摘 要:笔者将会在本文的论述中以 “探究温度对酶活性影响的实验”为教学案例展开研究,帮助学生在探究实验的过程中将实验的结果作为论证的证据,并且在试验的过程中提出自己的疑问,并最终完成试验的论证,在这个过程中学生将会从被动接受转化成为主动学习,并提升学生对于试验论证的认知以及生物知识的理解程度,以此来培养学生的科学探究精神。
关键词:翻转课堂、科学精神、高中生物、教学研究
在教学的过程中积极地进行论证式教学的应用,并且将其应用到生物试验中来,能够有效地锻炼学生的科学精神,在实验的过程中将开放性以及论证的实证性进行有效的结合,进一步帮助学生进行生物知识的归纳以及整理,并将其作为论证的主要依据,方便学生在发现问题的过程中及时的解决问题,通过论证式教学能够有效地提升课堂授课食量以及学生科学精神的培养。
一、论证教学模式概述
通过论证式教学模式的引入能够使科学的领域的工作方式进入到课堂中来,让学生们气你体验论证的过程,帮助学生通过科学的方法以及科学的流程去探究事物的本质,并锻炼学生的思维能力。 根据论证教学模式应用的要求,实际的操作流程如图1所示:
二、论证教学模式的案例研究
(一)指导学生课前设计实验方案
在进行“探究温度对酶活性影响的实验”所设计到较多的生物知识,还包括非常多的试验随用到的试剂,这对于实验结果都会产生一定的影响,需要对其进行严格的控制。 针对此种情况,在进行论证实验的之前,需要教师与学生对实验内容进行充分的准备。详细的试验方案如表1、表2所示。
(二)探究实验与论证教学有机结合
第一组进行的试验如表1所示,最终的试验结果是为0℃、37℃、 100℃的三支试管所呈现出来的颜色分别是浅砖红色、砖红色以及浅砖红色。 针对此种情况, 进行第一组实验的小组得出了以下结论:“温度会对酶的活性产生一定的影响,温度过低以及温度过高都会影响到酶的活性,不过还都能够保持一定的活性”。 第二小组则是对第一小组的实验结果提出质疑认为其“实验所使用的测试剂存在问题”: 第一小组在实验的过程中是使用斐林试剂作为实验试剂,试管中的溶液必须要在高于五十五度的情况下才会产生颜色的变化,但是在实验的过程中文图同样属于自变量的一种,如果将试管溶液的温度提升到五十五度那么会改变原本的温度变量的梯度,所以说不能够选择菲林实际作为实验试剂。
那么第二小组则会进行如表2的试验,第二小组选择了电业作为实验室使用试剂。最终的试验结果是0℃、 37℃、100℃试管中的溶液分别呈现出的颜色为深蓝色、无色、无色。第二小组所提出的结论在支持第一小组中“温度对酶活性有影响,低温时 酶活性下降”结论的同时;提出了如果温度超过了最适宜的温度,温度继续上升不会对酶的活性产生影响。
2.教师提供资料,学生重新设计实验方案
第三组学生则是对第二组的实验结果提出了知识:唾液淀粉酶自身的性质就是属于蛋白质,蛋白质较容易变性,所以说在高温的情况下酶应当没有活性才对。教师所提供的资料为:酶会对周围环境温度的变化极为敏感,天然态酶分子会经过相对稳定的 U1、 U2、 U3态之后, 才会转变成为变性状态,在处于中间态的过程中仍会有一定的活性,并且处于可逆的过程当中。 学生得到教师的提点之后会恍然大悟。针对此种情况可以要求学生继续进行思考 “该怎样进一步完善实验方案,才能够保证在实验的过程中各组的温度一直保持不变那?” 学生们经过反复的思考与论证,最重重新的设计了试验进行的方案(详细的方案如表3所示)。
3.寻找证据,再次修正实验方案
学生再次阅读教师根据教材所提供的资料:直链淀粉并不是属于直线型分子,而是通过借分子内氢键卷曲成螺旋状。直链淀粉在遇到碘之后会变成蓝色,淀粉与碘之间并不会形成化学键,不过在I2 进入到螺旋当中的空隙中之后。I2与淀粉之间将会联系在一起,形成新的化合物,那就是表层具有蓝色的淀粉-碘络合物。淀粉的螺旋结构在实际的应用过程中并不会十分的稳定,温度过高则会使直链淀粉分子产生剧烈的活动,自身形态会在这个过程中发生变化,螺旋会消失,这将会导致蓝色的淀粉—碘 络合物形成分解,溶液呈现出无色的状态。 教师则需要引导学生思考“该怎样检验高温组的溶液中是否含有淀粉?” 学生则是会对资料进行分析:处于高温条件下,对溶剂滴加碘液,碘与淀粉无法融合出蓝色的淀粉—碘络合物,所以会导致溶液无色情况的出现。针对此种情况就需要进一步修整检验方案,等到试管温度冷却之后进行碘液的滴加。学生在完成试验之后的出这样的结论:高温租的溶液在进行冷却之后进行碘液的滴加,那么溶液将会变为深蓝色。以此为基础指导学生尽心进一步的分析与论证“只要高温组有淀粉的存在就能够证明酶没有活性吗?”学生们则回答道:不能够证明,还需要进行进一步的试验,探究高温组的淀粉是否会被水解。学生讲实验再次改进:取出两只试管,分别编号为7号、 8号, 学生在7、 8号试管进行3%淀粉溶液2ml以及1ml的蒸馏水的注入,并且在100℃ 中的水浴锅中浸泡五分钟,将8号试管的溶液倒入到7号试管中,拿出进行冷却,并进行碘液的滴加观察溶液的颜色变化,并重新与高温组的实验结果进行对比与分析。
结语:在学生进行探究性学习的过程中,学生能够像科学家一样体验论证的过程,并且掌握论证的流程在这个过程中学生的科学精神得到培养,学生能够转换教学地位,从被动接受转为主动学习,这对于课堂教学质量与效率的提升具有积极的促进意义,值得进行推广与应用。