姜桂波
按照生物科學的發(fā)展規(guī)律和人的認知規(guī)律,生物知識的學習應該建立在實驗的基礎上,使學生養(yǎng)成在實驗中探索求知的習慣。對學生實驗探究能力的培養(yǎng)不能只囿于教材內容,一個優(yōu)秀的教師應該超出這個標準,讓學生有更多的觀察和實驗的機會,還應該鼓勵學生提出問題,設計和完成實驗,讓學生經歷思考探究的過程。我以“酶的特性”教學內容為例,談談如何在試驗中提高學生的探究能力。
眼見為實激發(fā)興趣
學生們通過學習酶的概念,知道了酶具有催化作用,但是催化作用的效果究竟是什么樣子的,學生并沒有體會。為了讓他們能夠真正感受到酶的催化作用,我進行了實驗演示:將過氧化氫滴加到新鮮的馬鈴薯塊莖上,讓學生們觀察并描述實驗現象。當學生們看到大量氣泡迅速產生時,一下子就被吸引了。隨后,學生在描述、爭辯中分析出了過氧化氫分解的原理:H2O2 → H2O + O2 ↑。
演示實驗極大地激發(fā)了學生們認識酶的興趣,于是我趁熱打鐵拋出了問題:FeCl3是化學催化劑,也能催化H2O2分解,二者的作用和效果有什么不同?由此引出對酶的特性的學習。
動手動腦學習新知
在問題的引導下,酶的高效性時,我提供了實驗步驟圖表(如表1),引導學生分析對照實驗的實驗組、對照組、自變量、因變量,然后指導學生動手實驗。學生們通過分析實驗現象,總結出實驗結論——酶具有高效性,進一步由表及里分析酶具有高效性的原因——降低反應所需活化能的效果更加顯著,并明白了其生物學意義——保證新陳代謝反應高效有序的進行。
認識了酶具有高效性的特性之后我又提出:假如將H2O2酶催化H2O2分解的實驗做如下更改,實驗結果又將如何?
1.更換底物:將H2O2換成淀粉液。
2.更換酶:將H2O2酶換成淀粉酶。
我又給出了實驗步驟圖表(如表2),學生按步驟操作。同理,先讓學生分析實驗中的對照情況,然后指導學生動手實驗,分析實驗現象。通過動手實驗、動腦分析,學生自己總結出了酶具有高效性、專一性的特性。實踐使學生們對知識的理解更加深刻了。
探索求知提升能力
認識了酶的高效性、專一性,我又提出:大部分酶是蛋白質,酶催化性能的發(fā)揮會受到哪些因素影響?學生們爭先發(fā)言,提出了溫度、PH、強酸、強堿等多種影響因素,于是我讓學生完成以下的實驗設計方案:
1.實驗假設。2.選擇什么實驗材料(底物、酶)。3.實驗的自變量是什么,怎樣控制,因變量是什么,怎樣檢測。4.酶液應該什么時候加入。5.根據假設,預期會看到怎樣的實驗結果。6.對兩個實驗的結果進行分析,得出結論:(1)在你所設計的實驗中,哪支試管中的酶活性最高?(2)通過實驗,你們小組的結論是什么?7.思考進一步要探究的問題。
有了前面的實驗分析做鋪墊,學生們很順利地完成了實驗方案的設計并利用實物投影展示了自己的實驗設計思路,再由學生進行評價,梳理實驗設計方案后動手實驗進行驗證。學生經過實驗發(fā)現,酶的催化性能的發(fā)揮需要適宜的溫度和PH條件,細胞內的代謝反應在溫和的條件下能高效率的進行。
編輯 肖佳曉