生物化學實驗《酶的專一性》說課設計

劉倩

摘要：說課，是各層次教育領域的一項重要的教研活動。本文以《酶的專一性》實驗為例，從教材分析、學生特點分析、教學策略、學情分析、教學程序及教學反思等幾個方面進行說課設計，探討了高等院校實驗教學中，針對學生特點應該采取的幾種教學方法，以及教師的引導地位。

關鍵詞：生物化學;酶;說課;教學設計

中圖分類號：G423???? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0271-03

說課，就是教師面對其他教研人員，口頭表述具體課題的教學設想及其理論依據，通過相互評說，從而達到交流、提高教學水平等目的的一種教學研究和師資培訓的活動。因此，自“說課”一詞被提出以來，經過不斷推廣和發展，已經不僅僅局限于中小學，更是在高等教育領域中得到了極大的關注，成為一項重要的教研活動。

本文以高等院校生物學專業的必修課程——《基礎生物化學實驗》之《酶的專一性》為例，從教材分析、學生特點分析、教學策略、學情分析、教學程序及教學反思這六個方面做具體討論。

一、教材分析

1.課程的地位和作用。《酶作用的專一性》是高教出版社《生物化學簡明教程（第三版）》第五章第五節的內容。《酶的專一性》實驗是本節內容的配套實驗模塊，采用本校自編教材進行教學。生物化學是生命的化學，它是一門研究生命現象、闡明生命本質的學科，是現代生物學的理論和技術基礎，也是高等院校生物學專業本專科生及研究生教育的專業必修課程。相應的實驗課設置，既是對理論知識的補充和加強，也是對學生實驗技能和自主科研能力的培養和提高，其重要地位不言而喻。酶學知識作為生物化學的一個重要內容，貫穿于生物學的各個領域，關系到生物體生命活動的每一環節。而酶的專一性，是酶最主要也是最重要的特性之一。

2.教育教學目標。①能力目標。通過教師的引導，學生能夠自主設計并完成實驗;根據已掌握的理論知識，對實驗結果進行預估;對最終的實驗現象給予合理的分析和解答。②知識目標。深刻理解酶的專一性;掌握并熟練運用糖的基本鑒定方法。

3.重點、難點。重點——把握實驗的設計思路;難點——合理分析具體實驗結果;關鍵——掌握酶、糖相關的理論知識和實驗技能。本次實驗，在操作技能方面要求較為簡單，并不涉及復雜的儀器設備;實驗原理淺顯易懂，是學生早已熟悉并掌握的內容。那么，這個實驗就真的就可以用“簡單”二字將其概括嗎？其實不然。這是一個極具特色的實驗，其特點就在于它的設計性上。要通過幾組簡單的實驗來體現酶的某種專一性，并要保證實驗結果的科學可靠，那么如何選擇實驗材料并設計對照實驗組？這就是本次實驗的重點所在。而難點則在于——真實的實驗結果與學生的預估結果之間是否會存在差異，以及對差異性結果如何正確地分析處理。要解決上述重點難點，其關鍵就在于學生對酶學知識的熟練掌握以及對糖的鑒定方法的靈活運用。

二、學生特點分析

本課程面向的是高等院校生物學專業一、二年級學生。經過一年左右的學習，他們已經建立了一定的專業理論體系，掌握了基本的實驗技能，對實驗課保持著較大的興趣和熱情，遇到問題能夠獨立思考。但仍有部分學生在實驗過程中對教師和其他同學過于依賴，實驗統籌能力較弱，實驗態度不夠端正，操作過程中草率、馬虎且無計劃性。

三、教學策略

1.教學方法。根據學生的實際情況和本次實驗的特點，在教學方式上，摒棄慣常的“我說你做”的教學形式，而改為“你說你做”。《酶的專一性》實驗，在課程安排上屬于生化實驗的中間階段。經過小半學期的學習，學生已經對實驗室的設置、常用儀器的操作、基本實驗方法和實驗室安全守則都十分熟悉。因此，在本次實驗中，可將實驗的主導權交予學生，要求他們全程參與實驗的準備和設計，以此提高學生對實驗的參與性和主動性。具體的教學方法，主要采用講授法、問答法、討論法、演示法。通過教師講授，介紹本次實驗的目的、使用的儀器和試劑。以提問的形式，回顧已學過的酶學知識，了解本次的實驗原理。而實驗的設計和具體操作，則采用分小組討論的方式，引導學生設計實驗方案。對于實驗操作中需要注意的地方，由教師現場演示，指導學生完成實驗。

2.教學手段。由于實驗課的性質所定，學生是實驗教學的主要完成者，因此在教學過程中采用板書展示為主，教師現場操作和多媒體演示為輔助的教學手段。

四、學情分析

教學矛盾的主要方面是學生的學。學是中心，會學是目的。因此在教學中要不斷指導學生學會學習。在教學過程中，要鼓勵學生對實驗方案進行思考、設計、討論，對實驗結果進行假設、探究、分析。這種研討式學習方法，增強了學生的參與意識，教給了他們獲取知識的途徑、思考問題的方法，使學生真正成為教學的主體。

五、教學程序

教學程序的設計主要包括：導入課程、設計實驗、預估結果、完成實驗、結果分析等幾個部分。

1.溫故知新，導入課程。酶的專一性是酶學的一個重要知識，也是酶區別于一般化學催化劑的一個重要性質。那么，什么是酶的專一性？酶是如何體現其專一性的？通過提問的方式，帶領學生回顧理論課上學習的知識，并導入本次實驗的主題——通過檢驗酶對不同反應物的催化作用，從而證明酶是具有專一性的。

2.選擇實驗材料，引入實驗原理。提出一個小問題：饅頭為什么越嚼越甜？這是所有學生都能夠回答的問題，由此引出本次的實驗材料——唾液淀粉酶和淀粉。但本次實驗的目的是為了驗證酶的專一性，因此必須還要引入另一種底物和酶來加以參照。在此，選用了同屬于糖類的蔗糖和相應的蔗糖酶作另一組實驗材料。通過對實驗材料的選用討論，進而引入本次的實驗原理——一種酶只能催化一種或一類底物發生相應的化學反應。即淀粉酶只能催化淀粉水解生成麥芽糖，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.討論并設計實驗方案。上段所述內容，既是實驗原理也是實驗目的。那么，如何設計反應體系，把實驗原理轉變為實驗數據？這是本實驗的重點問題。另外，反應物和水解產物共5種，俱是無色的糖類物質，應該通過什么方法檢驗水解產物（麥芽糖、葡萄糖、果糖）的生成，從而判斷體系中是否發生相應的酶促反應？在此，要求學生放下課本分小組討論，根據已掌握的實驗技能，自行設計實驗方案。

4.優化實驗方案，預估實驗結果。經過討論，學生提出各自的實驗方案，并闡述其設計思路。然后經過比較篩選，分析其優缺點，并參考教材，選取最優實驗方案進行板書展示。同時，根據已知的實驗原理，對實驗結果進行預估。

實驗方案（節選）及預期結果如下表：

如上表所示，7支試管中所加入的反應物各不相同，按照已知的實驗原理，只有3號試管能發生相應的酶促水解反應，生成的還原性糖能夠通過與班氏試劑的反應被檢測出來。而其余6支試管對于3號管來說，都屬于對照實驗。那么，這6支對照組各自對照的是哪個方面，若缺少其一，對實驗結果有什么影響？

通過這一過程，培養學生對科學實驗的嚴謹態度和縝密思考能力，鼓勵學生根據已知知識自主設計并完成實驗，不盲目依賴教材和老師，敢于提出自己的見解，成為實驗的主導者，達到實驗教學的真正目的。

5.學生以小組為單位進行實驗，教師在旁指導。

6.實驗操作結束，分析實驗結果。經過準確的實驗操作，學生可得到兩組實驗結果。兩組實驗都由7支試管組成，其中各有一支試管發生明顯變化——由藍色澄清溶液變為黃色或磚紅色沉淀。與同組其他6支試管相參照，我們可以得出結論：本次實驗采用的兩種酶都是具有專一性的。這符合預期的實驗結果及目的。但是實驗不是紙上談兵，很多情況下，實驗結果往往會與預期結果發生偏差。在實際的實驗教學中，有時會有其他試管也出現顏色變化——由藍色溶液變為綠色或藍綠色溶液。這種情況經常會出現在學生實驗中，即實際結果與預期結果并不相同。那么，如何引導學生對這種結果進行解釋和分析？學生對實驗結果的分析，不能僅僅局限于已知的實驗原理和預期的結果。要充分考慮實驗過程中的各種因素可能會對反應物產生的影響，綜合各種可能的情況加以分析，找出原因——究竟是自己實驗過程中的誤操作，還是反應體系中某些因素所導致的正常現象？不忽視、不掩飾，對真實的實驗結果進行合理的分析和解答，端正實驗態度，這是培養學生科研精神的關鍵所在。

7.知識延伸，關注細節。在實驗教學中，除了實驗原理、設計、結果分析等重點難點，還有很多細節需要注意。譬如：①本次實驗中用到的淀粉溶液，其中除了含有淀粉這一主要成分外，還含有少量的氯化鈉，那么氯化鈉的作用是什么？②實驗操作中要求酶與底物混合后進行37℃恒溫水浴，這個溫度設置的理論依據是什么？學生在實驗過程中經常會忽視這些細節問題，把它當成理所當然。而實際上，這些細節問題卻往往是決定實驗成敗的關鍵之處。

8.輔助教學。除板書和教師現場演示之外，還可以利用多媒體，以錄像或圖片的形式記錄學生實驗過程和結果，在課程結束前進行回放，糾正錯誤操作，并展示正確的實驗結果。

9.板書。實驗課的板書內容，主要包括實驗題目、實驗類型、實驗目的、實驗原理、實驗儀器和試劑、實驗步驟、實驗結果及討論等幾個部分。版面設計要求內容精簡，重點突出。

10.作業要求學生在實驗報告中詳述實驗設計思路，并分析實驗結果。教師批改之后，于下一次實驗課上進行點評。

六、教學反思

在實驗教學中，教師的引導至關重要。若只是通過講授的方式，把實驗原理、方法、注意事項等內容簡單地灌輸給學生，往往會導致他們對教師過多的依賴性，只是依葫蘆畫瓢地進行實驗操作，遇到問題也總是先“問”而不是先“思考”，缺乏實驗的獨立性，最終偏離了實驗教學的真正目的。

因此，要經常采用探究式、討論式的教學方式，把教學的主導轉為學生，讓學生參與實驗的準備和設計，不依靠教材，獨立思考;鼓勵學生對實驗過程中出現的各種問題進行探討分析;學生既是實驗的完成者，更是實驗的設計者，化被動為主動;最終達到對實驗技能融會貫通、學以致用的目的。endprint