探究影响酶活性的因素

李金玲

一、教材分析

探究影响酶活性的条件，是高中生物学教材中第一个探究性实验。影响酶活性的因素有很多，本节课具体研究pH值和温度對酶活性的影响。本实验具有取材方便、实验原理简单，操作容易等特点。因此我将本次实验课设计成开放性的探究活动，整个实验过程让学生自主选择实验材料，通过小组合作的形式，设计和操作实验过程，培养学生学会依据实验目的，控制自变量，限制和控制无关变量，观察和测量因变量的科学方法，锻炼学生对实验结果进行分析讨论的能力。

根据新课程标准并结合学生实际，我设定的教学目标如下：

【教学目标】

知识与技能目标：明确影响酶活性的因素及每种因素与酶活性之间的关联;

过程与方法目标：自主拟定实验方案，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化;

情感态度和价值观目标：体会科学探究的基本过程和方法。

【教学重点】影响酶活性的因素;酶的作用条件。

【教学难点】自主设计实验方案，设计控制变量的科学方法。

【教学方法】探究法、讨论法、实验法。

二、教学过程

教学流程图

1.情境导入

教师播放短视频：用过氧化氢溶液作为消毒剂处理伤口，试剂一接触伤口就会产生气泡，提问：为什么会出现这样的现象？双氧水的存放条件是什么？依据的原理是什么？

【引入课题】

【设计意图】以生活现象引发学生思考：酶的催化作用受到哪些因素的影响？将科学探究与现实问题相结合，不仅有助于提高学生探究的兴趣，更让学生体会到生物科学与社会生活的关系，提高学生参与社会活动的能力，体现了新课程“注重与现实生活的联系”的理念。

2.实验方案初设计

发放设计表，学生自学书本实验过程，填写设计表，小组内交流讨论，圈出疑问点，一个小组汇总成一套设计方案。

【设计意图】通过自学，学生对本节课实验过程有个整体感知。自学，发现

问题，通过学生之间的互助，再解决问题，让学生通过互助，

3.可行性分析

小组代表上台阐述自己的设计方案，提出无法解决的问题或不会操作的实验

步骤，不同小组间相互解惑问题，汇总出共性问题。

学生讨论后提出：用酵母菌液制作过氧化氢酶滤纸片的过程较复杂，准备时间长，对后续实验的成功起关键性作用。是否可以用其他更简便的材料替换？

以此问题为契机，我给学生提出三个问题：

哪些材料可以替换酵母菌液？材料替换后，如何观察测量氧气的生成？实验装置如何改进？

【设计意图】放手让学生通过自学自主设计实验方案，激发学生的发散思维，

充分利用集体的智慧解决能力范围之内的问题，将共性问题集中，教师再提示，引导学生思考方向，从而解决问题。

4.改进实验方案

结合提出的问题，激发学生的头脑风暴，集思广益。学生通过查找资料，小组内再次讨论，对实验方案做出以下改进：

（1）材料替换

过氧化氢是许多生物体内代谢反应的副产物，但它却会损伤细胞内的分子。因此，几乎所有的生物都含有过氧化氢酶。学生选择了蔬菜作为酶供体，理由是处理方法简单，价格低廉，不用做提前准备工作，效果也显著。学生从食堂要了些土豆、白菜、萝卜作为本次实验材料。最终的实验结果显示，效果非常好且成功率百分百。

（2）装置改进

材料替换，实验的装置也必需修改。通过小组讨论，全班共设计出三套装置，设计思路都是用试管代替烧杯，加试管塞后收集氧气。但是收集的方法不同：

第一种是用双孔试管塞，加两根玻璃导管，一根作为加试剂口，另一连接一个气球，用于收集氧气，通过气球膨胀的相同形状的速度，辨析酶的活性高低;

第二种也是用双孔试管塞，不同的是，收集氧气不用气球，而用注射器来收集，这样就可以直接测得相同时间内产生氧气的量;

第三种更加简单，一根试卷，加一个气球就可以了。加入相应的材料和试剂后，直接在试管口套上气球，通过相同时间内气球的膨胀程度来比较不同条件下酶活性的高低。

【设计意图】本环节，教师完全放手让学生自己思考、设计实验装置，在设计过程中，教师帮助学生做好可行性的补充即可，对实验后是否成功不给于评价，让学生亲自实施后自行总结实验的成功经验或失败的原因。

（3）实验过程整合

按照课程设计，本节课主要探究pH值和温度对酶活性的影响。众所周知，过氧化氢加热后会自动分解产生氧气，所以，一般不能用过氧化氢溶液来做温度对酶活性的影响的实验，而使用淀粉和淀粉酶来做较多，但是这样就延长了实验的时间，加大实验难度，一节课很难完成。以蔬菜作为酶供体，学生设想，将温度对酶活性的影响设计为定性实验，将蔬菜直接煮熟后冷却或者在冰箱里冰冻，然后再做实验，实验过程中无需加热过氧化氢，也可以完成实验。这样，一套实验材料，做两个实验，既方便，又节省时间，而且效果显著。

根据自己的想法，学生汇总两个实验所需要的所有自变量和因变量，在做pH对酶活性的影响实验时，设计5组实验：pH值分别为3、5、7、9、11。温度对酶活性的影响实验中，学生设计了三组实验：冷冻的蔬菜、常温的蔬菜、煮熟的蔬菜，分别代表低温、常温、高温情况。汇总优化实验结果记录表，具体如下：

5.实施实验

学生在进行实验时，教师要时刻注意学生是操作过程，避免发生安全事故。

同时，用照片或视频的方式记录学生操作错误点或创新点，为最后的实验总结收集素材。

请看学生操作视频节选（播放视频）

6.交流讨论

实验结束后，大部分同学都得到的结论都与理论一致，但是学生又发现：不同小组之間收集到的气体量不同，分析原因发现，是因为他们对土豆的处理方式不同：有的切成大块、有的切成条、有的切成小块、也有的切成片状，通过数据发现，切成片状的土豆收集到的气体量最多，实现效果最佳。

7.完成实验报告

实验报告中，除了课上学生自主设计的实验方案及实验实施后的数据及结论，我还创新的设计了一个环节：本次实验，你在小组中承担了什么角色？你对于本次实验，做出了哪些贡献？

【设计意图】创新性的实验报告，让学生不再只以数据作为实验课的总结，而是要总结自己在整个实验中具体做了哪些事情，通过对自己学习过程的总结，做好自我肯定及不足的总结，让学生对自己的能力有了更加清晰认知。科学探究培养学生的不仅仅是学生实验后记录的那几组数字，而更加注重的是探究的过程，参与的快乐。只要学生在课上有所得，有所进步，那就是最好的收获。

实验完成后，教师提醒学生正确的处理实验试剂和材料，清理实验器材，培养学生良好的科学实验习惯。

三、教学评价

多主体评价与多种评价方式相结合。

在实验方案设计的环节，让学生自评、互评为主，师评为辅的方式，突出学生在教学中主体地位。无论是学生在课前收集资料，还是课上创新的设计实验过程，老师都及时给予展示和表扬，充分肯定学生的进步和发展。

终结性评价与形成性评价相结合。

除了最后的实验结果符合理论作为实验成功的标志外，实验的设计方案最省时、表格设计最简洁明了、动手操作最规范等都会被评价为优秀，前者是关注结果的终结性评价;而后者关注过程的形成性评价。在教学评价中，不仅要总结结果，更要重视过程。实现评价重心的转移是为了促进学生的全面发展。

实验探究让学生在不知实验结果的前提下通过亲自设计、探究、分析而得出结论，虽然结果有成功也有失败，但是探究的整个过程大大的提高了学生观察、分析、解决问题的能力，对于培养学生良好的生物科学素养、理性思维以及创造能力大有好处。

四、教学反思

1.学生从自主设计实验方案开始课程，到最后实验结束整理实验台，真实的完成一次完整的科学探究过程，真正的体会到了一次完整的科学探究过程，深刻的感受到了探究的快乐。

2.改进实验材料，从日常生活中取材。让学生用发现的眼光将科学世界与日常生活联系起来，让科学不仅仅只存在于书本的字里行间中，拉近学生与科学知识距离，让学生不再认为科学世界只存在于高等院校。

3.改进实验装置，使实验操作简单易行。改变传统的认为实验就得有复杂并自带危险过程的观念，用最简单常见的实验器材，得到相同的结论。降低生物实验的神秘感，让生物实验成为课程的必需品，让老师不再因准备工作复杂而惧怕开展实验课。

4.多元性评价方式结合。让作业本不再是学生学习成果的唯一体现，多种方式、多种维度，注重结果、更注重过程的评价方式，更加符合高中生物新课程中提高学生生物科学素养的核心理念。

在本节课的教学中，我努力做到给学生一个空间，让他们自己去创造;给学生一个问题，让他们自己去寻找;给学生一个平台，让他们自己去探究。尽力做到，让学生在生物科学探究的大树上茁壮成长！