摘 要:高中生物探究性實驗教學是一種有效激發(fā)學生思維,突出學生主體地位,調(diào)動學生主觀能動性和不斷提升學生綜合素質(zhì)的教學手段,而生物探究實驗本身其實關(guān)系到學生基礎(chǔ)知識的學習、理解、鞏固和應用。基于此,教師應當加強在探究性實驗教學中的引領(lǐng)和指導作用,不斷優(yōu)化探究性實驗教學,以提高探究實驗教學的效率和質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:探究;改進;討論;交流
一、實驗改進目的
突出學生主體地位,加強教師在探究性實驗教學中的引領(lǐng)和指導作用,不斷優(yōu)化探究性實驗教學,提高實驗教學的效率和質(zhì)量。
二、改進體現(xiàn)在兩個方面
(1)在“探究影響酶活性的因素”實驗中,為了讓學生更好的掌握影響酶活性的因素,同時懂得“影響酶促反應速率的因素”并不一定都是“影響酶活性的因素”,所以將“探究影響酶活性的因素”實驗改為“探究影響酶促反應速率的因素”,探究因素為pH、溫度、底物濃度、酶濃度。
(2)為了提高本實驗的效率,我改變以往每個小組pH、溫度、底物濃度、酶濃度四個因素都探究的傳統(tǒng)做法,將每個因素的探究設(shè)3個平行,由3個小組來做,這樣4個因素的探究就由12個小組同時來完成。
三、課前準備
(1)實驗材料的準備。制作新鮮豬肝研磨液、配制pH為2、7、13的緩沖溶液、可溶性淀粉溶液、不同濃度H2O2溶液、碘液、冰塊、衛(wèi)生香、溫度計等。
(2)科學分組。按照互補互助的原則,將全班學生合理搭配分成12個小組,每組5人。
(3)學生設(shè)計探究實驗方案。依據(jù)科學探究的一般規(guī)律以及實驗設(shè)計的基本原則,各組同學共同設(shè)計出本組的探究實驗方案,這樣就形成12份實驗方案,經(jīng)由老師批閱,各組同學共同修改,最終形成實驗操作方案。
四、實驗過程
(一)任務分配
1、2、3組探究溫度對酶促反應速率的影響,4、5、6組探究pH對酶促反應速率的影響,7、8、9組探究底物濃度對酶促反應速率的影響,10、11、12組探究酶濃度對酶促反應速率的影響。
(二)實驗操作步驟
(1)溫度對酶促反應速率的影響(1、2、3組做)。取3份2ml可溶性淀粉溶液,分別置于0℃、37℃、100℃保溫5min,各滴加2滴唾液淀粉酶溶液和1滴碘液,觀察溶液的顏色變化。
(2)pH對酶促反應速率的影響(4、5、6組做)。
(3)底物濃度對酶促反應速率的影響(7、8、9組做)。分別取濃度為3%、5%、10%的H2O2溶液2ml各一份,37℃保溫5min,各加1滴肝臟研磨液,做3組對照實驗。實驗中注意試管中氣泡產(chǎn)生的速度、多少,并在實驗結(jié)束時用帶火星的香頭進行檢測。
(4)酶濃度對酶促反應速率的影響(10、11、12組做)。取濃度為5%的H2O2溶液3份,37℃保溫5min,分別滴加1滴、2滴、3滴肝臟研磨液,做3組對照實驗,觀察實驗中氣泡產(chǎn)生的速度并在實驗結(jié)束時用帶火星的香頭進行檢測。
(三)實驗結(jié)果的交流、分析
各小組對自己小組的實驗進行觀察記錄,并對結(jié)果進行討論分析,得出相應結(jié)論:①在37℃的條件下,溶液不變藍;0℃和100℃條件下的溶液都變藍,并且將0℃條件逐漸升溫溶液藍色會逐漸變淺直至消失,而100℃條件下的溶液隨著溫度的降低藍色并未發(fā)生改變。從而得出:37℃是唾液淀粉酶的最適宜溫度,低溫抑制了酶的活性,高溫使酶失活。②在pH為7的條件下,產(chǎn)生的氣泡大,數(shù)量最多,用帶火星的香頭檢驗時,明顯變亮甚而燃燒,說明過氧化氫酶的最適pH為7,pH為2和13時反應不明顯,火星檢驗無變化,過酸或過堿會使酶失活。③底物濃度較小時,氣泡產(chǎn)生較小、較少、較慢,反應速度較小。隨著底物濃度升高,氣泡產(chǎn)生逐漸增多、變快,反應速度逐漸增大,當達到一定濃度后,反應速度變化不再顯著,甚而不變。④實驗中隨酶量的增大,反應速度顯著加快。
五、實驗總結(jié)與評價
(一)總結(jié)
1.實驗設(shè)計方面
首先,在探究溫度對酶促反應速率的影響實驗中,不能選H2O2酶作為研究對象,因為H2O2的分解容易受溫度條件的影響;其次,在探究pH對酶促反應速率的影響實驗中,不能選淀粉酶作為研究對象,因為淀粉的分解會受H+的影響;再就是,在探究溫度和pH對酶促反應速率影響的實驗操作中,先讓反應物具備為酶設(shè)定的溫度、pH,然后再加酶;在探究底物濃度和酶濃度對酶促反應速率影響的實驗操作中,整個要保持在37℃的恒溫水浴條件下進行。
2.實驗結(jié)論方面
①37℃是唾液淀粉酶的最適溫度;pH=7是H2O2酶的最適pH。低溫會使酶的活性受到抑制,高溫、過酸、過堿都會使酶失活;②在探究影響酶促反應速率的4個因素中,溫度和pH會影響酶的活性,而底物濃度和酶濃度并不影響酶的活性。
(二)評價
①省時省力。在實驗設(shè)計過程中,把所有組將4個因素都探究一遍改為3個組探究1個因素,這樣共形成12份實驗設(shè)計方案,有效減輕了學生負擔,提高了學生的積極性和參與度,減輕了老師的工作量,可以給學生充分的指導,省時省力,使得實驗更加高效;②省材料。實驗改進以后,避免了不必要的重復,減少了材料的浪費;③交流、討論更充分。實驗改進后,有效地保障了實驗的順利完成,學生有了較充足的時間進行交流討論,從而大大提高了實驗的效果和質(zhì)量。
參考文獻:
[1]吳金花.提高高中生物學實驗教學的有效性.福建基礎(chǔ)教育研究,福建:2012第11期.
[2]楊培俊,瑪依拉.對“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的改進.中學生物學,南京:南京師范大學出版社,2007第23卷第1期.
作者簡介:
王國智,甘肅省隴南市文縣第一中學,研究方向:高中生物。