生物化学实验《酶的专一性》说课设计

刘倩

摘要：说课，是各层次教育领域的一项重要的教研活动。本文以《酶的专一性》实验为例，从教材分析、学生特点分析、教学策略、学情分析、教学程序及教学反思等几个方面进行说课设计，探讨了高等院校实验教学中，针对学生特点应该采取的几种教学方法，以及教师的引导地位。

关键词：生物化学;酶;说课;教学设计

中图分类号：G423     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2014）41-0271-03

说课，就是教师面对其他教研人员，口头表述具体课题的教学设想及其理论依据，通过相互评说，从而达到交流、提高教学水平等目的的一种教学研究和师资培训的活动。因此，自“说课”一词被提出以来，经过不断推广和发展，已经不仅仅局限于中小学，更是在高等教育领域中得到了极大的关注，成为一项重要的教研活动。

本文以高等院校生物学专业的必修课程——《基础生物化学实验》之《酶的专一性》为例，从教材分析、学生特点分析、教学策略、学情分析、教学程序及教学反思这六个方面做具体讨论。

一、教材分析

1.课程的地位和作用。《酶作用的专一性》是高教出版社《生物化学简明教程（第三版）》第五章第五节的内容。《酶的专一性》实验是本节内容的配套实验模块，采用本校自编教材进行教学。生物化学是生命的化学，它是一门研究生命现象、阐明生命本质的学科，是现代生物学的理论和技术基础，也是高等院校生物学专业本专科生及研究生教育的专业必修课程。相应的实验课设置，既是对理论知识的补充和加强，也是对学生实验技能和自主科研能力的培养和提高，其重要地位不言而喻。酶学知识作为生物化学的一个重要内容，贯穿于生物学的各个领域，关系到生物体生命活动的每一环节。而酶的专一性，是酶最主要也是最重要的特性之一。

2.教育教学目标。①能力目标。通过教师的引导，学生能够自主设计并完成实验;根据已掌握的理论知识，对实验结果进行预估;对最终的实验现象给予合理的分析和解答。②知识目标。深刻理解酶的专一性;掌握并熟练运用糖的基本鉴定方法。

3.重点、难点。重点——把握实验的设计思路;难点——合理分析具体实验结果;关键——掌握酶、糖相关的理论知识和实验技能。本次实验，在操作技能方面要求较为简单，并不涉及复杂的仪器设备;实验原理浅显易懂，是学生早已熟悉并掌握的内容。那么，这个实验就真的就可以用“简单”二字将其概括吗？其实不然。这是一个极具特色的实验，其特点就在于它的设计性上。要通过几组简单的实验来体现酶的某种专一性，并要保证实验结果的科学可靠，那么如何选择实验材料并设计对照实验组？这就是本次实验的重点所在。而难点则在于——真实的实验结果与学生的预估结果之间是否会存在差异，以及对差异性结果如何正确地分析处理。要解决上述重点难点，其关键就在于学生对酶学知识的熟练掌握以及对糖的鉴定方法的灵活运用。

二、学生特点分析

本课程面向的是高等院校生物学专业一、二年级学生。经过一年左右的学习，他们已经建立了一定的专业理论体系，掌握了基本的实验技能，对实验课保持着较大的兴趣和热情，遇到问题能够独立思考。但仍有部分学生在实验过程中对教师和其他同学过于依赖，实验统筹能力较弱，实验态度不够端正，操作过程中草率、马虎且无计划性。

三、教学策略

1.教学方法。根据学生的实际情况和本次实验的特点，在教学方式上，摒弃惯常的“我说你做”的教学形式，而改为“你说你做”。《酶的专一性》实验，在课程安排上属于生化实验的中间阶段。经过小半学期的学习，学生已经对实验室的设置、常用仪器的操作、基本实验方法和实验室安全守则都十分熟悉。因此，在本次实验中，可将实验的主导权交予学生，要求他们全程参与实验的准备和设计，以此提高学生对实验的参与性和主动性。具体的教学方法，主要采用讲授法、问答法、讨论法、演示法。通过教师讲授，介绍本次实验的目的、使用的仪器和试剂。以提问的形式，回顾已学过的酶学知识，了解本次的实验原理。而实验的设计和具体操作，则采用分小组讨论的方式，引导学生设计实验方案。对于实验操作中需要注意的地方，由教师现场演示，指导学生完成实验。

2.教学手段。由于实验课的性质所定，学生是实验教学的主要完成者，因此在教学过程中采用板书展示为主，教师现场操作和多媒体演示为辅助的教学手段。

四、学情分析

教学矛盾的主要方面是学生的学。学是中心，会学是目的。因此在教学中要不断指导学生学会学习。在教学过程中，要鼓励学生对实验方案进行思考、设计、讨论，对实验结果进行假设、探究、分析。这种研讨式学习方法，增强了学生的参与意识，教给了他们获取知识的途径、思考问题的方法，使学生真正成为教学的主体。

五、教学程序

教学程序的设计主要包括：导入课程、设计实验、预估结果、完成实验、结果分析等几个部分。

1.温故知新，导入课程。酶的专一性是酶学的一个重要知识，也是酶区别于一般化学催化剂的一个重要性质。那么，什么是酶的专一性？酶是如何体现其专一性的？通过提问的方式，带领学生回顾理论课上学习的知识，并导入本次实验的主题——通过检验酶对不同反应物的催化作用，从而证明酶是具有专一性的。

2.选择实验材料，引入实验原理。提出一个小问题：馒头为什么越嚼越甜？这是所有学生都能够回答的问题，由此引出本次的实验材料——唾液淀粉酶和淀粉。但本次实验的目的是为了验证酶的专一性，因此必须还要引入另一种底物和酶来加以参照。在此，选用了同属于糖类的蔗糖和相应的蔗糖酶作另一组实验材料。通过对实验材料的选用讨论，进而引入本次的实验原理——一种酶只能催化一种或一类底物发生相应的化学反应。即淀粉酶只能催化淀粉水解生成麦芽糖，但不能催化蔗糖水解;蔗糖酶只能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，但不能催化淀粉水解。endprint

3.讨论并设计实验方案。上段所述内容，既是实验原理也是实验目的。那么，如何设计反应体系，把实验原理转变为实验数据？这是本实验的重点问题。另外，反应物和水解产物共5种，俱是无色的糖类物质，应该通过什么方法检验水解产物（麦芽糖、葡萄糖、果糖）的生成，从而判断体系中是否发生相应的酶促反应？在此，要求学生放下课本分小组讨论，根据已掌握的实验技能，自行设计实验方案。

4.优化实验方案，预估实验结果。经过讨论，学生提出各自的实验方案，并阐述其设计思路。然后经过比较筛选，分析其优缺点，并参考教材，选取最优实验方案进行板书展示。同时，根据已知的实验原理，对实验结果进行预估。

实验方案（节选）及预期结果如下表：

如上表所示，7支试管中所加入的反应物各不相同，按照已知的实验原理，只有3号试管能发生相应的酶促水解反应，生成的还原性糖能够通过与班氏试剂的反应被检测出来。而其余6支试管对于3号管来说，都属于对照实验。那么，这6支对照组各自对照的是哪个方面，若缺少其一，对实验结果有什么影响？

通过这一过程，培养学生对科学实验的严谨态度和缜密思考能力，鼓励学生根据已知知识自主设计并完成实验，不盲目依赖教材和老师，敢于提出自己的见解，成为实验的主导者，达到实验教学的真正目的。

5.学生以小组为单位进行实验，教师在旁指导。

6.实验操作结束，分析实验结果。经过准确的实验操作，学生可得到两组实验结果。两组实验都由7支试管组成，其中各有一支试管发生明显变化——由蓝色澄清溶液变为黄色或砖红色沉淀。与同组其他6支试管相参照，我们可以得出结论：本次实验采用的两种酶都是具有专一性的。这符合预期的实验结果及目的。但是实验不是纸上谈兵，很多情况下，实验结果往往会与预期结果发生偏差。在实际的实验教学中，有时会有其他试管也出现颜色变化——由蓝色溶液变为绿色或蓝绿色溶液。这种情况经常会出现在学生实验中，即实际结果与预期结果并不相同。那么，如何引导学生对这种结果进行解释和分析？学生对实验结果的分析，不能仅仅局限于已知的实验原理和预期的结果。要充分考虑实验过程中的各种因素可能会对反应物产生的影响，综合各种可能的情况加以分析，找出原因——究竟是自己实验过程中的误操作，还是反应体系中某些因素所导致的正常现象？不忽视、不掩饰，对真实的实验结果进行合理的分析和解答，端正实验态度，这是培养学生科研精神的关键所在。

7.知识延伸，关注细节。在实验教学中，除了实验原理、设计、结果分析等重点难点，还有很多细节需要注意。譬如：①本次实验中用到的淀粉溶液，其中除了含有淀粉这一主要成分外，还含有少量的氯化钠，那么氯化钠的作用是什么？②实验操作中要求酶与底物混合后进行37℃恒温水浴，这个温度设置的理论依据是什么？学生在实验过程中经常会忽视这些细节问题，把它当成理所当然。而实际上，这些细节问题却往往是决定实验成败的关键之处。

8.辅助教学。除板书和教师现场演示之外，还可以利用多媒体，以录像或图片的形式记录学生实验过程和结果，在课程结束前进行回放，纠正错误操作，并展示正确的实验结果。

9.板书。实验课的板书内容，主要包括实验题目、实验类型、实验目的、实验原理、实验仪器和试剂、实验步骤、实验结果及讨论等几个部分。版面设计要求内容精简，重点突出。

10.作业要求学生在实验报告中详述实验设计思路，并分析实验结果。教师批改之后，于下一次实验课上进行点评。

六、教学反思

在实验教学中，教师的引导至关重要。若只是通过讲授的方式，把实验原理、方法、注意事项等内容简单地灌输给学生，往往会导致他们对教师过多的依赖性，只是依葫芦画瓢地进行实验操作，遇到问题也总是先“问”而不是先“思考”，缺乏实验的独立性，最终偏离了实验教学的真正目的。

因此，要经常采用探究式、讨论式的教学方式，把教学的主导转为学生，让学生参与实验的准备和设计，不依靠教材，独立思考;鼓励学生对实验过程中出现的各种问题进行探讨分析;学生既是实验的完成者，更是实验的设计者，化被动为主动;最终达到对实验技能融会贯通、学以致用的目的。endprint