PBL教学模式在“探究影响酶活性的因素”实验中的应用

赵 鉴

(江苏省无锡市第六高级中学 无锡 214000)

以教师讲授为主的实验教学模式，很大程度上让理论和实践有一种割裂，其所学知识一方面难融入学生已有知识形成新的体系。基于问题的学习(PBL)教学模式的应用，有利于培养学生独立思考、相互协作、解决问题的能力。

1 基于PBL教学模式的课例设计

1.1 教材分析及设计思路 “探究影响酶活性的因素”是高中生物学中的探究性实验之一，采用PBL教学模式，以教师给出的科学素材为背景，以影响酪氨酸酶活性的因素为问题驱动展开教学，引导学生主动分析问题、小组合作，培养学生用生物学文字及图表准确归纳相关知识得出总结，生成结果。让学生由无疑到生疑，由生疑到思疑。教学过程体现学生主动探究的教学理念。

1.2 教学过程 具体教学过程如下：

1.2.1 资料分析引导学生提出问题 教师提供探究背景： 酪氨酸酶普遍存在于植物、动物、微生物中，如人的皮肤和毛囊等处的细胞中。它能促使酪氨酸转变为黑色素，是黑色素合成的关键酶，酪氨酸酶活性越强，皮肤和毛发就越黑，而酶活性越弱，皮肤毛发就越白，甚至出现白癜风或白化病。当酶活性异常升高时，人体色素沉积(色素斑)，大多数美白化妆品含有酪氨酸酶抑制剂影响酶活性，从而减少色素含量，达到美白效果。

根据维果茨基的最近发展区原则，让学生在原有知识体系中找到答案。同时让问题的解答过程符合实验室的实际情况(物种种类、实验室现有器材)，让提出的问题满足实验方案和课程教学目标，笔者将学生提出的诸多问题引向：“酪氨酸酶活性受哪些条件影响？”

1.2.2 小组讨论设计实验方案 酪氨酸酶受到温度、酸碱度、抑制剂等多种因素影响。教师给出实验材料引导探究温度对酪氨酸酶活性的影响。实验材料： 2 mL连盖离心管、离心管架、移液枪、蘑菇提取液(含酪氨酸酶)、水浴锅、酪氨酸溶液、比色卡、质量分数5%的HCl、质量分数5%的NaOH。小组讨论好实验方案，确定自变量和因变量，教师审核是否通过。

1.2.3 实验的实施 分别根据实验操作表格(表1、 2)进行探究实验，观察各试管中物质呈现的颜色，与比色卡进行对比得出相应结果。

表1 探究温度对酪氨酸酶活性的影响实验操作

表2 探究pH值对酪氨酸酶活性的影响实验操作

1.2.4 成果交流，得出结论 各组汇报实验结果，描述实验过程中颜色变化和比色卡的结果，教师将各组结果汇总，分别绘制出温度和pH值对酪氨酸酶活性的影响曲线(图1、 2)。

图1 温度对酪氨酸酶活性的影响

图2 pH对酪氨酸酶活性影响

学生描述曲线含义,教师引导学生进一步思考实验中出现的一些现象： ①实验所用酶的最适温度和pH值是多少，进一步探究最适值如何设置实验？②随着反应的进行,有的小组观察到了样液颜色由浅变深,也有出现了其他颜色深浅波动,原因是什么？③0℃时,反应无颜色变化，反应结束后放置在空气中，颜色再发生了变化。对此如何解释？最终，师生共同得出结论： 酶的活性有最适温度和pH值,温度和pH值偏髙或偏低,其活性都会降低,且温度过高或过低和pH值过酸过碱时，酶的活性都不易表现。

2 学习成效和教学反思

2.1 导向性的问题提出 在本节课PBL教学实践的过程中，教师给学生提供相应的酪氨酸酶的资料背景。学生自主提出探究问题，虽然部分问题与本节课探究问题关联度不高，但没有出现与酶无关的问题，有部分学生已经提出本节课的探究问题，课堂上做到了大胆表达、大胆思考、大胆质疑，积极融入课堂。因此，PBL教学的过程中最重要的是问题的提出，是学生自问自答，而不是教师自问自答，学生能够做到积极地获取信息、提炼信息、并且用语言提出问题，教师引导出本节课探究的问题，能够很好地引起学生兴趣。一方面，培养学生发现问题的能力；另一方面，给学生搭建认知的出发点，让学生可以真正参与进来，初步构建出学生的认知起点。

2.2 发散性的方案设计 教师在引出本节课探究的问题“影响酪氨酸酶的因素”时，给出学生空白表格，进一步引导学生撰写实验方案，此过程是培养学生科学探究能力的一个重要环节。每个学生都能够积极撰写出自己的实验方案，尽管有些学生的实验设计可行性并不高，但要对学生思维的灵活性、深刻性、敏捷性给予充分的肯定。学生的思维是逐级递进的，是有层次性的。简单任务有助于激发能力水平一般的学生想法，复杂任务有助于能力水平强的学生引导思维能力一般的学生共同学习。营造自主、合作、探究的多元化学习方式，充分调动了学生的积极性，培养学生发散性思维。

2.3 生成性的结论 根据学生的各小组的实验结果，首先让他们绘出自己结果的相应曲线，为数学模型的学习做好铺垫，在这个过程中学生能够做到积极动笔画出曲线图，根据结果生成本节课的酶的相关特性的结论。在整个实验过程中，通过实验结果生成相应的结论，而不是教师一言堂的灌输。