PBL教學模式在“探究影響酶活性的因素”實驗中的應用

趙 鑒

(江蘇省無錫市第六高級中學 無錫 214000)

以教師講授為主的實驗教學模式，很大程度上讓理論和實踐有一種割裂，其所學知識一方面難融入學生已有知識形成新的體系?；趩栴}的學習(PBL)教學模式的應用，有利于培養學生獨立思考、相互協作、解決問題的能力。

1 基于PBL教學模式的課例設計

1.1 教材分析及設計思路 “探究影響酶活性的因素”是高中生物學中的探究性實驗之一，采用PBL教學模式，以教師給出的科學素材為背景，以影響酪氨酸酶活性的因素為問題驅動展開教學，引導學生主動分析問題、小組合作，培養學生用生物學文字及圖表準確歸納相關知識得出總結，生成結果。讓學生由無疑到生疑，由生疑到思疑。教學過程體現學生主動探究的教學理念。

1.2 教學過程 具體教學過程如下：

1.2.1 資料分析引導學生提出問題 教師提供探究背景： 酪氨酸酶普遍存在于植物、動物、微生物中，如人的皮膚和毛囊等處的細胞中。它能促使酪氨酸轉變為黑色素，是黑色素合成的關鍵酶，酪氨酸酶活性越強，皮膚和毛發就越黑，而酶活性越弱，皮膚毛發就越白，甚至出現白癜風或白化病。當酶活性異常升高時，人體色素沉積(色素斑)，大多數美白化妝品含有酪氨酸酶抑制劑影響酶活性，從而減少色素含量，達到美白效果。

根據維果茨基的最近發展區原則，讓學生在原有知識體系中找到答案。同時讓問題的解答過程符合實驗室的實際情況(物種種類、實驗室現有器材)，讓提出的問題滿足實驗方案和課程教學目標，筆者將學生提出的諸多問題引向：“酪氨酸酶活性受哪些條件影響？”

1.2.2 小組討論設計實驗方案 酪氨酸酶受到溫度、酸堿度、抑制劑等多種因素影響。教師給出實驗材料引導探究溫度對酪氨酸酶活性的影響。實驗材料： 2 mL連蓋離心管、離心管架、移液槍、蘑菇提取液(含酪氨酸酶)、水浴鍋、酪氨酸溶液、比色卡、質量分數5%的HCl、質量分數5%的NaOH。小組討論好實驗方案，確定自變量和因變量，教師審核是否通過。

1.2.3 實驗的實施 分別根據實驗操作表格(表1、 2)進行探究實驗，觀察各試管中物質呈現的顏色，與比色卡進行對比得出相應結果。

表1 探究溫度對酪氨酸酶活性的影響實驗操作

表2 探究pH值對酪氨酸酶活性的影響實驗操作

1.2.4 成果交流，得出結論 各組匯報實驗結果，描述實驗過程中顏色變化和比色卡的結果，教師將各組結果匯總，分別繪制出溫度和pH值對酪氨酸酶活性的影響曲線(圖1、 2)。

圖1 溫度對酪氨酸酶活性的影響

圖2 pH對酪氨酸酶活性影響

學生描述曲線含義,教師引導學生進一步思考實驗中出現的一些現象： ①實驗所用酶的最適溫度和pH值是多少，進一步探究最適值如何設置實驗？②隨著反應的進行,有的小組觀察到了樣液顏色由淺變深,也有出現了其他顏色深淺波動,原因是什么？③0℃時,反應無顏色變化，反應結束后放置在空氣中，顏色再發生了變化。對此如何解釋？最終，師生共同得出結論： 酶的活性有最適溫度和pH值,溫度和pH值偏髙或偏低,其活性都會降低,且溫度過高或過低和pH值過酸過堿時，酶的活性都不易表現。

2 學習成效和教學反思

2.1 導向性的問題提出 在本節課PBL教學實踐的過程中，教師給學生提供相應的酪氨酸酶的資料背景。學生自主提出探究問題，雖然部分問題與本節課探究問題關聯度不高，但沒有出現與酶無關的問題，有部分學生已經提出本節課的探究問題，課堂上做到了大膽表達、大膽思考、大膽質疑，積極融入課堂。因此，PBL教學的過程中最重要的是問題的提出，是學生自問自答，而不是教師自問自答，學生能夠做到積極地獲取信息、提煉信息、并且用語言提出問題，教師引導出本節課探究的問題，能夠很好地引起學生興趣。一方面，培養學生發現問題的能力；另一方面，給學生搭建認知的出發點，讓學生可以真正參與進來，初步構建出學生的認知起點。

2.2 發散性的方案設計 教師在引出本節課探究的問題“影響酪氨酸酶的因素”時，給出學生空白表格，進一步引導學生撰寫實驗方案，此過程是培養學生科學探究能力的一個重要環節。每個學生都能夠積極撰寫出自己的實驗方案，盡管有些學生的實驗設計可行性并不高，但要對學生思維的靈活性、深刻性、敏捷性給予充分的肯定。學生的思維是逐級遞進的，是有層次性的。簡單任務有助于激發能力水平一般的學生想法，復雜任務有助于能力水平強的學生引導思維能力一般的學生共同學習。營造自主、合作、探究的多元化學習方式，充分調動了學生的積極性，培養學生發散性思維。

2.3 生成性的結論 根據學生的各小組的實驗結果，首先讓他們繪出自己結果的相應曲線，為數學模型的學習做好鋪墊，在這個過程中學生能夠做到積極動筆畫出曲線圖，根據結果生成本節課的酶的相關特性的結論。在整個實驗過程中，通過實驗結果生成相應的結論，而不是教師一言堂的灌輸。