徐 茜
新疆维吾尔自治区昌吉州第四中学 831100
摘 要 教材实验“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”,从“不同底物+同种酶”角度,验证酶的专一性;本实验在此基础之上,增加了“相同底物+不同酶”、“脂肪(非糖物质)+ 相关酶”等角度多维度探究“酶的专一性”,更加契合探究理念,增强结论的说服力。
关键词 多角度,酶,专一性
一、教材现状分析
“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用” 是人教版(2019版)教材第五章第一节第2课时实验,旨在让学生初步学会探索酶催化特定化学反应的方法,以及探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应,体现了酶具有专一性。与无机催化剂可以催化多种反应形成鲜明地对比;同时,也是前一课时(酶的作用和本质)延续。根据教材内容本实验所使用的的是“同种酶+不同种类的底物”这一角度来论证“酶具有专一性”,并没有从其他角度来探究。
二、与高考的联系
根据近三年高考真题显示,本节课密切相关的的命题方向主要是“以实验背景考查酶的特性”,主要体现在“实验原理的考查”(基础性)、“实验步骤的纠错和填充”(综合性) 以及“根据题干所给条件设计相关实验”(应用性)。
高考题目表面上考查的是“学科知识”,实际上考查的是学生的“科学素养”。只有通过不断学习、设计和论证“实验课程”,才能提高学生“发现和解决科学问题”的能力。
三、研究现状
对于这一课题,目前大多数教学研究多关于“实验操作方法的改进”[1][2]、“实验中所渗透的相关教法和情感”[3][4][5][6],以及“相关教学设计”[7] 。即使是“教学设计”类的文献,实际状操作时也偏重于验证过程和结论,而忽略了本课题的真正的本质——探究实践。
四、完善和改进
(一)实验设计思路的完善
在教学中,严格按照“探究流程六个步骤”引导学生。从生活经历启发学生“提出问题”;从生活经验和感性“做出假设”;根据假设设计出实验
角度一 同种酶+不同种类的底物
淀粉 + 淀粉酶
麦芽糖 淀粉 + 蔗糖酶
淀粉
蔗糖 + 淀粉酶
蔗 糖 蔗糖 + 蔗糖酶
葡萄糖+果糖
角度二 同种底物+不同种酶
淀粉 + 淀粉酶
麦芽糖 蔗糖 + 淀粉酶
蔗糖
淀粉 + 蔗糖酶
淀 粉 蔗糖 + 蔗糖酶
葡萄糖+果糖
角度三 脂肪 + 相关的酶
脂肪 + 淀粉酶
脂 肪 脂肪 + 蔗糖酶
脂 肪
将上述思路整合后,进行六组实验进行相互对照,引导学生进行实验并描述实验结果。
(二)鉴定步骤的简化
常规情况下,鉴定还原糖时需要用到斐林试剂,且“在50℃-60℃的恒温水浴锅中加热”,步骤繁琐。本实验中尝试简化操作,直接将实验所用试管放入冷却7分钟的“盛有沸水的烧杯”中(预实验已探索),无需恒温水浴锅。
五、误差分析
通过实验,我们发现一些实验现象不符合“实验原理”,如“淀粉 + 蔗糖酶
淀粉”。虽然淀粉未分解,但仍然有少许砖红色沉淀产生。究其原因,可能是淀粉自发水解成还原糖,或是淀粉和蔗糖酶制剂本身含有还原糖杂质。
六 小 结
通过探究式的实验教学,引导学生完善实验思路,从多个维度让学生理解“酶具有专一性”。最大程度地构建“酶的特性”知识体系,培养学生创造性思维能力、科学质疑的态度和解决科学问题的能力。
参考文献:
[1]杨培俊. "探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用"的实验改进[J]. 中学生物学, 2008, 024(006):40-40.
[2]蒋荣治. 变验证性实验为探究性实验的教学尝试[J]. 生物学教学, 2004, 029(006):44-45.
[3]韩小进. 探索"淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用"实验的教法[J]. 生物学教学, 2002, 27(8):28-29.
[4]任翔. 浅析高中生物探究式实验教学——由一节课外实验活动引起的思[J]
中学课程辅导:教师教育, 2016.
[5]卢菁菁. 学生是喜欢探究的——有感于一节高中生物实验课的教学[J]. 全球教育展望, 2007, 036(005):92,71.
[6]祁培玉. 一波三折 峰回路转又一村——"探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用"教学心得[J]. 科学教育, 2009, 000(001):24-26.
[7]殷大文. "探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用"的教学设计[J]. 课程教育研究, 2018(7).