，小组发言人介绍实验步骤，描述实验现象，与预期结果进行比较，并作出自我评价。展示过程中重点说明导学案中所列问题：

（1）选择哪一种酶作实验材料，为什么？

（2）实验的自变量是什么？如何控制？实验的因变量是什么？如何对其进行检测？

（3）无关变量有哪些？如何进行控制？

（4）实验结果和预期的一致吗？若不一致，为什么会出现这样的结果？

针对实验方案的不完善之处，在其他同学的质疑和教师的点拨下，学生自主发现问题所在。

1.探究pH对酶活性的影响

本实验不适合用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响。（过氧化氢受热很容易分解）

2.探究温度对酶活性的影响

（1）本实验不适合用淀粉酶来探究pH对酶活性的影响。（酸能催化淀粉发生水解）

（2）只对淀粉进行了不同温度的处理，淀粉酶溶液没有进行预保温，这样的设计不严谨。（由于低温的淀粉与常温的淀粉酶溶液混合后会使淀粉的温度发生变化，因此淀粉酶溶液也必须在同样温度下保温相同的时间，再与对应温度条件下的淀粉混合）

（3）选用斐林试剂检测淀粉水解情况不合适。（由于斐林试剂检验还原糖必须水浴加热，这样会使低温条件下的淀粉—淀粉酶溶液升温，加快反应速率，影响实验结果，所以应该用碘液检验淀粉是否被水解）

学生反思实验过程中的不足之处，完善自己的设计方案。整个过程中学生积极思考，气氛热烈，小组合作学习富有实效。

环节三：分析结论，知识应用

根据实验结果，学生得出探究结论：酶活性受温度和pH的影响。

教师进一步说明以上实验只是定性实验，要想知道温度和pH对酶活性影响的具体情况，还要做精确的定量实验。

另一小组从酶的化学本质角度，分析了温度和pH与酶活性的关系曲线。

教师引导学生说出生活中用过的含酶制品及其使用方法和注意事项。

最后由学生小组完成本节课的知识小结，教师重申对照性实验设计的主要原则：单一变量原则、等量原则、对照原则、平行重复原则。

环节四：巩固练习，拓展新知

学生完成达标检测习题。

教师布置课后进一步了解影响酶促反应的其他因素。

三、课后反思

1.成功之处

（1）本课以课前“自主学习”、课堂上“小组合作探究”模式组织教学。解决学生自学中的疑惑，让学生体验合作的重要性，通过讨论、交流和评价，培养了学生的思辨、评价和表达能力。

（2）学生合作探究过程中，教师给予适时的点拨和引导，突出教师在学生学习过程中的指导者、合作者、参与者的角色作用。

2.存在的不足

本节课欲改教材的定性实验为定量实验，让学生分析比较淀粉酶在不同温度条件下活性的高低，对培养学生的定量分析能力进行了初步尝试。学生用一些简单的方法，如“记录试管中蓝色消失所需的时间，并用时间的倒数”来表示酶的活性。教师向学生说明，这只是一种极简易的表示方法，可以反映酶活性的高低，但并不精确。由于实验条件和时间的限制，实验最终未能取得成功。另外，本探究实验在课下完成，课堂上没有呈现学生进行实验的过程和实验效果。

参考文献：

[1]黄泽运.酶活性调节的普遍性[J].中学生物教学，2005（Z1）：104.

[2]宁晁.影响酶活性的因素综述[J].科技经济导刊，2018，26（31）：125，127.

编辑 刘晓宇