“影响酶催化作用的因素”的实验教学及体会

沈伟云

(浙江省嵊州市三江街道中心学校 312400)

思维品质的深刻性即抽象逻辑性，是思维活动的广度、深度和难度。优良的深刻性思维品质有助于学生深入思考问题，把握事物的规律和本质特点，是学生分析解决问题的重要条件。如何培养学生深刻性思维品质是教师需要思考和研究的重要内容。本文以探究“影响酶催化作用的因素”实验拓展为例，阐述如何发展学生的深刻性思维。

1 拓展影响因素，训练思维广度

在探究“影响酶催化作用的因素”时，教材安排了温度对酶的催化作用的影响实验，提及了“酶的催化作用易受温度、酸碱度等外界因素的影响，而且不同的酶所需的最适外界条件往往有所不同”。笔者在引导学生探究pH对酶催化作用影响的基础上，以作业形式布置学生上网收集“影响酶催化作用的因素还有哪些？”针对学生感兴趣的影响因素，开展交流讨论，设计实验方案。

例如，以离子对酶催化作用的影响为例开展探究，具体方案如下:①取2支分别编号为A、B的洁净试管；②在A试管中滴加1%淀粉溶液2 mL、蒸馏水1 mL、2滴碘液；③在B试管中滴加1%淀粉溶液2 mL和氯化钠溶液1 mL，以及碘液2滴；④观察到A、B试管均显蓝色；⑤然后在2支试管中分别加入1 mL稀释的唾液，并置于37℃的水浴中加热，观察到试管B蓝色先褪去。经查阅资料可知Na+对唾液淀粉酶的催化效率无影响，故此可得出Cl-能提高唾液淀粉酶的催化效率。

通过类似方法，研究性学习小组还探究得出Cu2+能降低唾液淀粉酶的催化效率。结合学生收集到的信息，可知影响酶催化作用的因素除了pH、温度等因素之外，还有紫外线、重金属盐、抑制剂、激活剂等。也有学生在探究pH对酶活性影响实验时提出，因碘液要与氢氧化钠等碱性溶液反应从而会影响预期实验效果，建议选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解更为合适。通过拓展影响因素，进一步增强了学生收集处理信息能力，也提高了学生发散性思维，训练了思维的广度。

2 关注实验细节，增进思维深度

科学实验要获得成功，离不开对细节的关注。当学生对实验细节提出质疑时，教师应把它作为重要的教学资源对待，及时引导学生分析讨论，提出改进方案，增进学生思维的深度，促进深刻性思维的发展。

例如，在探究温度影响酶的催化活性时，在0℃、37℃、70℃水3次实验基础上增加100℃沸水，在顺利得出影响淀粉酶催化的最适温度为37℃时，有学生提出质疑，沸水浴中的淀粉为什么不变蓝？难道是淀粉酶在沸水浴(100℃)中把淀粉分解了吗？教师首先应该肯定该学生关注实验细节，敢于质疑的品质，却没有直接告诉学生答案，而是以小组为单位开展交流讨论，制订具体方案开展探究：把淀粉溶液置于沸水浴10 min，然后滴加碘液，观察到不变蓝色，这说明了高温影响碘液与淀粉发生蓝色反应。然后把盛有加淀粉酶的一组淀粉溶液，冷却到常温后滴加碘液，就变蓝色，这说明淀粉酶在高温下失去活性。有学生提出在0℃时为蓝色的试管(内有淀粉和淀粉酶)，在室温环境中放置一段时间后，蓝色慢慢消失了(低温下淀粉酶没有失去活性)。

通过学生提出的疑惑，运用探究实验手段，不仅增进学生对温度影响酶的催化活性的理解，而且获取了温度达到一定值时，会使酶失去活性的新知识，增进了学生的思维深度。

3 开展科学探究，提高思维难度

科学探究中每一个要素的目标和整体的目标都是分层次的，随着教学的进展，目标和层次应逐步提高。基于教材实验基础上，结合学生生活实际拓展的探究，有利于提高学生思维难度。

例如，在开展研究性学习活动时，有学生提出为什么吃菠萝时，要将菠萝浸泡在盐水中几分钟再吃。通过查阅资料发现，由于菠萝含有一种蛋白酶，能分解口腔黏膜和舌头表面的蛋白质，因此若不对菠萝处理，吃后常有刺痛发麻的感觉。而盐水却能破坏这种菠萝蛋白酶，使其失去活性。那么菠萝中真的有蛋白酶吗？教师引导学生开展探究，取3只相同的小烧杯，编号分别为A、B、C，各放入0.5 cm3大小的果冻2小块(成分为蛋白质)。在A烧杯中加入10 mL鲜榨菠萝汁，B烧杯中加入10 mL蛋白酶溶液，在C烧杯中加入10 mL蒸馏水，均置于37℃的恒温环境中。3 h后观察，发现A、B烧杯中果冻消失了。由此可得出菠萝中含有蛋白酶。为了探究盐水能否抑制菠萝酶的活性，又增加一个D小烧杯，在放入0.5 cm3大小的果冻、10 mL鲜榨菠萝汁基础上，再添加盐水，观察到果冻没有明显变化，由此说明了盐水能破坏菠萝蛋白酶的活性。在研究性学习小组交流时，教师还提出了一个问题：炒肉时，加入适量的菠萝片会使肉更嫩更烂，你认为加入菠萝片的最佳时机是什么？(肉炒热后起锅前加入菠萝片)。学生也提出问题:“感冒清”胶囊外壳有什么作用？为什么要吞服而不是嚼服？唾液和淀粉经吞咽后进入胃中，唾液在胃酸的影响下还能继续对淀粉的消化发挥作用吗？大大丰富了课外科学探究的内容。

在认真分析教材实验基础上，从不同角度拓展深入，通过实验-分析-实验的方式，增强学生思维的广度、深度、难度，使学生通过探究实验的“形”养成深刻的思维，进而实现能力跨越的“实”。在发展学生深刻性思维的同时，也为教师如何基于教材实验，开展课外拓展探究提供了有益的启示。