基于明析变量的酶实验教学设计

马兰萍

( 河北省保定外国语学校 071000 )

科学素养是高中生核心素养不可或缺的一部分，它包含概念理解、科学过程、科学能力和科学探索四个要素[1]。重视实验教学、倡导探究性学习是新课标的基本理念之一。“酶”这一节内容涉及的实验较多，也是学生第一次认识实验变量和实验对照。如何让学生尽快熟悉实验变量，学会对变量的控制、进行基本实验设计是本节的重点和难点。

1 利用演示实验，激发学习兴趣

兴趣是最好的老师。怎样快速抓住学生的注意力呢？教师准备了一个演示实验：在锥形瓶中装入适宜浓度的H2O2溶液(锥形瓶置于白磁盘中)，请一位学生戴上护目镜和胶皮手套，将试剂瓶中的未知溶液(其实是稀释鸡肝研磨液)加入锥形瓶中，立刻有大量的气泡喷涌而出。新奇的实验现象在学生头脑中形成强烈的刺激，使学生产生探究的欲望，从而引出“比较H2O2在不同条件下的分解”实验。

2 动手操作实验，认识实验变量

已知H2O2在一定条件下可分解成H2O和O2，学生依据表1的步骤操作实验，观察实验现象，填写表格内容。

指导学生阅读教材中与“控制变量”相关的内容，找出本实验的自变量、因变量和无关变量，用红笔标出。学生经常会将观察指标当作实验的因变量，所以教师在此要特别提出并引导学生有效区分观察指标和因变量。根据此实验，教师指导学生学会科学地设计实验步骤(包括：分组编号、控制变量、培养或反应相同的时间、观察指标)，设置好实验组和对照组，消除无关变量的影响。学生在获取新知识以后能否学以致用，分析和解决相关问题呢？

表1 比较H2O2在不同条件下的分解

3 设计探究实验，深化理解应用

教师提出新的任务：“探究pH对酶活性的影响”。

材料用具：打孔器打出的滤纸小圆片(浸泡过肝脏研磨液)，体积分数0.5%的H2O2溶液，质量分数5%的HCl，质量分数5%的NaOH溶液，蒸馏水；试管架，试管，镊子，量筒，玻璃棒。

当过氧化氢酶催化反应发生时有氧气的释放，可使滤纸小圆片上浮，作为观察的指标。

学生以实验小组为单位，探究分析该实验的自变量、因变量和无关变量，进一步检验学生对变量的认识；在完成变量分析后，设计实验步骤，操作实验，观察并记录实验现象。

教师巡视关注各组的实验情况，观察学生是否掌握基本的科学方法，能否和本组成员有效合作交流。笔者发现学生设计的实验步骤方案主要有三种，表现出来的实验现象也有明显差别。教师找三组代表分别展示自己的实验步骤方案和实验现象。

表2 方案一：探究pH对酶活性的影响

表3 方案二：探究pH对酶活性的影响

表4 方案三：探究pH对酶活性的影响

为什么实验步骤不同，实验现象明显不同？教师抓住契机，鼓励学生依据实验目的，对3个方案进行评价。学生畅所欲言，通过比较讨论发展批判性思维，最终达成一致意见，酸碱处理的对象应该是酶，然后再让处理后的酶与底物发生反应，所以方案二获得了认可。

4 教学反思

本节课以课堂实验为依托，有效地创设情境，充分激发学生的探究欲望；通过实验操作、观察，实事求是地记录分析实验现象，培养学生的科学态度；最后学生在实验方案的设计、评价过程中质疑、释疑，追求真知，学会科学的方法。总之，每一个环节的设计都潜移默化地强化对实验变量的认识和控制，从而达到提高学生实验探究能力的目的。