浅析改进实验以提高生物实验教学的有效性

刘莉

摘 要 通过改进教材中的“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验，引导学生改进实验装置、设计、操作实验，并针对实验中出现的问题，进行讨论后再设计、再实验来解决问题，从而提高了实验教学的有效性。

关键词 过氧化氢酶 实验改进 教学有效性

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

在高中生物学课程实施中，实验教学并未真正得到足够的重视，学生的实验操作技能、实验探究能力等得不到全面的锻炼，而实验内容又是历年生物高考的热点，学生在高考中的实验得分不高。如何在有限的课堂教学中，激发学生对实验探究的欲望，参与到实验研究中来，在参与中发现问题、分析问题、解决问题，并逐步提高生物学素养，教师都在积极探索与实践。“探究pH对过氧化氢酶的影响”是浙科版高中《生物》必修1第三章第三节“酶”中的活动。在浙科版的教材中，这个实验的操作步骤繁琐，特别是“操作小室”制作的不稳定性导致实验失误率较高，而教材对实验步骤的描述也五次使用“小心”，并多次使用“注意”“切勿”等字眼，可见其操作要求较高。笔者引导学生设计了简单的装置，简化了实验步骤，缩短了实验的时间，使学生有更多的时间解决实验中出现的各种问题。这样在达到教材实验目的的同时，培养了学生发现问题和解决问题的能力，提高了实验教学的有效性。

1 质疑教材，课前准备

在“酶”的概念这节课快结束时，笔者提醒学生阅读下一课教材，根据提供的实验材料（另提供FeCl3溶液、鲜马铃薯、打孔器、剪刀、注射器、橡皮塞等），通过实验了解“酶的催化效率”和“pH对过氧化氢酶的影响”。教师布置改进实验装置的任务。

2 设计实验，得出结果

笔者采用任务驱动模式，延伸教材实验，提升学生的探究能力。教师要求学生根据所给的材料用具设计实验，并给予适当的提示和说明。如实验原理是什么？为什么要更改实验装置，改进后有什么好处？过氧化氢酶的催化效率的观测指标是什么？打孔器的作用是什么？……学生根据所给的材料用具，依次说出上述问题的答案。之后教师让学生分组设计实验步骤，讨论分析其方案的合理性后，再通过实验操作进行探究。本环节可以充分激发学生对实验探究的欲望，让更多的学生参与的实验中来。学生只有充分参与了，才能回答出上述问题。

任务一：利用所给材料，探究不同材料（有机催化剂和无机催化剂）对H2O2分解速率的影响，教师的适当提示讨论，学生很容易设计出图1的实验装置。

要使实验结果具有准确性和说服力，必须关注实验过程中的各种误差。教师此时应该给予适当的提示和纠错，如什么因素可导致误差的产生。各学生小组整理碰到的问题，独立思考或讨论后，再次实验进行解决。

典型的问题及解决方案：

（1） 用注射器吸取溶液时，针筒内往往会有气泡，导致数据偏大。解决方法是把针头的一端向上举起，轻轻推动活塞排出多余空气，为了保证时间的统一性，多位操作者同时做实验，求平均值，以求减少误差。

（2） 采用FeCl3溶液和马铃薯圆片催化效果的差异不显著。解决方法是将马铃薯片改为匀浆即可。

（3） 加入鲜马铃薯匀浆液，反应剧烈，迅速产生大量的气泡，针头插入处容易有气泡漏出。解决方法是减少匀浆液的用量，或者降低其浓度，或者将针头插入橡胶塞深一些。

（4） 注射器中的气体非匀速推动活塞上升。解决方法是做若干只注射器，多次预实验后挑选活塞与注射器壁摩擦力相似的注射器，再做实验。

任务二：利用所给的材料，探究pH对过氧化氢酶的影响（建议用量：体积分数为3%的H2O2 溶液2 mL，缓冲液2 mL，直径为1 cm马铃薯圆5片）。

学生通过设计任务一，能讨论出不同的解决的方案，并轻松解决实验中出现的问题。

将各组测得的气体量填入表1。

教师根据实验结果，引导学生分析鲜马铃薯匀浆液的催化效果要高于FeCl3溶液的原因，说明有机催化剂的催化效果要高于无机催化剂。

从表2的结果可以看出，使用马铃薯圆片，单位时间内的催化效率没有马铃薯匀浆液的催化效率高。pH为7.0的条件下，H2O2酶的催化效率最高。

3 学生总结，得出结论

“探究pH对过氧化氢酶的影响”是实验教学的重难点，将教材中的实验进行适当的改进，学生不仅能够有效的掌握教学大纲要求的实验操作技能，而且对未知的实验产生浓厚的探究兴趣，学生从中体验实验成功的喜悦。

苏霍姆林斯基曾说：“如果教师不想方设法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使人产生冷漠的心情，学习就会成为学生的负担。”通过以教师为主导、学生为主体的实验探究活动，要求学生在讨论问题时，善于听取他人意见，平等辩论；既不盲目服从，也不固执己见，要有根据，具有相互学习的优良品质。这样在探究实验教学中，能使学生在教师构建的一种具有开放性、整体性、变革性的新课程体系下，接受情感、态度和思维方法的熏陶，领悟到生物教学中那种“随风潜入夜，润物细无声”的美妙。