“影響酶催化作用的因素”的實驗教學及體會

沈偉云

(浙江省嵊州市三江街道中心學校 312400)

思維品質(zhì)的深刻性即抽象邏輯性，是思維活動的廣度、深度和難度。優(yōu)良的深刻性思維品質(zhì)有助于學生深入思考問題，把握事物的規(guī)律和本質(zhì)特點，是學生分析解決問題的重要條件。如何培養(yǎng)學生深刻性思維品質(zhì)是教師需要思考和研究的重要內(nèi)容。本文以探究“影響酶催化作用的因素”實驗拓展為例，闡述如何發(fā)展學生的深刻性思維。

1 拓展影響因素，訓練思維廣度

在探究“影響酶催化作用的因素”時，教材安排了溫度對酶的催化作用的影響實驗，提及了“酶的催化作用易受溫度、酸堿度等外界因素的影響，而且不同的酶所需的最適外界條件往往有所不同”。筆者在引導學生探究pH對酶催化作用影響的基礎上，以作業(yè)形式布置學生上網(wǎng)收集“影響酶催化作用的因素還有哪些？”針對學生感興趣的影響因素，開展交流討論，設計實驗方案。

例如，以離子對酶催化作用的影響為例開展探究，具體方案如下:①取2支分別編號為A、B的潔凈試管；②在A試管中滴加1%淀粉溶液2 mL、蒸餾水1 mL、2滴碘液；③在B試管中滴加1%淀粉溶液2 mL和氯化鈉溶液1 mL，以及碘液2滴；④觀察到A、B試管均顯藍色；⑤然后在2支試管中分別加入1 mL稀釋的唾液，并置于37℃的水浴中加熱，觀察到試管B藍色先褪去。經(jīng)查閱資料可知Na+對唾液淀粉酶的催化效率無影響，故此可得出Cl-能提高唾液淀粉酶的催化效率。

通過類似方法，研究性學習小組還探究得出Cu2+能降低唾液淀粉酶的催化效率。結合學生收集到的信息，可知影響酶催化作用的因素除了pH、溫度等因素之外，還有紫外線、重金屬鹽、抑制劑、激活劑等。也有學生在探究pH對酶活性影響實驗時提出，因碘液要與氫氧化鈉等堿性溶液反應從而會影響預期實驗效果，建議選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解更為合適。通過拓展影響因素，進一步增強了學生收集處理信息能力，也提高了學生發(fā)散性思維，訓練了思維的廣度。

2 關注實驗細節(jié)，增進思維深度

科學實驗要獲得成功，離不開對細節(jié)的關注。當學生對實驗細節(jié)提出質(zhì)疑時，教師應把它作為重要的教學資源對待，及時引導學生分析討論，提出改進方案，增進學生思維的深度，促進深刻性思維的發(fā)展。

例如，在探究溫度影響酶的催化活性時，在0℃、37℃、70℃水3次實驗基礎上增加100℃沸水，在順利得出影響淀粉酶催化的最適溫度為37℃時，有學生提出質(zhì)疑，沸水浴中的淀粉為什么不變藍？難道是淀粉酶在沸水浴(100℃)中把淀粉分解了嗎？教師首先應該肯定該學生關注實驗細節(jié)，敢于質(zhì)疑的品質(zhì)，卻沒有直接告訴學生答案，而是以小組為單位開展交流討論，制訂具體方案開展探究：把淀粉溶液置于沸水浴10 min，然后滴加碘液，觀察到不變藍色，這說明了高溫影響碘液與淀粉發(fā)生藍色反應。然后把盛有加淀粉酶的一組淀粉溶液，冷卻到常溫后滴加碘液，就變藍色，這說明淀粉酶在高溫下失去活性。有學生提出在0℃時為藍色的試管(內(nèi)有淀粉和淀粉酶)，在室溫環(huán)境中放置一段時間后，藍色慢慢消失了(低溫下淀粉酶沒有失去活性)。

通過學生提出的疑惑，運用探究實驗手段，不僅增進學生對溫度影響酶的催化活性的理解，而且獲取了溫度達到一定值時，會使酶失去活性的新知識，增進了學生的思維深度。

3 開展科學探究，提高思維難度

科學探究中每一個要素的目標和整體的目標都是分層次的，隨著教學的進展，目標和層次應逐步提高。基于教材實驗基礎上，結合學生生活實際拓展的探究，有利于提高學生思維難度。

例如，在開展研究性學習活動時，有學生提出為什么吃菠蘿時，要將菠蘿浸泡在鹽水中幾分鐘再吃。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，由于菠蘿含有一種蛋白酶，能分解口腔黏膜和舌頭表面的蛋白質(zhì)，因此若不對菠蘿處理，吃后常有刺痛發(fā)麻的感覺。而鹽水卻能破壞這種菠蘿蛋白酶，使其失去活性。那么菠蘿中真的有蛋白酶嗎？教師引導學生開展探究，取3只相同的小燒杯，編號分別為A、B、C，各放入0.5 cm3大小的果凍2小塊(成分為蛋白質(zhì))。在A燒杯中加入10 mL鮮榨菠蘿汁，B燒杯中加入10 mL蛋白酶溶液，在C燒杯中加入10 mL蒸餾水，均置于37℃的恒溫環(huán)境中。3 h后觀察，發(fā)現(xiàn)A、B燒杯中果凍消失了。由此可得出菠蘿中含有蛋白酶。為了探究鹽水能否抑制菠蘿酶的活性，又增加一個D小燒杯，在放入0.5 cm3大小的果凍、10 mL鮮榨菠蘿汁基礎上，再添加鹽水，觀察到果凍沒有明顯變化，由此說明了鹽水能破壞菠蘿蛋白酶的活性。在研究性學習小組交流時，教師還提出了一個問題：炒肉時，加入適量的菠蘿片會使肉更嫩更爛，你認為加入菠蘿片的最佳時機是什么？(肉炒熱后起鍋前加入菠蘿片)。學生也提出問題:“感冒清”膠囊外殼有什么作用？為什么要吞服而不是嚼服？唾液和淀粉經(jīng)吞咽后進入胃中，唾液在胃酸的影響下還能繼續(xù)對淀粉的消化發(fā)揮作用嗎？大大豐富了課外科學探究的內(nèi)容。

在認真分析教材實驗基礎上，從不同角度拓展深入，通過實驗-分析-實驗的方式，增強學生思維的廣度、深度、難度，使學生通過探究實驗的“形”養(yǎng)成深刻的思維，進而實現(xiàn)能力跨越的“實”。在發(fā)展學生深刻性思維的同時，也為教師如何基于教材實驗，開展課外拓展探究提供了有益的啟示。